IPv6基础介绍汇总
一文全面了解IPv6
一文全面了解IPv6前国内的网络正在快速的向IPv6升级中，从网络基础设施如运营商骨干网、城域网，到互联网服务商如各类云服务，以及各类终端设备厂商如手机、电脑、路由器、交换机等，均在向IPv6网络的升级改造中。
根据国家相关部门的计划，2019年要基本全面实现IPv6的支持。
那么什么是IPv6，有哪些特点，对网络安全有何影响，又将如何应对等等，关于IPv6的种种疑惑，本文将一一为大家做出阐述！•什么是IPv6IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”（互联网协议第6版）的缩写，是用于替代IPv4的下一代IP协议，也就是下一代互联网的协议，其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。
IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
其128位地址格式将以其在IP地址数量、安全性、移动性、服务质量等方面的巨大优势，改变现代信息生活。
互联网数字分配机构（IANA）在2016年已向国际互联网工程任务组（IETF）提出建议，要求新制定的国际互联网标准只支持IPv6，不再兼容IPv4。
•IPv6的优势1.明显地扩大了IP地址空间2.明显提高了网络的整体吞吐量3.使得整个服务质量得到了很大改善4.安全性有了更好的保障5.支持即插即用和移动性•IPv6技术特性IPv6 在解决了 IPv4 的地址匮乏问题的同时，还在许多方面实现了优化改进，主要包括以下五点：•第一，IPv6 具有层次化的编址方式，地址分配遵循聚类（Aggregation）的原则，同时通过使用更小的路由表，使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，有利于骨干网路由器对数据包的快速转发有效提高转发速度。
•第二，IPv6 增强了组播支持以及对流的控制能力，为多媒体应用和服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了更好的网络平台。
ipv6 简明教程
ipv6 简明教程IPv6 是一种用于互联网协议的第六版标准，它在设计上取代了 IPv4。
以下是关于 IPv6 的简明教程：1. IPv6 地址：IPv6 地址由 16 个字节组成，通常以 8 组 16 进制数表示，每组之间用冒号分隔。
例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
IPv6 地址空间非常大，几乎可以满足任何网络需求。
2. IPv6 地址分类：IPv6 地址可以分为三种类型：全球路由地址、本地唯一地址和本地链路地址。
全球路由地址可以在全球范围内路由，本地唯一地址只能在单个网络中使用，本地链路地址只能在本地网络中使用。
3. IPv6 报头：IPv6 报头固定为40 字节，包含了一些重要的字段，如版本、流量类别、优先级、长度等。
这些字段用于标识和处理 IPv6 数据包。
4. IPv6 扩展报头：IPv6 支持扩展报头，用于实现更高级的协议功能。
常见的扩展报头包括路由报头、分段报头、身份验证报头和加密报头等。
5. IPv6 安全性：IPv6 支持 IP 层安全性（IPsec），可以为数据提供加密和身份验证功能，确保数据在传输过程中的安全。
6. IPv6 与 IPv4 的互操作性：由于 IPv4 和 IPv6 不完全兼容，因此在从IPv4 向 IPv6 过渡的过程中，需要采取一些措施来实现两种协议的互操作性。
常见的解决方案包括双栈、隧道和转换技术等。
总的来说，IPv6 的设计更加先进和安全，但是由于 IPv4 向 IPv6 的过渡需要时间和成本，因此目前 IPv4 和 IPv6 仍然共存。
ipv6基本知识
一、IPv6包头IPv6 包头格式要么删除某些IPv4 包头字段，要么将这些字段设为可选。
尽管地址大小增加了，但这种更改却最大程度地减少了IPv6 包头所占用的带宽。
虽然IPv6 地址长度是IPv4 地址长度的四倍，但是IPv6 包头的大小只是IPv4 包头大小的两倍。
IPv6基本头格式固定1、IPV4报文头格式及各字段功能1.图示2.3.各字段功能4.版本号（Version）：长度4比特。
标识目前采用的IP协议的版本号。
一般的值为0100（IPv4），0110（IPv6）5.IP包头长度（Header Length）：长度4比特。
这个字段的作用是为了描述IP包头的长度，因为在IP包头中有变长的可选部分。
该部分占4个bit位，单位为32bit（4个字节），即本区域值= IP头部长度（单位为bit）/(8*4)，因此，一个IP包头的长度最长为“1111”，即15*4＝60个字节。
IP包头最小长度为20字节。
6.服务类型（Type of Service）：长度8比特。
8位按位被如下定义PPP DTRC06.1 PPP：定义包的优先级，取值越大数据越重要000 普通(Routine)001 优先的(Priority)010 立即的发送(Immediate)011 闪电式的(Flash)100 比闪电还闪电式的(Flash Override)101 CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)110 网间控制(Internetwork Control)111 网络控制(Network Control)6.2 DTRCOD 时延: 0:普通1:延迟尽量小T 吞吐量: 0:普通1:流量尽量大R 可靠性: 0:普通1:可靠性尽量大M 传输成本: 0:普通1:成本尽量小0 最后一位被保留，恒定为07.IP包总长（Total Length）：长度16比特。
以字节为单位计算的IP包的长度(包括头部和数据)，所以IP包最大长度65535字节。
IPV6基础知识总结
IPV6学习总结1 IPV6基础知识1.1IPV6产生背景IPV4网络设计设计之初的目的不是为满足全球网络用户，有许多设计不合理的地方; 因为一些历史原因，导致IP分配不公平，一些发展中国家网络用户数量多，IP地址不足；IPV4地址的层次分配缺乏统一的管理，采用与网络拓扑无关的形式分配地址，导致骨干路由器中存在大量的路由表项，增加了路由存贮和查找的开销；IPV4只针对净荷载加密，导致IP层受到安全攻击；IPV4地址基本耗尽，虽然有诸如NAT翻译技术，但是破坏了网络端到端的设计原理，为恐怖分子和其他组织提供了保护伞；IPV4缺乏服务保证；IPV4移动性支持不足。
基于以上原因，催生下一代互联网协议IPV6诞生。
1.2 1.2 IPV6网络环境IPV6网络中多次用到术语节点本地、链路本地和站点本地地址，通过下面拓扑图, 可以快速理解这三个概念，其中：节点：node-local(interface-local),在同一个单机上接口地址；链路：link-local,在同一个链路上使用的地址；链路层能互通的接口可以称之为在同一个链路。
站点：site-local,在同一个IPV6私有网络中的地址；唯一本地：Unique-local,在RFC4193 中取代site-local 地址；具体的概念如下图所示：网络1.3IPV6地址类型IPV6协议定义IPV6的地址长度为128位，有更大的地址空间，更多的地址。
IPV6 地址有单播、任播和组播地址类型，取消了广播地址，具体介绍如下：单播地址：一个单播地址对应一个接口，发往单播地址的数据包会被对应的接口接收，相当于IPv4的公网地址（IPv6的诞生根本上就是为了解决IPv4公网地址耗尽的问题）。
这种地址在全球的路由器间可以路由。
任播地址：一个任播地址对应不同节点的一组接口，发往任播地址的数据包会被这组接口的其中一个接收，被发往路由协议认为距离数据包源节点最近的那个接口上，适合于一对一组中的一个（OnetOOne OfMany）的通信需求。
IPv6 基础知识简介
IPv6 protocol current state : UP
IPv6 is enabled, link-local address is FE80::2E0:FAFF:FE17:8100
No global unicast address configured
Joined group address(es):
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1、IPv6的产生背景
以IPv4为基础的应用对IP地址的巨大需求，宽带技术、 移动IP和物联网的发展要求更多的IP地址，而IPv4地址 资源短缺。 2011年2月，IANA（The Internet Assigned Numbers Authority，互联网分配编号资源机构）一次性分配了最 后仅存的5个/8地址块，每个RIR（Regional Internet Registries，二级地址分配机构，全球总共5个区域RIR） 分得一个地址块。IPv4地址分配的状态，可在此查阅： /assignments/ipv4-addressspace/ipv4-address-space.txt CIDR, VLSM , NAT, 混合地址等技术只能暂时缓解IPv4 地址紧张，但无法根本解根决本地原址因问：I题Pv。4地址的短缺
同一个地址不同表示法的例子
2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF/64 2001:410:0:1:0:0:0:45FF/64 2001:410:0:1::45FF/64
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2、IPv6 地址—分类
单播地址（Unicast ）: 标识一个接口，目的为单播地址的报文会被送到被标识的接口。
转化后的64比特的接口ID(在中间插入FFFE,将表示Universal/Local (U/L)位由0改成1,)
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍文档摘要：IPv6协议，IPv6优点，IPv6基本功能关键字：IPv6，ICMPv6，DHCPv6，PPPoEv6一、IPv6协议介绍IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。
IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering TaskForce）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。
目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。
1、IPv4设计的不足（a）IPv4地址空间不足IPv4地址采用32比特标识，理论上能够提供的地址数量是43亿。
但由于地址分配的原因，实际可使用的数量不到43亿。
另外，IPv4地址的分配也很不均衡：美国占全球地址空间的一半左右，而欧洲则相对匮乏；亚太地区则更加匮乏。
与此同时，移动IP和宽带技术的发展需要更多的IP地址。
IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展。
针对IPv4的地址短缺问题，也曾先后出现过几种解决方案。
比较有代表性的是CIDR(Classless Inter-Domain Routing)和NAT(IP Network AddressTranslator)。
但是CIDR和NAT都有各自的弊端和不能解决的问题，由此推动了IPv6的发展。
（b）骨干路由器维护的路由表表项过于庞大由于IPv4发展初期的分配规划问题，造成许多IPv4地址分配不连续，不能有效聚合路由。
日益庞大的路由表耗用较多内存，对设备成本和转发效率产生影响，这一问题促使设备制造商不断升级其路由器产品，以提高路由寻址和转发性能。
（c）不易进行自动配置和重新编制由于IPv4地址只有32比特，并且地址分配不均衡，导致在网络扩容或重新部署时，经常需要重新分配IP地址。
因此需要能够进行自动配置和重新编址以减少维护工作量。
ipv6 基础知识
ipv4执行分片（报头中有想关字段），ipv6不执行分片（frgmentation），而使用PMTUD（path mtu discovery）。这个回头再说。
2.ipv6地址分类
unicast 单播地址
global aggregatable address（相当于IPv4的公有IP） 2000::/3
ipv6 基础知识
1.基本概念
128位二进制数组成，每4位转换为1个16进制数，共32个16进制数，每4位16进制数为一组，组间用：间隔。
基本格式：
2001：0000：1234：0012：0000：0000：0ef0：abcd
每个组开头的0可以省略
2001：0：1234：12：0：0：ef0：abcd
地址中若干个连续的全为0的段可以简写成‘：’，这种缩写形式在一个地址中只能使用一次。
2001：0：1234：12：0：ef0：abcd
ipv4报头 20个字节 12个字段
ipv6报头 40个字节 8低了转发延迟。
ipv4中tcp校验是必选的，udp为可选。
anycast 任意播地址（用于移动IP、手机漫游等，不要求）
global aggregatable address
link local address
site local address
说明：
link local address 链路本地地址：用做本地链路的管理用途，是发送管理流量和更新包时的源地址，只在一条链路上，不跨路由，自动生成。
ipv6 基础知识
(2008-11-03 22:16:15)
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1第一章IPv6基础知识
地址格式的区别
6to4地址
• 在可聚类全局单播地址范围（001）的6to4操作永 久分配了一个13位的TLA标识符：0x0002 • 6to4机制使得IPv6主机不必进行隧道设置，就可 在一个纯IPv4基础设施上进行通信。
6over4
• 格式为[64位前缀]:0:0:wwxx:yyzz,其中 wwxx:yyzz是w.x.y.z(公共或私有IPv4地 址)的冒号十六进制表示法。该地址用于 一个使用6over4协议的隧道机制结点。
– IPv6地址采用冒分十六进制表示的同时，对 于一些含有零的地址还可以采用一种零压缩 法的简化方式来表示。比如，对于以下地址： – abcd:0000:0000:0000:0008:0800:800c:417c – 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0b00:00001 – abcd:0:0:0:8:800:800c:417c – 0:0:0:0:0:0:b00:1
• IP地址：128位地址。 • 链路MTU：可以在一条链路上发送的最 大传输单元。 • 路径MTU（PMTU）：在IPv6网络中， 从源结点到目标结点的一条路径上，在 本地不实行数据分段的情况下发送的最 大长度的IPv6数据包。
• 网段：以二层交换机为边界的，同一链路的网 络的一部份，以单一介质组成。 • 链路：以路由器为边界的一个或多个局域网段。 • 子网：使用相同的64位IPv6地址前缀的一个或 多个链路。与IPv4子网不同的是，IPv6子网可 以被内部子网路由器分为几个部份。 • 网络：由路由器连接起来的两个以上（含两个） 的多个子网。 • 邻结点(邻居)：连接在同一链路上的节点。
• 主机：只能接收数据而不能发送数据的结点。 值得注意的是，IPv6网络中的主机还包括家用 电器、交通运输工具等。 • 上层协议：位于IPv6之上的一层协议，它将 IPV6用作运输工具。主要包括Internet层协议 （如ICMPv6）和运输层协议（如TCP和 UDP），但不包括应用层协议。例如，可把 TCP和UDP协议当作运输工具的FTP、DNS等。
IPv6基础知识
IPv6基础知识一、格式1.IPv6=前缀+接口ID.前缀：相当于V4地址中的网络ID（前缀由IANA、ISP和各组合分配）.接口标识：相当于V4地址中的主机ID（接口标识符目前定义为64比特，可以由本地链路标识生成或采用随机算法生成以保证唯一性）2.128位长，用冒号将128比特分割成8个比特的部分，每个部分包括4位的16进制数字。
3.地址前缀长度用“/xx”来表示《》4.举例：-3ffe：1900:1100:0001：d9e6：0b9d：14C6：45ee/66举例：/64 （前64位网段）/128（主机或者还原口loop dack）二、IPv6地址缩写1、每个16位的分段开头的零可以省略2、一个或多个相邻的全零分段可以用双冒号：：表示3、双冒号只能使用一次4.以下是同一个地址不同表示的列子：-0001:0123:0000:0000;0000:ABCD:0000:0001/96（16*8=128）-1:123:0:0:0:ABCD：0:1/96-1:123::ABCD:0:1/96三、IPv6地址的分类1、单播地址（unicast address）链路本地地址（link-local）{二进制前缀：1111111010（IPv6标识：FE80：：/10-FEBF::/10）全局单播（globat unllait ）{二进制前缀：001（IPv62000：：/3-3FFF：：/3）}《拼一个网络是否通cmd——ping IP》四、单播地址1、标识单台设备的地址（仅某个接口）2、IPv6单播地址分类（根据地址范围）：--全局单播地址如：2001：A104:6101:1::EO:F726:4E58--链路本地地址如：FE80::E0:F7026:4E58--站点本地（site-local）如FEC0::E0:F726:4E58--唯一本地地址（unique-local）如FD00::E0:F726:4E58五、全局单播地址（global unicast）2012：：1/64--全局唯一地址（类似于IPv4的公有地址）--带有全球地址的数据包可被转发或者汇总到全球网络的任何部分-rfc3587--全局单播地址层次结构：001/全局路由前缀（45位）/子网ID（16位）/接口ID（64位）--2000：：/3（16进制）--最小2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000--最大3FFF：FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF：FFFF--关于接口ID：之所以叫做接口ID，是因为一个设备可以拥有不止一个IPv6接口，所以标识接口比标识一个设备更准确。
计算机网络与通信技术：IPv6基础
课程内容
• 一、 IPv6概述 • 二、 IPv6地址 • 三、邻居发现机制 • 四、报文结构 • 五、 IPv6单播路由 • 六、 IPv6过渡技术
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1、IPv6报文结构
• IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头再 加上上层协议单元构成。
2、IPv6基本报头结构
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
IPv6 的 基本首部 （40 B）
源地址 （128 位）
目的地址 （128 位）
IPv6 的 有效载荷 （至 64 KB）
有效载荷（扩展首部 / 数据）
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
➢ Ipv6地址配置对象：主机和网络设备 ➢ 网络设备和服务器手工配置
• 自动配置
➢ 有状态地址自动配置（DHCPv6） ➢ 无状态地址自动配置
地址自动配置技术的作用
自动配置技术能够完成以下功能： 赋予主机自己的地址参数
前缀 接口ID
赋予主机其它的相关参数 路由器地址 跳数 MTU
类似IPv4中的私（内）网地址，以FEC0：：为前缀。其中前十bits 固定为1111111011，紧跟在后 面的是连续38bits 0。对于站点本地地址来说，前48bits 总是固定的。在接口ID和48bits 特定前缀 之间有16bits 子网ID字段，供机构在内部构建子网。站点本地地址不是自动生成的。
PC2
地址解析
• 发送主机在接口上发送NS报文，该报文的目的地址 为目标IP地址所对应的请求节点组播地址（Solicitednode），NS报文中包含了自己的链路层地址
IPv6
IPv6一、IPv6简介1、IPv6的特点a.更大的地址空间b.报头更简单c.支持移动性和安全性d.过渡方式丰富多彩2、IPv6地址空间3、对更大地址空间的需求二、IPv6数据报格式0412162431版本号通信量等级流标记有效负载长度下一首部跳数限制源地（128比特）目的地址（128比特）图：IPv6首部1、版本号2、通信量等级3、流标记三、IPv6地址1、三种类型：单播、任意播、多播2、单播地址（unicast）a.全球单播地址2xxx::/4或者3xxx::/4b.本地单播地址1链路本地单播地址FE80::/102地区本地单播地址FEC0::/103、任意播地址（anycast）4、多播地址（multicast）FF00::/8地址多播组FE02::1所有的节点FE02::2所有的路由器FE02::5OSPFv3路由器FE02::6OSPFv3指定路由器FE02::9RIPng路由器FE02::A EIGRP路由器FE02::B移动代理FE02::C DHCP服务器/中继代理FE02::D所有的PIM路由器5、特殊地址1未指明地址::/1282环回地址::1/1283基于IPv4的地址FE80::/104本地链路单播地址6、IPv4和IPv6的地址比较IPv4IPv6组播地址（224.0.0.0/4）(FF00::/8)有广播地址没有广播地址未确定地址（0.0.0.0）未确定地址（::/128）环回地址（127.0.0.1）环回地址（::1/128）公网IP地址全球单播地址专用IP地址（10.0.0.0/8等）地区本地单播地址（FEC0::/10）自动专用IP寻址地址（169.254.0.0/16）链路本地单播地址（FE80::/10）7、IPv5地址类型的高位数字组合地址类型高位数字（二进制）高位数字（十六进制）未指定00...0::/128环回地址00...1::1/128多播地址11111111FF00::/8链路本地单播地址1111111010FE80::/10地区本地单播地址1111111011FEC0::/10全球单播地址0012xxx::/4或者3xxx::/4保留的类型其他所有的四、用于IPv6的路由选择协议1、启用IPv6路由在全局配置模式下：ipv6unicast-routing2、静态路由选择3、RIPng4、OSPFv35、用于IPv6的IS-IS6、IPv6EIGRP7、MP-BGP4五、从IPv4过渡到IPv61、实现方法：双栈和隧道化2、手工配置隧道3、自动隧道（6-to-4）。
ipv6知识
ipv6知识IPv6是下一代互联网协议，同时也是解决IPv4地址枯竭问题的重要方案。
相比IPv4，IPv6具有更大的地址空间、更好的性能和更好的安全性。
以下是关于IPv6的知识点：一、地址空间IPv6地址由128位二进制表示，相比IPv4的32位地址空间更大，可以为每一个地球上的万物都分配一个独立的地址。
二、地址格式IPv6地址由8个16进制数字组成，用“:”隔开，每个数字表示为0-65535之间的数字。
为了方便书写，IPv6地址中可以用“::”表示连续的一串0。
三、地址分配方式IPv6地址的分配方式主要有三种：静态分配、动态分配和自动分配。
静态分配指的是管理员手动分配地址；动态分配指的是使用DHCPv6协议动态分配地址；自动分配则是使用SLAAC协议自动分配地址。
四、IPv6与IPv4之间的转换IPv6和IPv4之间的转换主要有三种方式：双栈协议、隧道技术和地址翻译。
其中双栈协议是在网络节点上同时实现IPv4和IPv6两种协议，保证可以同时支持IPv4和IPv6；隧道技术指的是在IPv6网络内部通过特定的技术将IPv4数据包封装到IPv6数据包中进行传输；地址翻译将IPv4地址转换为IPv6地址，使得IPv4网络可以访问IPv6网络。
五、IPv6安全IPv6协议还有一个重要的特点，就是它具有更好的安全性。
IPv6实现了IPsec协议，这使得IPv6具有加密、身份认证和数据完整性等安全功能。
此外，IPv6也实现了IPv4中没有的一些安全特性，如防止地址欺骗等。
综上，IPv6是未来互联网的重要组成部分。
了解IPv6的相关知识，有助于我们更好地理解和使用这一技术，也有助于我们更好地保障网络安全。
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍⼀、IPv6基础介绍1、IPv6是Internet⼯程任务组（IETF）设计的⼀套规范，它是⽹络层协议的第⼆代标准协议，也是IPv4（Internet Protocol Version 4）的升级版本。
2、IPv6与IPv4的最显著区别：IPv4地址采⽤32⽐特标识，⽽IPv6地址采⽤128⽐特标识。
128⽐特的IPv6地址可以划分更多地址层级、拥有更⼴阔的地址分配空间，并⽀持地址⾃动配置；近乎⽆限的地址空间是近乎⽆限的地址空间是IPv6的最⼤优势。
3、IPv6基本报头：（1）IPv6报⽂由IPv6基本报头、IPv6扩展报头以及上层协议数据单元三部分组成。
（2）IPv6的基本报头在IPv4报头的基础上，增加了流标签域，去除了⼀些冗余字段，使报⽂头的处理更为简单、⾼效。
（3）关键字段：Traffic Class：流类别，长度为8bit，它等同于IPv4报头中的TOS字段，表⽰IPv6数据报⽂的类或优先级，主要应⽤于流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地它⽤于区分实时流量。
流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地QoS。
Flow Label：流标签，长度为流标签，长度为20bit，它⽤于区分实时流量址发往⼀个或多个⽬的地址的连续单播、组播或任播报⽂。
IPv6中的流标签字段、源地址字段和⽬的地址字段⼀起为特定数据流指定了⽹络中的转发路径。
这样，报⽂在IP⽹络中传输时会保持原有的顺序，提⾼了处理效率。
随着三⽹合⼀的发展趋势，IP⽹络不仅要求能够传输传统的数据报⽂，还需要能够传输语⾳、视频等报⽂。
这种情况下，流标签字段的作⽤就显得更加重要。
跳数限制（Hop Limit）：长度为8bit，该字段类似于IPv4报头中的Time to Live字段，它定义了IP数据报⽂所能经过的最⼤跳数。
每经过⼀个路由器，该数值减去1；当该字段的值为0时，数据报⽂将被丢弃。
（4）IPv6为了更好⽀持各种选项处理，提出了扩展头的概念。
ipv6协议基本原理
ipv6协议基本原理IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六个版本，是替代IPv4协议而设计的新一代互联网协议。
其基本原理如下：1. IPv6地址：IPv6采用128位的地址空间，相较于IPv4的32位地址空间更加庞大，在IPv6中，地址由8个4位的十六进制数（每个数被冒号分隔）表示，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
这样的地址空间足够大，能够支持更多的设备和连接。
2. 数据包格式：IPv6的数据包格式相较于IPv4有所改变，IPv6头部的长度固定为40字节，比IPv4的20字节更长。
IPv6头部包含了源地址和目标地址信息，还可以包含一些可选的扩展头部。
IPv6还引入了新的报文类型如邻居探测、路由器通告等。
3. 路由与转发：IPv6采用的路由协议是辅助认证的字节级分层（HALVR），它允许路由器根据传输层协议（如TCP或UDP）和数据报有效负载的内容进行高效的路由和转发。
IPv6还提供了一个自动配置机制，使得主机能够根据网络配置和路由信息自动获取IPv6地址。
4. IPv4与IPv6之间的互操作：为了实现IPv4与IPv6之间的互操作，IPv6引入了IP协议的封装机制，即将IPv4数据包封装在IPv6数据包中进行传递。
这使得旧版本的IPv4设备能够与新版本的IPv6设备进行通信。
总之，IPv6协议通过扩大地址空间、优化数据包格式、改进路由与转发机制等方式，提供了更大的地址空间、更高效的路由和转发功能，以及更好的互操作性。
这些特点使得IPv6成为未来互联网的基本协议。
IPv6基础知识
IPv6基础知识 基础知识
一.概述 概述
ipv6能够满足不断增长的复杂的体系 能够满足不断增长的复杂的体系 化编址的需求， 编址到ipv6编 化编址的需求，从ipv4编址到 编址到 编 址的转换正在频繁的发生， 址的转换正在频繁的发生，CISCO IOS从12.2(T)开始支持 开始支持ipv6. 从 开始支持
2
二.ipv6的优点 的优点
◆ 提供更大的地址空间,能够实现plug and play 和灵活的重新编址； ◆ 更简单的头信息,能够使路由器提供更有效率 的路由转发； ◆ 与mobile ip和ip sec保持兼容的移动性和安全 性； ◆ 提供丰富的从ipv4到ipv6的转换和互操作的方 法,ipsec在ipv6中是强制性的；
7
七 .ipv6帧格式 帧格式
参见教材
8
5
五. ipv6的地址聚合 的地址聚合
多个地址前缀能够汇总为一个地址前缀
地址聚合能够增加路由选择的效率和扩展能力
6
六 .ipv6的地址自动配置功能 的地址自动配置功能
能够进行无冲突的地址自动配置 plug and p间会自动的进行地址前 缀的请求和通告
3
三.ipv6编址 编址
1.地址空间 地址空间 地址空 地址长 地址长度为128bits或16bytes 或 可分配的地址数量为 可分配的地址数量为:3.4x10的38次方 的 次方 个地球人可拥有的地址数量为 每个地球人可拥有的地址数量为:5x10的28次方 的 次方 2.ipv6的地址格式 的地址格式 32个16进制数 每4个一段 共有 段,段与段之间以':'分隔 个一段,共有 段与段之间 个 进制数,每 个一段 共有8段 段与段之 分隔 个段中的前导 在每个段中的前导位0可以不写 可以不写 在同一个地址中,若干个连续的 若干个连续 的段可以简 在同一个地址中 若干个连续的为0的段可以简写为'::‘ 的段可以 ipv6地址示例 地址示例: 地址示例 2031:0000:130f:0000:0000:09c0:876a:130b 正确 2031:0:130f:0:0:09c0:876a:130b 正确 2031:0000:130f::09c0:876a:130b 正确 2031::130f::09c0:876a:130b 错误 0:0:0:0:0:0:0:1=::1 正确 0:0:0:0:0:0:0:0=:: 正确
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IPv4
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IPv6扩展报头
• IPv6扩展报头实现了一些IP层的可选功能，扩展报头位于上层封装和IPv6基 本报头之间 • 主要的扩展报头： – Hop-by-Hop Options header – Destination Options header – Routing header
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RS报文 RA报文
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无状态地址自动配置—接口ID生成
• IEEE EUI－64规范是其中最重要的一种生成方法 • 将48比特的MAC地址转化为64比特的接口ID
– MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 – 设备自动生成，不需人为干预
• 48位MAC地址
• 64位接口ID
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重复地址检测（DAD）
基本报头
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IPv6基本报头
备注
version=6 Traffic Class IPv4 TOS
Flow Label用于标识数据流
Next Header IPv4 Protocol Hop Limit IPv4 TTL
Payload Length指示该IP报文负荷长度
例 FEC0::E0:F726:4E58
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组播地址
Flags
用来表示permanent或transient组播组
0：预留 1：节点本地范围 2：链路本地范围 5：站点本地范围
Scope
表示组播组的范围
Group ID
组播组ID
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IPv6报文格式
• IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头再加上上层协议 单元构成。
– Fragment header – Authentication header – Encapsulating Security Payload header
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典型的IPv6数据包
• 每一种扩展报头其实也有自己特定的协议号，例如：路由报头为43，AH报头 为51 • 每一个基本报头和扩展报头的Next Header域标识后面紧接的内容
0010000000000001 0000010000010000 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0100010111111111
2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff
• 重复地址检测（Duplicate Address Detection）确保网络中无两个相同的 单播地址 • 任何主机使用的单播地址均需做DAD • 未经过DAD检测的地址暂时不可用，称为“tentative地址” • 经过DAD检测后，没有冲突的地址可以使用，如果有冲突，则该地址不能使 用
16
重复地址检测（DAD）过程
2001:410:0:1:0:0:0:45ff
2001:410:0:1::45ff
5
IPv6地址分类
• 单播地址（Unicast Address）
– 单播地址作为一个单一的接口标识符。 IPv6数据包发送到一个 单播地址被传递到由该地址标识的接口。
• 组播地址（Multicast Address）
IPv6协议简介
引入
与IPv4相比，IPv6具有以下特点：
近乎无限的地址空间 更简洁的报文头部 内置的安全性 更好的QoS支持 更好的移动性 ……
2
IPv6基础知识
•
IPv6地址分类
•
IPv6报文格式
3
IPv6地址表示
• IPv6地址与IPv4地址表示方法有所不同 – 用十六进制表示，如： FE08:…. – 4个十六进制数一组，中间用“:”隔开，如： 2001:12FC:…. – 每组开头的零可以省略，连续的一个或者多个全零组可用“::”表示， 如： 1:2::ACDR:…. – 地址前缀长度用“/xx”来表示，如： 1::1/64
IPv6报头 Next Header=6 IPv6报头 Next Header=43 路由报头 Next Header=6
TCP段
TCP段
AH报头 Next Header=6
路由报头 IPv6报头 Next Header=43 Next Header=51
TCP段
IPv6地址结构
IPv6地址 = 前缀 + 接口标识
NS报文 NA报文
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Solicited-Node组播地址
IPv6中特有的组播地址
用于DAD和获取本地链路上邻居节点的链路层地址（地址解析）等
Solicited-Node组播地址生成过程
接口ID的后24位：XX:XXXX
前缀FF02:0:0:0:0:1:FF FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX
前缀：相当于v4地址中的网络ID 接口标识：相当于v4地址中的主机ID
2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58
前缀
2001:A304:6101:1 接口标识
E0:F726前缀获得
主机发送Router Solicitation报文 路由器回应Router Advertisement报文 主机获得前缀及其它参数 其实路由器会周期性地向外发送RA报文
– 组播地址作为一组标识符多播地址的行为/接口可能属于不同 的节点集合。 IPv6数据包发送到组播地址被传递到多个接口
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IPv6单播地址分类：
全球单播地址 链路本地地址 站点本地地址
单播地址
例 2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58
例 FE80::E0:F726:4E58
• 以下是同一个地址不同表示法的例子： – 0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/96
– 1:123:0:0:0:ABCD:0:1/96 – 1:123::ABCD:0:1/96
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IPv6地址表示
0010000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001 0000000000000000000000000000000000000000000000000100010111111111
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无状态地址自动配置的报文
Router Solicitation Router Advertisement Neighbor Solicitation Neighbor Advertisement
所有报文都基于ICMPv6报文
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谢谢
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
• 获得临时地址（tentative地址）的主机发送NS报文（ Neighbor Solicitation）给该临时地址所对应的solicited-node组播地址，该报 文中包含自己想使用的地址 • 如果有人用NA报文（Neighbor Advertisement）响应，并报告自 己已使用该地址，则该临时地址不可用 • 如果无人响应，则认为没有地址冲突发生，该地址正式可用