IPV6协议简介解析

IPv6简介

下一代Internet网络

郭东伟（博士）

吉林大学计算机科学与技术学院

目录

☐IPv4的辉煌和局限

☐IPv6概述

☐IPv6协议简介

⏹协议格式及扩展头

⏹地址空间分配

⏹ICMPv6和其他支撑协议☐IPv6的新技术

☐IPv4－IPv6共存与移植☐IPv6的挑战

IPv4的辉煌和局限Internet Protocols的早期历史

☐1964年，Paul Baran提出分组交换理论

☐1969年，ARPANet建立（4个结点）

☐1972年，展示了40个结点的ARPANet

☐1972年，Bob Kahn提出开放结构互联概念

☐1974年，Kahn和Vint Cerf发表TCP协议

☐1978年，TCP/IP(Version 4)正式应用(RFC791)

☐1983年，ARPANet全面移植到TCP/IP

☐83-85年，TCP/IP与Unix的集成与推广

Internet的发展

☐80年代，局域网技术蓬勃发展

☐1984年，NSFNet开始建立

☐1990年，NSFNet取代ARPANet

☐1991年，NSFNet升级到T3(45M)速率，支持3500个子网

☐1995年，Internet实现商业化

☐FTP，HTTP，EMail等协议不断涌现，特别是HTTP协议的贡献巨大

IP协议的成功经验

☐IP的设计原则

⏹在统一寻址空间下，进行路由选择，以最大努

力提供无连接的数据报投递服务，但不保证可

靠到达

⏹可靠性由上层协议及应用程序提供

☐分层体系结构

☐支持各种链路

☐从军用到商用的成功转换

☐各种应用层协议相互推动

TCP/IP协议模型的问题和缺陷

☐模型没有明确区分服务、接口和协议

☐不具有通用性，不能描述其他协议

☐没有定义、划分物理层和数据链路层

☐Internet飞速发展带来的问题

⏹地址空间不足，划分效率低下

⏹路由瓶颈

⏹安全性问题

⏹网络实时服务质量问题，特别在多媒体应用中

⏹对移动通信等新业务需求的支持困难

☐地址空间不足

⏹可用地址不足

⏹子网数目不足

⏹分配方式不合理

☐IPv4地址分配：美国64%,亚洲地区8%

☐最新统计数据，中国上网用户12300万人，域名总数为2,950,500个，IPv4地址数达到了84,786,688个。

☐IP&GDP基本匹配

☐路由技术支持不够

⏹路由表膨胀

⏹分组之间无相关性

⏹路由器的额外负担（IP分段，头校验等）

全球路由表增长情况

Deployment Period of CIDR

CIDR made it work for a while

But they cannot be relied on forever

Projected routing table growth without CIDR

ISPs tend to filter longer prefixes

/as1221/bgp-active.html

IPv4面临的其他问题

☐服务质量与最大努力投递☐配置复杂

☐安全性问题

☐“即插即用”与移动计算

IPv4的补丁和修改

☐子网划分与地址细分使用（子网掩码）

⏹子网内部层次化组织，方便使用

☐网络地址转换(NAT)

☐无类域间选路(CIDR)

⏹按交换(ISP)分配(C类)地址，允许地址聚集，减少路由

表条目

☐动态主机配置协议(DHCP)

☐服务类型与IP选项

☐网络层的安全性

NAT的局限性

☐NAT过分强调C/S结构模式，服务器和客户端具有不同的拓扑结构

☐不能够直接支持Peer-to-Peer应用

⏹如BT类应用的各种NAT穿越技术

☐新的应用需要在NAT服务器上进行配置

CIDR与DHCP

☐按交换(ISP)分配(C类)地址，允许地址聚集，减少路由表条目

⏹一些已分配IP的不兼容性

☐DHCP的局限性

⏹DHCP地址范围与可变性

⏹同一网段中只能有一个DHCP服务器

⏹动态配置的IP应用上有一定限制

IPv6的提出

☐1991年，IETF成立ROAD小组解决路由寻址问题

☐1993年，开始选择IPng( IP Next

Generation)

☐1994年，在4种草案中选择SIPP进行扩展

☐1995年底，确定IPng的协议规范，正式命名为IPv6（RFC 1752，1809）

☐1998年，对IPv6进行修正（RFC 2460等）☐名词IPng和IPv6目前的使用区别

IP的版本演化

☐0IP March 1977 version (deprecated)

☐1IP January 1978 version

(deprecated)

☐2IP February 1978 version A (deprecated)

☐3IP February 1978 version B(deprecated)

☐4IPv4September 1981 version (current widespread)☐5ST Stream Transport (not a new IP, little use)☐6IPv6December 1998 version (formerly SIP, SIPP)☐7CATNIP IPng evaluation (formerly TP/IX; deprecated) ☐8Pip IPng evaluation (deprecated)

☐9TUBA IPng evaluation (deprecated)

☐10-15 unassigned