第13章Pv6协议 学习要点 1Pv6协议体系 IP6寻址架构(重点) ·|PV6数据包格式(重点) CMPV6协议 √6邻居发现协议 MLD(多播侦听者发现)协议 P6路径MTU发现协议 IPv6路由 P4到IPV6的过渡
第13章 IPv6协议 学 习 要 点 • IPv6协议体系 • IPv6寻址架构（重点） • IPv6数据包格式（重点） • ICMPv6协议 • IPv6邻居发现协议 • MLD（多播侦听者发现）协议 • IPv6路径MTU发现协议 • IPv6路由 • IPv4到IPv6的过渡
13.1IPv6概述(P324 ·IPv6是对IPV4加以改进,增加了许多新的特性,不仅可以 解决目前IPV4地址短缺的难题,而且有助于 Internet摆脱 日益复杂、难以管理和控制的局面 13.1.1|PV4协议的问题 ·IP地址短缺 v4协议32位的|P地址标识决定了理论上可以分配43亿个 P地址。虽然像CIDR(无类域间路由)和NAT(网络地址转换) 类新技术可以改善地址分配,一定程度上缓解了地址空间被 耗尽的危机。 路由效率不高 IPV4地址的层次结构缺乏统一的分配和管理,许多|PV4 地址块分配不连续,不能有效聚合路由,导致路由器中存在大 量路由表项,增加了路由开销
13.1 IPv6概述（P324） • IPv6是对IPv4加以改进，增加了许多新的特性，不仅可以 解决目前IPv4地址短缺的难题，而且有助于Internet摆脱 日益复杂、难以管理和控制的局面 13.1.1 IPv4协议的问题 • IP地址短缺 IPv4协议32位的IP地址标识决定了理论上可以分配43亿个 IP地址。虽然像CIDR（无类域间路由）和NAT（网络地址转换） 一类新技术可以改善地址分配，一定程度上缓解了地址空间被 耗尽的危机。 • 路由效率不高 IPv4地址的层次结构缺乏统一的分配和管理，许多IPv4 地址块分配不连续，不能有效聚合路由，导致路由器中存在大 量路由表项，增加了路由开销
PV4协议的问题 复杂的地址配置 P4的地址配置及其相关网络参数需要人为地设定或使 用有状态的主机配置协议,使得接入 Internet的设备在实现 上更为复杂,不易进行自动配置和重新编址。 缺乏服务质量保证 为追求简单高效,IPV4遵循尽力而为的传输原则,却使 得对 Interne不断推出的新业务类型缺乏有效的支持,如实 时和多媒体应用,这些应用要求提供一定的服务质量保, 比如带宽、延迟和抖动。 安全性问题 PV4协议制定时并没有仔细针对安全性进行设计,不能 支持端到端安全。所有的数据都以明文形式传输,没有加 密,也没有验证,这使得许多需要有安全保障的应用不得不 在传输层上实现,甚至在应用层上来确保传输数据的安全性, 增加了上层应用的复杂性
IPv4协议的问题 • 复杂的地址配置 IPv4的地址配置及其相关网络参数需要人为地设定或使 用有状态的主机配置协议，使得接入Internet的设备在实现 上更为复杂，不易进行自动配置和重新编址。 • 缺乏服务质量保证 为追求简单高效，IPv4遵循尽力而为的传输原则，却使 得对Internet不断推出的新业务类型缺乏有效的支持，如实 时和多媒体应用， 这些应用要求提供一定的服务质量保， 比如带宽、延迟和抖动。 • 安全性问题 IPv4协议制定时并没有仔细针对安全性进行设计，不能 支持端到端安全。 所有的数据都以明文形式传输，没有加 密，也没有验证，这使得许多需要有安全保障的应用不得不 在传输层上实现，甚至在应用层上来确保传输数据的安全性， 增加了上层应用的复杂性
13.1.2IPv6协议的新特性(P325) 1.充足的地址空间 P地址长度由32位增加到128位,可以支持数量多得多的 可寻址节点、更多级的地址层次和较为简单的地址自动配 2.提高路由效率 P6可提供远大于PV4的地址空间和网络前缀,因此可以 方便地进行网络的层次化部署。 3.优化数据包结构 P4首部的某些字段被取消或改为选项,以减少数据包处 理过程中的开销,并使得IPv6首部的带宽开销尽可能低 4.支持自动配置 1PV6协议内置支持通过地址自动配置方式使主机自动发现 网络并获取IPV6地址,大大提高了内部网络的可管理性
13.1.2 IPv6协议的新特性（P325） 1. 充足的地址空间 IP地址长度由32位增加到128位，可以支持数量多得多的 可寻址节点、更多级的地址层次和较为简单的地址自动配 置。 2. 提高路由效率 IPv6可提供远大于IPv4的地址空间和网络前缀，因此可以 方便地进行网络的层次化部署。 3. 优化数据包结构 IPv4首部的某些字段被取消或改为选项，以减少数据包处 理过程中的开销，并使得IPv6首部的带宽开销尽可能低。 4. 支持自动配置 IPv6协议内置支持通过地址自动配置方式使主机自动发现 网络并获取IPv6地址，大大提高了内部网络的可管理性
IPV6协议的新特性 5.支持端到端安全 从IPV4到IPv6的最大变化是将安全作为|Pv6所要求的一部 分IP6支持为|P定义的安全目标:保密性、完整性、认证 性。 6.服务质量能力 IP∨6增加了一种新的能力,如果某些数据包属于特定的工 作流,发送方要求对其给予特殊处理,则可对这些数据包 加上流标签,例如非默认服务质量通信业务或“实时”服 务 7.支持移动特性 IP6协议规定必须支持移动特性,任何IPv6节点都可以使 用移动IP功能。移动IP∨6使用邻居发现功能可直接实现外 地网络的发现并得到转交地址,而不必使用外地代理
IPv6协议的新特性 5. 支持端到端安全 从IPv4到IPv6的最大变化是将安全作为IPv6所要求的一部 分IPv6支持为IP定义的安全目标：保密性、完整性、认证 性。 6. 服务质量能力 IPv6增加了一种新的能力，如果某些数据包属于特定的工 作流，发送方要求对其给予特殊处理，则可对这些数据包 加上流标签，例如非默认服务质量通信业务或“实时”服 务。 7. 支持移动特性 IPv6协议规定必须支持移动特性，任何IPv6节点都可以使 用移动IP功能。移动IPv6使用邻居发现功能可直接实现外 地网络的发现并得到转交地址，而不必使用外地代理
13.1.3IPv6协议体系(P326) Pv6与|PV4一样有4 HttPftP」 DNSSNMP 应用层 层TcPP体系结构, Pv6与PV4的主要差 TCP LUDP传输层 别在网络层。 PV6协议体系主要包N][CM6国I[MLD]网络层 括以下协议: 底层网络定义的协议网络接口层 ·IPv6:IPv6是无连接的、不可靠的数据报协议,主要负责在主机之间寻址 和路由数据包。 · I CMPV6:使用IPV6通信的主机和路由器就可以报告错误并发送简单的响应 消息。 ND:用于确定邻居节点之间的关系,代替了|P4中使用的ARP、RARP、 CHP等。 ·MLD:为P主机支持多播的方式定义了地址和主机扩展,对应于|P4的 GMP
13.1.3 IPv6协议体系（P326） • IPv6：IPv6是无连接的、不可靠的数据报协议，主要负责在主机之间寻址 和路由数据包。 • ICMPv6：使用IPv6通信的主机和路由器就可以报告错误并发送简单的响应 消息。 • ND：用于确定邻居节点之间的关系，代替了IPv4中使用的ARP、RARP、 ICMP等。 • MLD：为IP主机支持多播的方式定义了地址和主机扩展，对应于IPv4的 IGMP。 IPv6 传输层 网络接口层 ND ICMPv6 MLD TCP UDP 网络层 底层网络定义的协议 HTTP FTP DNS SNMP 应用层 IPv6 与IPv4一样有4 层TCP/IP体系结构， IPv6与IPv4的主要差 别在网络层。 IPv6协议体系主要包 括以下协议：
13.2Pv6寻址架构 13.2.1P6寻址概述 地址类型 单播( Unicast)地址:单一接口的标识符。发往单播地址的数据 包被送给该地址标识的接口。 任播( AnyCast)地址:又译为泛播地址,是一组接口(一般属于 不同节点)的标识符。发往任播地址的数据包被送给该地址标识的接 口之一(路由协议度量距离最近的)。 多播( Multicast)地址:又译为组播地址,是一组接口(一般属 于不同节点)的标识符。发往多播地址的数据包被送给该地址标识的 所有接口。 2.寻址模式 所有类型的|Pv6地址都是分配给接口,而不是分配给节点的。 IPV6单播地址指单一接口。由于每个接口都属于单一节点,任何节 点的接口单播地址都可以用作该节点的标识符 不用作任何IPv6数据包的源或目的的接口,不需要范围大于链路范 围的单播地址
13.2 IPv6寻址架构 13.2.1 IPv6寻址概述 1. 地址类型 – 单播（Unicast）地址：单一接口的标识符。发往单播地址的数据 包被送给该地址标识的接口。 – 任播（AnyCast）地址：又译为泛播地址，是一组接口（一般属于 不同节点）的标识符。发往任播地址的数据包被送给该地址标识的接 口之一（路由协议度量距离最近的）。 – 多播（MultiCast）地址：又译为组播地址，是一组接口（一般属 于不同节点）的标识符。发往多播地址的数据包被送给该地址标识的 所有接口。 2. 寻址模式 – 所有类型的IPv6地址都是分配给接口，而不是分配给节点的。 – IPv6单播地址指单一接口。由于每个接口都属于单一节点，任何节 点的接口单播地址都可以用作该节点的标识符。 – 不用作任何IPv6数据包的源或目的的接口，不需要范围大于链路范 围的单播地址
13.2.2|PV6地址表示方法(P327) 1.优先选用格式x:x:x:x:x:x:x:x IPv6的128位地址分成8段,每段16位,每个16位段转 换成4位十六进制数字,用冒号“:”分隔。 20DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9c5A 2.前导0可以省略 可以删除每个段中的前导零以进一步简化Pv6地址表 示,但每个信息块至少要有一位。 20DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:905A 3.双冒号缩写格式 由于需要分配特定类型IP∨6地址,地址中会包括0值的 段,可以将连续多个0缩写为双冒号“:”。但是双冒号只 能出现一次
13.2.2 IPv6地址表示方法（P327） 1. 优先选用格式x:x:x:x:x:x:x:x IPv6的128位地址分成8段，每段16位，每个16位段转 换成4位十六进制数字，用冒号“ :”分隔。 20DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A 2. 前导0可以省略 可以删除每个段中的前导零以进一步简化IPv6地址表 示，但每个信息块至少要有一位。 20DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A。 3. 双冒号缩写格式 由于需要分配特定类型IPv6地址，地址中会包括0值的 段，可以将连续多个0缩写为双冒号“ ::”。但是双冒号只 能出现一次
Pv6地址表示方法 4.IPV4兼容地址格式x:x:x:x:x:x:d.d.d.d PV6设计的时候考虑了对Pv4的兼容性,以利于网络升级 在混用|P4节点和IPv6节点环境中,采用替代地址格式 x:x:x:x:x:X:d.d.d.d更为方便,其中“x”是地址的6个高阶 16位段的十六进制值,“d是地址的4个低阶8位字节十进制 值。 0:0:0:0:0:0:13.1.68.3, 0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38。 可以采用双冒号缩写格式,这两个地址分别缩写 为::13.1.68.3和:FF:129.144.52.38
IPv6地址表示方法 4. IPv4兼容地址格式x:x:x:x:x:x:d.d.d.d IPv6设计的时候考虑了对IPv4的兼容性，以利于网络升级。 在混用IPv4节点和IPv6节点环境中，采用替代地址格式 x:x:x:x:x:x:d.d.d.d更为方便，其中“ x”是地址的6个高阶 16位段的十六进制值，“d”是地址的4个低阶8位字节十进制 值。 0:0:0:0:0:0:13.1.68.3， 0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38。 可以采用双冒号缩写格式，这两个地址分别缩写 为::13.1.68.3和::FFFF:129.144.52.38
访问P6网站 访问|Pv6网站要在Pv6地址前后加方括号 htp://[20DA:D3:0:2F3B:2A:FF:FE28:95A:80 默认的80端口可以不写
访问IPv6网站 访问IPv6网站要在IPv6地址前后加方括号 http://[20DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A]:80 默认的80端口可以不写