第九章 下一代网际协议——IPv6

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1、下一代网际协议——IPv6计算机网络技术和水平，反映了一个国家的科学技术水平。IPv6是下一代互联网，了解和研究IPv6成为21世纪国家建设和发展的重要内容。IPv6是下一代互联网，版本为第6版，现在用的网路是IPv4。IPv6也是TCP/IP网络体系结构特点：发展IPv6主要是解决IPv4存在的局限性问题。IPv4的局限性：地址仅32位，没有很好地考虑到目前已经发生地址资源不够；开始的分组网IPv4主要用于军队，没有很好地考虑安全问题；主要传输业务是数据和文本信息，没有很好地考虑多业务支持；网络配置复杂，没有很好地实现即查即用，实现网络配置

2、自动管理等问题；主机在移动物理位置时，不能很好地支持；移动位置需传递原节点数据信息，对本地和异地网络造成影响。路由转发效率低，每一个数据包需要通过路由器差路由表进行转发，耗用较多转发时间，当网络规模越来越大时（上万个路由器），几乎成为不可能。IPv4最大的问题是地址资源有限，IPv4的地址有43亿个，其中北美占有了30亿个，人口最多的亚洲仅有不到4亿个地址，而中国仅有3千多万个地址，只相当于美国麻省理工大的地址数量。专家估计到2010年，IPv4地址将全部用完。NAT的缺陷：NAT破坏了IP端到端的结构模型。由于NAT隔在中间，破坏了这种结构

3、，NAT的存在增加了时间开销，降低了网络速度。保持连接的状态使得端口、地址都要额外的处理，也增加额外的处理，并降低安全性。对包头的转换降低了安全性，结论：NAT方式不适宜解决地址资源问题，所以IPv6采用扩大地址容量的办法。IPv6地址采用128位地址，有无限的地址资源，地球上每一粒沙子都可得到到一个IP地址。IPv6采用128位来表示地址：128位的地址，每16位划为一段，用4位16进制数表达，每一段用冒号隔开。这种直接表达的方式成为首选格式。DA57：0000：0000：0000：0000：0000：81FF：FA10压缩格式：可以发现I

4、Pv6地址有许多段会出现全0，为了便于书写，每段地址中前边的0可以不写，当一个或多个连续的16比特为0，就用两个冒号来表示。IPv6地址的分类：以上地址的压缩格式为：DA57：：81FF：FA10内嵌IPv4地址的IPv6地址将IPv6地址中，前面的96位用16进制表达。后面的低32位用IPv4表达。如0：0：0：0：0：0：202.203.128.33内嵌IPv4地址的IPv6地址用于通过IPv4路由器以隧道方式传送IPv6包IPv6地址分为三类地址：单播地址：点对点的通信地址，类似IPv4的单目地址。用于标识单一的网络接口。多播地址：点对

5、多点的通信地址，一个源节点发送的单个数据报能被多个目的节点接收到。类似IPv4的组播地址。用于标识一组网络接口。任播地址：目的站点是一组计算机，但是数据报文只要交给其中任意一台即可。IPv6特有的地址。任播地址的目标地址是将数据包发给路友谊以上距离最近的一个节点的网络接口。任播地址适用于移动接入。单播地址是广为使用的地址：具体表达为前三位为010，后面有注册机构标识、服务提供者标识、用户标识、子网标识、接口标识（主机地址）多播地址具体表达为前8位为11111111P335任播地址是单波地址中划分出来的地址，IPv6的报文格式版本号：v6优先级

6、（通信类型）：用于区分不同的数据报或优先级别，目前还在试验。表示数据包的优先级别，发生网络拥塞时，优先级高的优先传送。流标识（标签）：用来识别源节点与目的节点之间的特定数据包流（序列），同属于一个流的数据包都具有相同的流标识。静荷长度：表示数据包的有效长度，最大静荷长度为65535，超出这个长度则通过扩展段来指示。下一个首部：指明在基本首部后面紧跟的有一个扩展首部。跳数限制：类似生存周期，当数据报经过一个路由器时，跳数值减1，当跳数值到了0仍然没有达到目的节点，则该数据报将被丢弃，申请重发。避免无用的数据报在网络中兜圈子。源地址：发端主机地址

7、目的地址：接收端主机地址。IPv6与IPv4比较：去掉了包头长度、标识、分段偏移量、包头校验和、选项、填充项。IPv6要求固定长度，以提高转发性能，所以IPv6不使用选项。将分段的业务交到主机处理，提高路由速度，所以不设标识、分段偏移量。将进一步降低路由器处理分段带来的时间开销。网络第二层、第四层都有校验，为提高速度，IPv6在第三层不要包头校验和整体思想，简化报文格式，减少路由器处理时间，提高转发速度，改善性能。IPv4到IPv6的兼容问题目前的网络都是IPv4的网络，这些网络需要考虑今后与IPv6兼容的问题。主要的两个技术：1、双栈技术路

8、由器既能让IPv4通过，也能让IPv6通过的技术。在IPv6的节点中，加入IPv4协议栈，使之具有双协议的节点功能，该节点既可以收发IPv4报文，也可以收发IPv6