IPv6技术及IPv6网络应用及今后IT的影响

第1页LOGOGroup6discussion2015Airs第2页LOGO课题讨论之第3页LOGO目录页IP简介IPv6技术介绍IPv6网络应用IPv6对今后IT的影响第4页LOGO过渡页IP简介IPv6技术介绍IPv6网络应用IPv6对今后IT的影响第5页LOGOIP简介IP定义IP【InternetProtocol】,即网络协议，它实际上是一套由软件、程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“网协数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。（1）IP定义了在TCP/IP互联网上数据传送的基本单元和数据格式。（2）IP软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。（3）IP包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发生以及分组的规则。IP协议三个定义：IP第6页LOGO网络层：为数据在结点之间传输创建逻辑链路，为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互联等功能。IP简介因特网协议栈第7页LOGOIP简介IP地址综述IP地址所谓IP地址就是给每个连接在互联网上的主机分配的一个32位地址就好像电话号码（地址码）：有了某人的电话号码，你就能与他通话了。同样，有了某台主机的IP地址，你就能与这台主机通信了。按照TCP/IP（TransportControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/Internet协议）协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。如：二进制地址：10101100000100000000000100000001十进制地址：172.16.1.1第8页LOGOIP地址简介格式与分类网络号：用于识别主机所在的网络Ip地址的格式：网络号+主机号IP地址分为A（分配于政府机构）、B（分配于中等规模的公司）、C（任何人）、D（用于组播）、E（用于实验）五类主机号：用于识别该网络中的主机IP地址第9页LOGO过渡页IP简介IPv6技术介绍IPv6网络应用IPv6对今后IT的影响第10页LOGOIPv6介绍定义根据前面的介绍，IPv6就不难理解了IPv6=InternetProtocolVersion6IPv4=InternetProtocolVersion4IPv6协议包含的基本内容第11页LOGOIPv6协议研究与发展的过程•1993年，IETF成立了研究下一代IP协议的IPng工作组•1994年，IPng工作组提出了下一代IP协议的推荐版本•1995年，IPng工作组完成IPv6的协议版本•1996年，IETF发起建立全球IPv6实验床6BONE•1998年，IETF启动IPv6教育研究网6REN•1999年，成立IPv6论坛，正式分配IPv6地址，IPv6协议成为标准草案•2000年，欧洲电信标准协会ETSI开始进行了65次Plugtest测试•2001年，主要的操作系统WindowsXP、Linux、Solaris支持IPv6协议•2003年，主要网络硬件厂商开始推出支持IPv6协议的网络产品；IPv6介绍研发历史第12页LOGOIPv6介绍想一想第13页LOGOIPv4协议的局限性•IP地址空间耗尽问题•网络地址转换NAT技术对网络性能、安全的影响•Internet的规模的扩大与Internet骨干路由器维护大路由表的能力的矛盾•简便配置IP地址的需求•对IP级安全性的需求•对网络层实时数据传送服务质量QoS提出了更高的要求IPv4局限性第14页LOGOIPv6的特征及优势•全新的报文结构—最大程度地减少协议头的开销•地址长度定为l28位—提供多达超过3.4×1038个IP地址•有效的分级寻址和路由结构—路由器寻址简便•有状态和无状态的地址自动配置—简化主机配置•内置的安全性—为网络安全性提供了一种标准的解决方案•更好地支持QoS—定义了一个流标签的特殊字段，提高了服务质量.•邻结点发现协议取代了ARP、ICMPv4、ICMPv4协议—简化了协议结构•新的扩展协议头—方便了功能的扩展IPv6特征及优势第15页LOGO因此第16页LOGOIPv6地址IPv6地址分类第17页LOGOVS比较的项目IPv4IPv6长度32位128位表示法点分十进制冒号分十六进制，带零压缩与双冒号简化表示分类分为A、B、C、D、E等5类地址不按地址类型划分，而是按传输类型划分网络地址表示子网掩码或前缀长度前缀长度回送地址127.0.0.1::1公网地址单播地址可聚集全球单播地址自动配置地址169.254.0.0/16链路本地地址FE80::/64多播地址224.0.0.0/4FF00::/8广播地址未定义未指明地址0.0.0.0::(0:0:0:0:0:0:0:0)专用地址10.0.0.0/8172.16.0.0/12192.168.0.0/16FEC0::/48Ip地址比较IPv6地址IPv4地址第18页LOGO在IPv6中，每个地址占128位，地址空间大于3.4*1038。如果整个地球表面都覆盖着计算机，那么IPv6允许每平方米拥有7*1023个IP地址。IPv4所用的点分十进制记法就不方便了。如一个用点分十进制记法的128位的地址为：104.230.140.100.255.255.255.255.0.0.17.128.150.10.255.255为了使地址更简洁些，IPv6使用冒号十六进制记法，上面就变成为68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF冒号十六进制记法允许零压缩，即一连串连续的零可以为一对冒号所取代，如：FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以写成:FF05::B3但只可压缩一次IPv6地址表示IPv6地址格式第19页LOGO地址空间的分配根据2006年2月发表的RFC4291，IPv6的地址指派情况如下表所示（目前是因特网的建议标准）。可以看出，现在已经被指派的地址仅仅占总地址很少的一部分。IPv6地址分配第20页LOGO特殊地址1）未指明地址这是16字节的全0地址，可缩写为两个冒号“::”。这个地址不能用作目的地址，而只能为某个主机当作源地址使用，条件是这个主机还没有配置到一个标准的IP地址。2）环回地址IPv6的环回地址是::1，作用和IPv4的环回地址一样。3）基于IPv4的地址前缀为00000000保留一小部分地址作为与IPv4兼容的，这是因为必须要考虑到在比较长的时期IPv4和IPv6将会同时存在，而有的结点不支持IPv6。因此数据报在这两类结点之间转发时，就必须进行地址的转换。80位16位32位4）本地链路单播地址有些组织的网络使用TCP/IP协议，但并没有连接到因特网上，这可能是由于担心因特网不很安全，也可能是由于还有一些准备工作需要完成。连接在这样的网络上的主机都可以使用这种本地地址进行通信，但不能和因特网上的其他主机通信。IPv6地址分配0000……………………………......0000FFFFIPv4地址IPv4映射的IPv6地址：第21页LOGO可集聚全球单播地址•全局网络地址，类似于IPv4的单播地址；•格式前缀“001”；•TLAID—路由层次结构的最高层，由Internet地址授权机构IANA来管理的分配给地区的Internet注册机构；•NLAID—ISP在自己网络中建立多级的寻址结构，组织寻址和路由，识别下属的机构站点;•SLAID—用于在一个单独的机构内部标识自己站点中的子网；全球路由选择前缀子网标识符接口标识符IPv6地址全球单播地址第22页LOGOIPv6分组结构•IPv6基本报头。基本报头长度固定为40个字节；•IPv6数据报可以没有扩展报头，也可以有一个或多个扩展报头，扩展报头可以具有不同的长度；•但所有的扩展报头都不属于IPv6数据报的报头。所有的扩展报头和数据合起来叫做数据报的有效载荷或净负荷。IPv6数据报报头第23页LOGOIP数据报组成比较两种数据报组成比较第24页LOGOIPv6扩展报头IPv6数据报扩展报头第25页LOGOIPv6对有效载荷拆分过程IPv6数据报有效载荷拆分第26页LOGO技术说明：NAT-PT是所有过渡技术中最复杂的技术，因为NAT-PT必须将所有的报文字段做相对应的转换。当IPv6协议报文进入IPv4网络时，会将此报文的字段对应转换到IPv4报文字段，从而转换成IPv4报文。同样的道理，IPv4报文进入IPv6网络时也要转换成IPv6报文。由于这种转换需要应用层网关的支持，相应的成本要高一些。图4网络地址转换/协议转换技术示意图应用场景：NAT-PT技术适用纯IPv6与纯IPv4网络的联结，通过通信协议的完全转换，实现IPv4与IPv6网络的透明通信IPv6介绍NAT技术网络地址转换/协议转换技术第27页LOGOICMPv6报文类型与结构ICMP是（InternetControlMessageProtocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用IPv6报文类型ICMPv6报文第28页LOGOPing—Windows、Unix和Linux系统下的一个命令。ping也属于一个通信协议，是TCP/IP协议的一部分。利用“ping”命令可以检查网络是否连通，可以很好地帮助我们分析和判定网络故障。Traced—诊断工具，给出了到达目的地址的路径ICMPv6报文工具第29页LOGO地址自动配置IPv6介绍地址自动配置第30页LOGO从IPv4到IPv6的过渡的基本方法—双IP层或双协议栈技术说明：IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。如果一台主机同时支持IPv4和IPv6两种协议，那么该主机既能与支持IPv4协议的主机通信，又能与支持IPv6协议的主机通信，这就是双协议栈技术的工作机理。IP过渡双协议栈第31页LOGO从IPv4到IPv6的过渡的基本方法—隧道配置应用场景：隧道技术适合于两端是纯粹的IPv6网络，而中间传输通道都是IPv4网络的通信情况下。此种技术可以通过现有的IPv4骨干网络，将局端的IPv6主机相互联结。在IPv6的发展初期此种技术不失为一种极为方便的过渡技术。IPv6介绍定义第32页LOGO过渡页IP简介IPv6技术介绍IPv6网络应用IPv6对今后IT的影响第33页LOGO•Ipv6技术体系经历了十多年的发展，基本标准日益成熟，各个行业各种类型支持ipv6的网络设备也相应问世，并逐渐的进入商业应用以及民众生活。在国外，已有部分电信运营商已经建立Ipv6网络，并开始提供接入服务以及一些基于Ipv6的增值业务Ipv6技术的应用前景广泛，主要有以下几方面。资源下载视频直播家庭智能网络设备终端3G通讯业务物联网IPv6应用IPv6应用总览第34页LOGO资源高速下载•常用Ipv6论坛、资源下载站点IPv6应用下载第35页LOGO六维空间•简介：六维空间，又称“东北大学IPv6BT下载站”，成立于2008年9月7日，2009年2月16日正式更名为“六维空间”，它是一个基于IPV6协议，快速的、海量的资源共享平台。IPv6应用下载第36页LOGOIpv6网络电视直播IPv6应用视频第37页LOGO大工电视墙IPv6应用视频Ipv6网络电视直播第38页LOGOIPv6应用5Mbpsmms流的图像质量视频Ipv6网络电视直播第39页LOGO家庭智能网络设备终端•基于Ipv6协议构建的家庭网络相比Ipv4有如下优点：IPv6应用家庭网络1.地址空间充足•IPv4的地址长度为32位，而IPv6有128位。IPv6的地址多到足以为地球上的每一粒沙子