中国电信IPv6培训XXXX02

IPv6技术培训2010年2月IPv6相关技术IPv6基础知识IPv6与配套系统2IPv6基础知识3IPv6地址IPv6数据报格式IPv6的优势4•v6地址表示方法–地址长度128bits–用十六进制表示，如：FE08:….–4位十六进制数（16bits）为一组，中间用“:”隔开，如：2001:12FC:….–若以零开头可以省略，全零的组可用“::”表示，如：1:2::ACDR:….–地址前缀长度用“/xx”来表示，如：1::1/64•IPv6地址=前缀+接口标识–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:F726:4E58IPv6地址表示（1/3）E0:F726:4E58前缀接口标识IPv6前缀::2001:A304:6101:15IPv6地址表示（2/3）•IP地址的表示方法：–首选表示法：用32位16进制数表示用十六进制表示，如：FE08:….4个数字一组(16bits)，中间用“:”隔开，如：2001:12FC:….地址前缀长度用“/xx”来表示例如：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff/64–压缩表示法：为0的压缩比特压缩，在每一节的开始或者用::表示连续的0若以零开头可以省略，连续全零的组可用“::”表示，如：1:2::ACDE:….一个地址中::只能出现一次地址前缀长度用“/xx”来表示例如：2001:410:0:1::45ff/64–将IPv4地址嵌套在IPv6地址中（用于自动隧道和NAT-PT中）IPv6地址的其它部分（不包括IPv4地址的部分）可以采用首选或者压缩格式IPv6地址中内嵌的IPv4地址采用IPv4的十进制表示方法地址前缀长度用“/xx”来表示例如：0:0:0:0:0:0:166.168.1.2/64610000000000000010000010000010000000000000000000000000000000000010000000000000000000000000000000000000000000000000100010111111111100000000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1::45ffIPv6地址表示（3/3）全零的一组或连续的多组全零可用“::”表示，如：1:2::ACDR:….，但一个IPv6地址中只能出现一次::，其余的全零组只能用一个0表示一个组。7IPv6地址——接口ID的生成接口ID如何生成由IEEEEUI－64规范自动生成将48比特的MAC地址转化为64比特的接口ID48比特的MAC地址(其中的c是公司标识,0表示MAC是本地唯一的,g标识MAC是单独/组地址,m就是扩展标识符)转化后的64比特的接口ID(插入FFFE,将表示本地的0改成1,表示为全球的)设备随机生成手工配置8IPv6地址分类（1/7）单播地址（UnicastAddress）地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00...0(128bits)::/128环回地址00...1(128bits)::1/128组播11111111FF00::/8链路本地地址1111111010FE80::/10网点本地地址1111111011FEC0::/10全局单播（其他）标识多个接口，目的为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口标识多个接口，目的为任播地址的报文会被送到最近的一个被标识接口，最近节点是由路由协议来定义的标识一个接口，目的为单播地址的报文会被送到被标识的接口单播地址组播地址任播地址9IPv6地址分类（2/7）单播地址——本地链路地址单播本地链路地址：只能在连接在同一本地链路的节点之间使用，譬如一个路由器的以太网接口下的所有主机与路由器该接口之间；IPv6本地链路地址前缀：FE80::/10，54bit“0”同时扩展EUI-64格式的接口标识符作为低64bit；当在一个节点上启用IPv6时，节点的每个接口自动配置一个本地链路地址；本地链路地址只用于本地链路范围，不能在站点内的子网间路由；一个有可聚合全球单播地址的节点在本地链路上，使用默认IPv6路由器的本地链路地址，而不使用路由器的全球可聚合单播地址到达路由器。单播地址——本地站点地址类似于IPv4私有地址空间；本地站点地址在节点上不能像本地链路地址一样被默认启用，即必须指定；一个本地站点地址可以赋予站点内的任何节点和路由器，但是，不能在IPv6互联网上路由；本地站点地址使用FEC0::/10前缀，54bit“子网标识”，64bit“EUI-64”接口标识符；允许一个站点创建2的54次方个子网10IPv6地址分类（2/7）单播地址——未指定地址全0，表示为::/128；仅用于接口没有分配地址时作为源地址；在重复地址检测中出现；含有未指定地址的包不会被转发单播地址——环回地址表示为::1/128；表示自己，如同IPv4中的127.0.0.1单播地址——内嵌IPv4地址的IPv6地址IPv4兼容IPv6地址：用于IPv4兼容IPv6自动隧道IPv4映射IPv6地址：用于IPv6表示IPv4地址11IPv6地址分类（3/7）IPv4用TTL来限制组播流量，IPv6组播没有TTL，因为在组播地址内定义了范围；IPv6多处使用组播地址：如ARP的替代协议，前缀通告，重复地址检测DAD，前缀重新编址FF::/8前缀+4bit标志字段+4bit范围字段+112bit组播组标识符4bit标志字段(flgs)：0000表示为永久组播地址，0001为临时组播地址4bit范围字段(scop)：0000（0）预留；0001（1）为本地接口范围，单个接口范围内有效，仅用于loopback；0010（2）为本地链路范围；0101（5）为本地站点范围；1110（E）为全局范围组播地址12IPv6地址分类（4/7）FF01::1在本地接口范围内的所有节点FF01::2在本地接口范围内的所有路由器FF02::1在本地链路范围内的所有节点FF02::2在本地链路范围内的所有路由器FF05::2在一个站点范围内的所有路由器组播地址——指定地址对于节点和路由器的接口上配置的每个单播和任播地址，都自动起用一个对应的被请求节点多播地址。被请求节点多播地址受限于本地链路：FF02::0001:FF00:0/104+单播或任播地址的低24bitFF后紧跟低24bit组播地址——被请求节点组播地址13IPv6地址分类（5/7）组播地址到MAC地址的特殊映射FF020000000000000000000000000001128bits32bits33:3300:0000:0148bits拷贝组播以太网前缀以太网MAC地址（48比特）14适合于One-to-One-of-Many的通讯场合IPv6地址分类（6/7）任意播地址使用可聚合全球单播地址，也能够使用本地站点或本地链路地址；因而，从语法上，任播地址与单播地址没有区别。被分配具有任播地址的节点必须得到明确的配置，从而知道它是一个任播地址。目前，任播地址仅被用做目标地址，且仅分配给路由器。子网路由器任播地址：发往该任播地址的报文会被发到该子网所有路由器中离得最近的一个，地址格式如下：Subnetprefix0n位128-n位15IPv6地址分类（7/7）一旦一个节点起用了IPv6，节点的每个接口就有：一个本地链路地址一个回环地址所有节点多播地址FF01::1，FF02::1还可以配置：一个或多个分配的可聚合全球单播地址相应的被请求节点多播地址IPv6基础知识16IPv6地址IPv6数据报格式IPv6的优势17IPv6报文格式•IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头及上层协议单元构成。IPv6报文一般由三个部分组成：基本报头包括报文转发的基本信息，路由器通过基本报头解析就能完成绝大多数的报文转发任务；扩展报头包括一些扩展的报文转发信息，该部分不是必需的，也不是每个路由器都需要处理，一般只有目的路由器（或者主机）才处理扩展报头上层协议数据单元一般由上层协议报头和它的有效载荷构成，该部分与IPv4的上层协议数据单元没有任何区别18IPv6报文格式备注version=6TrafficClassIPV4TOSFlowLabel用于指示流NextHeaderIPV4ProtocolHopLimitIPV4TTLPayloadLength指示该IP报文负荷长度Source和Destination地址都是128位IPv4IPv619IPv6包头为定长，IPv4包头为不定长IPv4包头有14个字段（带选项和填充字段），基本的IPv4包头有12个字段，IPv6包头只有8个字段IPv6包头字段64bit对齐，能够直接对内存存取•IPv6数据包与IPv4数据包的区别包头长度：IPv6包头为固定长度的40个字节基本包头和扩展包头标示、标志和偏移字段：网络中的中间路由器不再处理分段，只在产生数据包的源节点处理分段包头校验和：由链路层和传输层都有校验和，对IPv6而言，UDP的校验和是必需的选项和填充：选项由扩展包头处理，填充字段也去掉•IPv6包头去掉的部分IPv6报文格式20IPv6报文格式•一个IPv6数据包21扩展报头类型：逐跳选项报头路由报头分段报头目的选项报头认证报头封装安全净载报头版本号0312流标签31流量类型净荷长度源IPv6地址411下一报头下一报头Hop限制目的IPv6地址扩展报头1下一报头扩展报头2IPv6报文格式——扩展包头22逐跳选项报头：该扩展头被每一跳处理，可报含多种选项，如路由器告警选项；目的选项报头：目的地处理，可报含多种选项，如MobileIPv6的家乡地址选项；路由报头：指定源路由，类似IPv4源路由选项，IPv6源节点用来指定信息报到达目的地的路径上所必须经过的中间节点。IPv6基本报头的目的地址不是分组的最终目的地址，而是路由扩展头中所列的第一个地址；分段报头：IP报文分片信息，只由目的地处理；认证报头：IPSec用扩展头，只由目的地处理；封装安全净载报头：IPSec用扩展头，只由目的地处理逐跳选项扩展头和目的地选项扩展头内部提供选项功能，支持扩展性（如对移动性支持）。选项采用TLV方式。IPv6报文格式——扩展包头目前，RFC2460中定义了以下6个IPv6扩展头：23扩展报头规约：扩展报头必须按如左排列的顺序出现除目的选项报头外，每种扩展报头只能出现一次目的选项头最多出现2次，1次在路由报头之前，1次在上层协议数据报文之前，如果没有路由报头，则只能出现一次基本报头、扩展报头和上层协议数据报文的相互关系如下：逐跳选项报头基本报头目的选项报头路由报头分段报头认证报头封装安全净载报头目的选项报头上层协议数据报文IPv6报文格式——扩展包头24NextHeader表示下一个头的协议类型HdrExtLen表示选项头的长度（不包括NextHeader)Options是一系列选项字段和填充字段的组合逐跳选项头选项段采用TLV编码格式（类型-长度-值）Options选项段为了保证选项头的长度为64bits的整数倍（便于64位处理），经常需要在Options中添加填充段，填充段有两种：PAD1：单字节填充PADN：多字节填充Options填充段IPv6报文格式——扩展包头25逐跳选项报头作用用于巨型载荷（载荷长度超过65535字节）用于路由器提示，使路由器检查该选项的信