2022年简述一下IPV和IPV.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 简述一下 IPV4 和 IPV6 IPInternet Protocol,Internet 协议 是互联网地支柱 ,它已经有近 20 年地历史 ,第一个正是发布地规范在RFC 791 中只有简短地45 页,定义了 IP 属于网络层协议 ,1991 年,IETF 确定了目前我们正在使用地IP 协议版本 ,即 IPv4,但现在已经完全停止开发了 .新地 IP 版本叫做 IPngNext Generation,下一代 IP 协议 或 IPv6, 这个版本经受了漫长地争论和反复地修改 ,1994 年IETF 最终明确了 IPv6 地方向 ,IPv6 地

2、主 要目地是解决 IPv4 中存在地问题,IPv6 除了具有 IPv4 具有地功能外 ,仍排除了 IPv4 地局限性 ,它们之间既有 相 同 点 , 又 有 不 同 点 . 当你部署 IPv6 时,在 IPv4 时代学到地学问仍旧有用 .IPv6 和 IPv4 之间差异主要表达在五个方面 :寻址和路由、安全、网络地址翻译、治理工作量和对移动设备地支持 .此外 ,IPv6 仍包括一个重要地特点 :一套从 IPv4 迁移和过 渡 到 IPv6 地 计 划 . 自 1994 年以来 ,已经发布了超过30 个 IPv6 地 RFC 文档 .转变 IP 协议意味着要改动很多上层协议和商定 ,从 DNS

3、和应用程序如何储备 IP 地址 ,到数据报如何在以太网、PPP、令牌环、 FDDI 和其它媒介上发送和路由 ,再到程序员如何调用网络函数都将会发生一些变化.IETF 也不会疯狂到让大家一夜之间全部切换到 IPv6,因此 IETF 也开发了 IPv4 和 IPv6 共存地标准和协议 ,如 IPv4 隧道里走IPv6,IPv6 隧道里走 IPv4,在同一个系统上长时间运名师归纳总结 行 IPv4 和 IPv6 双堆栈 ,以及在各种环境中混合和匹配这两个协议. 第 1 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Internet协议v4IPv4Inter

4、net 协议 v4IPv4 是 Internet 协议地第四个版本,它是第一个得到广泛部署地版本 ,和 IPv6 一起 ,它们是基于标准地 Internet 网络互连方法地核心 .IPv4 仍旧是目前部署最广泛地互联网层协议 IETF 发布地 RFC 791,它取代了早期定义文档,IPv4 地具体定义可参考 RFC 760.IPv4 是一个用于链路层包交换网络地连接协议 ,如以太网 ,它以尽力模式运行 ,由于它不能保证信息能 100%传递 ,也不能保证按正确地次序传输 ,更不能防止重复传输.IPv4 未包含错误掌握和流量掌握机制,假如通过数据报头中地校验和方法发觉数据被损坏 ,数据将被抛弃 ,

5、包括数据完整性在内 ,均通过上层传输层协议解决 ,如传输掌握协议 .IPv4 使用 32 位寻址方法 ,总共包含 4294967296个 有 效 地 址 ,IPv4 有 四 种 不 同 地 地 址 类 型 :A 、 B 、 C 和 D. 有 类 别 IP 寻 址最初 ,IP 地址被分为两部分 ,地址地高八位代表网络标识符 ,剩下地地址表示主机标识符 ,最大可以创建256 个网络 ,人们很快就发觉这样设计满意不了需要 ,为了克服这个限制 ,对高八位地址进行了重新定义 ,创建了一套网络类别 ,这就是后来闻名地有类别网络 ,总共定义了五个类别 :A 、 B、C、 D 和E,A、 B 和 C 网络标识

6、符长度不一样 ,剩下地地址部分用于标识主机 ,这意味着每个不同地网络类型可容纳地主机数目也不一样,D 类地址表示多播名师归纳总结 地址 ,E 类地址是未将来地应用程序保留地译者注 :有了 IPv6,它仍会被用第 2 页,共 8 页到吗. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 无类别寻址无类别寻址有三个基本类别. 子网子网划分是一组技术 ,您可以使用这组技术来高效地划分单播地址前缀地地址空间以便在组织网络地子网间进行安排.单播地址前缀地固定部分包括前缀长度和前缀长度之前位置,这些位都具有定义地值.单播地址前缀地可变部分包括前缀长度之后设置为0 位置 .子网划

7、分就是利用单播地址前缀地可变部分来创建更高效地地址前缀 铺张较少地可用地址 ,安排给组织网络地子网 .最初定义 IPv4 地子网划分是为了更好地利用 A 类和 B 类IPv4 公用网络 ID 地主机位 .当您为 IPv4 网络 ID 划分子网时 ,您会在 IPv4 地址地层次结构中定义一个额外地层次.子网网络ID 具有 “ 网络 ID/ 子网ID/主机 ID” 层次结构 .在您为网络 ID 划分子网后 ,每个子网网络 ID 都是一个子网 或具有 “ 网络ID/ 主机ID” 层次结构地网络ID 地新地址前缀. . 可变长子网掩码VLSM 可变长子网掩码 VLSM 是依据子网需要给它安排IP 地址

8、资源地一种方法,思科支持地 IP 路由协议 ,OSPF、双 IS-IS、BGP-4 和 EIGRP 均支持无类别或 VISM 路由 .历史上 ,EGP 协议依靠于IP 地址类型定义和真实交换地网络号 8,16 或 24 位域 ,而与 IP 地址 32 位号码 无关 .RIP 和 IGRP 交换地网络和子网号在 32 位域中 ,网络号、子网号和主机号之间地差别是一个商定问题 ,不用在路由协议中交换 ,现在用地一些协议要么使用一个前缀长度 地址中地连续位数 ,要么每个地址带有子网掩码来指出32 位域中地哪一部名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - -

9、 - - - - - 分是需要路由地地址 .在思科工程中常常可以见到需要使用可变长子网掩码地例子 ,在工程建设时通常有多个配置了FDDI 和以太网接口地交换机,并做了编号以便每个交换子网可以支持62 台主机 ,实际上 ,每个子网可能只会连接 15-30 台物理主机 打印服务器 ,工作站 ,文件服务器等 ,但很多工程也需要 ISDN 或帧中继供家庭办公用户使用 ,它们也需要一个单独地子网,这些家庭办公用户通常有一两个路由器和一个X 终端或工作站 ,他们可能仍有一台PC 或苹果电脑也需要连网,因此 ,通常需要为他们配置支持6台主机地子网 ,仍有一些用户需要配置支持14 台主机地子网 ,点到点连接通

10、 常 是 不 需 要 编 号 地 . . 无 类 别 域 间 路 由 CIDR 使用超网时 ,靠无类别域间路由是削减路由表条目地数量 ,1993 年左右 ,第一次引入了无类别域间路由 ,它地目地也是为了实现超网 ,超网答应路由聚合,CIDR 引入了前缀标记 ,也叫做CIDR 标记 ,前缀 /CIDR 标记现在在三种无类别 IP 寻址情形下使用 :划分子网 ,VLSM/ 不同规模地子网和 CIDR/ 超网 . 原 IP 地址类型由 CIDR 取代 ,相比之下 ,基于类型地方案被称为有类别地域间路由 .CIDR 地主要优势是答应对任意地址空间进行重新分区 ,因此可以给用户安排更小或更大地地址块 ,

11、CIDR 给 Internet 给予了层次感 ,它将Internet 分为国际 ISP 和国内 ISP,然后又进一步细分为区域 ISP,区域 ISP又再细分为本地 ISP,本地 ISP 又再分为区 ,通过 CIDR 创建地这种分级结构由IANAInternet Assigned Numbers Authority, 互联网地址安排机构 和它地区域互联网注册治理机构Regional Internet Registries,RIR监管 ,治理全球互名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 联网地址地安排 ,每个 RIR 爱护一个

12、可匿名搜寻地WHOIS 数据库 ,供应 IP地址安排信息 ,从这些数据库查询出来地信息在众多依据 IP 地址进行地理定位地工具中扮演着核心角色 ,分级路由进一步按地理路由分解 ,在地理路由中 ,整个地址又被分成多个块 ,例如 ,一个块表示美国 ,一个块表示欧洲 ,一个 表 示 中 东 , 一 个 表 示 亚 洲 等 等 . IPv4 地 局 限 性从上世纪80 岁月开头 ,人们就意识到IPv4 地地址即将耗尽 ,这是起初设计时未曾预料到地 ,这也是引入有类别网络 ,创建 CIDR 寻址地驱动因素 ,尽管实行了这些措施 ,IPv4 地址地消耗速度仍旧让人惊奇 ,目前有两种较权威地估量 ,一种猜测

13、是 2022 年,也就是今年 ,IPv4 地址将被用光 ,另一种猜测是2022年才会用光 .IPv4 地址地耗尽主要缘由是Internet 用户 ,使用 Internet 连名师归纳总结 接地移动设备 ,以及连接Internet 地 ADSLmodem 或有线 modem 地爆炸式第 5 页,共 8 页增 长 , 迫 使 我 们 开 发 和 采 用IPv6作 为 替 代 解 决 方 案 . Internet协议v6IPv6 IPv6 也就是闻名地IPng,即所谓地下一代IP 协议 ,它是被广泛使用地其次个 Internet 协议版本 ,它地设计目标是将IPv4 逐步过渡到IPv6,而不是一下子

14、全部毁灭掉IPv4,因此保留了IPv4 地兼容性 ,从 IPv4 到 IPv6 地主要变化是: . 扩展了路由和寻址才能:IPv6 将 IP 地址规模从32 位扩大到了128 位,支持更多层次地寻址水平,更大地可寻址节点数,以及更简洁地地址自动配- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 置；. 通过给多播地址增加一个“范畴 ” 域 ,多播路由地可扩展性得到了改进；. 定义了一种新地址类型,叫做 “ 任播地址 ” ,它可以识别节点集,发送到任播地址地数据包可以传递给其中任一节点,在 IPv6 源路由中使用任播地址允许 节 点 控 制 通 信 流 地 路 径；.

15、简化了报头格式 :有些 IPv4 报头字段被删除或称为可选部分 ,削减数据包处理成本 ,让 IPv6 报头地带宽成本尽可能低 .虽然 IPv6 地址长度是 IPv4 地4 倍 , 但 IPv6 报 文 地 头 部 长 度 只 有 IPv4 报 文 头 部 长 度 地 2 倍 ；. 改进了对可选项地支持:改进后IP 头可选项经过编码后可更有效地进行转发 ,对可选项地长度限制也更宽松,为今后引入新地可选项供应了极好地灵活性；. 服务质量 QoS功能 :增加了数据包标记功能,通过标记知道数据包属于哪 个 特 定 地 通 信 流；. 身份验证和隐私爱护才能 :IPv6 包含了供应身份验证 ,数据完整性

16、和保密等 扩 展 地 定 义 , 虽 然 是 扩 展 , 但 它 们 属 于 IPv6 地 基 础 组 件 ；. IPv6 由 两 部 分 组 成 , 基 础 地 IPv6 报 头 和 IPv6 扩 展 头 . IPv6 地 优 点名师归纳总结 有了庞大地地址空间后,ISP 有足够地IP 地址安排给客户 ,甚至每个设备都第 6 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 可以拥有自己地IPv6 地址 .NAT 网络地址转换 已成为处理IP 地址短缺得力地技术 ,但遗憾地是 ,很多 Internet 应用程序在NAT 下都不能正常工作 ,如NFS,D

17、NS 和集团会议应有 ,此外 ,NAT 也是企业对企业直接网络连接地障碍 ,需要进行复杂地地址转换才能让通信变得牢靠 ,但它地扩展性很差 ,很简洁出 现 单 点 故 障 , 显 得 非 常 脆 弱 . IPv6 地址空间扩展地目标之一是让NAT 技术边缘化 ,改善网络地连通性、牢靠性和敏捷性 .IPv6 在 Internet 上重新建立透亮地端到端通信 ,由于 IPv6地址长度较长 ,显得比较笨重 ,很多人看到那一长串地址都会头晕 .IPv6 地第二个主要目标是削减人们治理和配置系统地时间,由于 IPv6 可以执行无状态自动配置 ,结合 LAN MAC 地址 ,加上网络路由器供应地前缀 不需要

18、DHCP, 可 以 确 保 创 建 一 个 唯 一 地 IP 地 址 . 当然 ,DHCP 仍旧有它地用处 ,如 DNS 服务器 ,不过需要支持 DHCPv6,IPv6也给两个端点供应了一个中间地带,如 SLPService Location Protocol,服务定位协议 协议 ,这可能使网络治理员地工作变得更加轻松 .高带宽多媒体和容错应用是 IPv6 地第四个主要目标 ,多媒体应用可以利用多播地优势 :可以将一个数据报传输到多个接收者 地,不是每个路由器和主机都支持.虽然 IPv4 也有多播功能 ,但它们是可选 ,使用 IPv6 时,多播是必需地 ,前面已经提到,IPv6 仍增加了一种新

19、地服务类型“任播 ” ,与多播类似 ,任播有一个发送和接收数据包地节点组 ,当一个数据包发到一个任播组时 ,只会传输到组中地一个成员 ,这项新功能特殊适合于容错环境,如 Web 服务器 ,DNS 服务器 . 名师归纳总结 另一方面 ,在 IPv6 上架设VPN虚拟私有网络 是支持QoS 地,IPv6 支持第 7 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - IPv4 相同地 QoS 功能 ,包括 DiffServ 标记 ,以及新地20 位通信流字段 ,IPv6地第五个主要目标是 VPN. 新地 IPsec 安全协议 ,ESP封装安全协议 和AH 身份验证头 是附加到 IPv4 地,而 IPv6 内置了这些协议 ,这意味着在IPv6 世界中建设和部署网络时 ,爱护网络地安全将会变得更加简洁 . 下面用一张表简洁地对比一下IPv4 和 IPv6,以便加深懂得 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页