IPv6协议原理.ppt
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1、华为版权所有,未经许可不得扩散华为版权所有,未经许可不得扩散IPv6IPv6协议原理协议原理协议原理协议原理ISSUE 1.0内部资料,注意保密本课程主要介绍本课程主要介绍IPv6协议基本概念和报文,协议基本概念和报文,最后介绍最后介绍IPv6邻居发现协议。邻居发现协议。1内部资料,注意保密学习指南学习指南学习指南学习指南q本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书,合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。2内部资料,注意保密参考资料参考资料参考资料参考资料qqVRP 5.10 VRP 5.10 操作手册操作手册、命令命令手册手册qRFC1981
2、,RFC2373,RFC2374,RFC2460,RFC2460,RFC24623内部资料,注意保密目标目标目标目标学习完此课程,您将会:qq掌握掌握IPv6IPv6地址结构地址结构qq掌握掌握IPv6IPv6邻居发现技术邻居发现技术4内部资料,注意保密第第第第1 1章章章章 IPv6IPv6产生的背景产生的背景产生的背景产生的背景第第2章章 IPv6地址格式及分类地址格式及分类第第3章章 IPv6报文格式报文格式第第4章章 IPv6邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置5内部资料,注意保密为什么需要为什么需要为什么需要为什么需要IPv6IPv6qIPv4:资源即将耗尽Internet正在迅速膨
3、胀和爆炸中,出现越来越多IP Enable的设备:手机、汽车、家电全球可提供的IPv4地址大约有40多亿个,估计在未来5年间将被分配完毕 资源分配不均,使一些国家更早地考虑IPV66内部资料,注意保密为什么需要为什么需要为什么需要为什么需要IPv6IPv6q新业务的需要移动IPQoS3G业务的发展,需时即连和永远在线q安全性的需求IPv6内置了安全机制7内部资料,注意保密IPv4IPv4还有救吗还有救吗还有救吗还有救吗qNAT解决IPv4地址缺乏问题的临时方案增加网络的隐性成本qCIDR减少路由表大小地址空间没有增长qDHCP客户端自动配置DHCP服务器仍需手工设置8内部资料,注意保密救星救星
4、救星救星 -IPv6-IPv6qIPv6最本质的改进几乎无限的地址空间地址长度由32位增加到128位q简单是美简化固定的基本报头,提高处理效率q扩展为先引入灵活的扩展报头,协议易扩展q层次区划地址格式更具层次性,便于路由聚合q即插即用地址配置简化,自动配置q贴身安全网络层的IPSec认证与加密,端到端安全qQos 考虑新增流标记域q移动便捷Mobile IPv69内部资料,注意保密第第1章章 IPv6产生的背景产生的背景第第第第2 2章章章章 IPv6IPv6地址格式及分类地址格式及分类地址格式及分类地址格式及分类第第3章章 IPv6报文格式报文格式第第4章章 IPv6邻居发现及地址配置邻居发
5、现及地址配置10内部资料,注意保密IPv6IPv6地址格式地址格式地址格式地址格式qIPv6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IDq128位长,用冒号将128比特分割成8个16比特的部分,每个部分包括4位的16进制数字。q地址前缀长度用“/xx”来表示q举例:3ffe:3700:1100:0001:d9e6:0b9d:14c6:45ee/6411内部资料,注意保密IPv6IPv6地址缩写地址缩写地址缩写地址缩写q每个16位的分段中开头的零可以省略q一个或多个相邻的全零的分段可以用双冒号:表示q双冒号只能使用一次q以下是同一个地址不同表示法的例子
6、:0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123:ABCD:0:1/9612内部资料,注意保密IPv6IPv6地址分类地址分类地址分类地址分类q单播地址(单播地址(Unicast Address)q组播地址(组播地址(Multicast Address)q任播地址(任播地址(Anycast Address)q特殊地址特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00.0 (128 bits):/128环回地址00.1 (128 bits):1/128组播11111111FF00:/8链路本地地址1111
7、111010FE80:/10站点本地地址1111111011FEC0:/10全局单播(其他)13内部资料,注意保密单播地址单播地址单播地址单播地址q识别单一接口发送到单点发送地址的数据包被传输到这个地址识别出的接口qIPv6单播地址分类(根据地址范围):全局单播地址 例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58 链路本地地址 例 FE80:E0:F726:4E58站点本地地址 例 FEC0:E0:F726:4E5814内部资料,注意保密全局单播地址全局单播地址全局单播地址全局单播地址q全球唯一地址q带有全球地址的数据包可被转发到全球网络的任何部分全局单播地址层次结构全局单播地
8、址层次结构全局路由前缀全局路由前缀子网子网ID接口接口ID45位位16位位64 位位001q任何人(企业或个人)都可以获得一个48位前缀q任何人都可以拥有16位的子网空间2000:/315内部资料,注意保密链路本地地址链路本地地址链路本地地址链路本地地址q用于单个链路,可进行自动地址配置、邻居发现或在没有路由器时进行单个链接编址 q带有链路-本地源或目的地址的数据包不转发到其它链路链路本地地址结构链路本地地址结构0接口接口ID1111111010FE80:/1016内部资料,注意保密站点本地地址站点本地地址站点本地地址站点本地地址q用于单个站点内部编址q带有站点-本地源或目的地址的数据包不转发
9、到其它站点q相当于V4网络中的私有地址(RFC 1918)站点本地地址结构站点本地地址结构0接口接口ID1111111011FEC0:/1017内部资料,注意保密IPv6IPv6地址分配地址分配地址分配地址分配qIPv6地址空间的最小地址分配块为32比特q每个用户可以获得48比特地址前缀q用户只有一个网络和子网时,可以得到64bits地址前缀移动设备q仅有一台联网设备时,可以分配128bits地址前缀拨号345166400129bits16bits16bits64bitsLIR/32接口ID客户站点/48子网/64设备/12818内部资料,注意保密接口接口接口接口IDIDq对链路来说是唯一的q
10、可动态获得IEEE采用MAC-to-EUI-64转换其它地址采用其它的自动方法q可用来形成链路-本地地址q可用来形成带有无状态自动配置功能的全球地址19内部资料,注意保密EUI-64EUI-64规范规范规范规范q将将48比特的比特的MAC地址转化为地址转化为64比特的接口比特的接口ID由设备自动生成MAC唯一,所以接口ID也唯一q步骤:步骤:在MAC地址的公司ID(高24位)和节点ID(低24位)中间插入FFFE反转MAC地址中的U比特位用以标识唯一性20内部资料,注意保密组播地址组播地址组播地址组播地址qFlags前3位设为0最后一位定义地址类型0=固定或众所周知1=本地分配或短期qScop
11、e表示组播组的范围qGroup ID组播组ID0预留1节点本地范围2链路本地范围5站点本地范围8企业本地范围E全局范围F预留21内部资料,注意保密预定义的组播地址预定义的组播地址预定义的组播地址预定义的组播地址IPv4预定义组播地址IPv6预定义组播地址组播组节点本地范围FF01:1224.0.0.1所有节点地址FF01:2224.0.0.2所有路由器地址链路本地范围FF02:1224.0.0.1所有节点地址FF02:2224.0.0.2所有路由器地址FF02:5224.0.0.5所有OSPF路由器FF02:6224.0.0.6所有OSPF指派路由器FF02:9224.0.0.9所有RIP路由
12、器FF02:13224.0.0.13所有PIM路由器站点本地范围FF05:2224.0.0.2所有路由器全局FF0 x:101224.0.1.1NTP协议22内部资料,注意保密Solicited-NodeSolicited-Node组播地址组播地址组播地址组播地址qIPv6中特有的组播地址中特有的组播地址(请求节点组播地址)请求节点组播地址)每个节点必须为分配给它的每个单播和任播地址加入的一个组播地址,用于DAD地址重复检测(RFC2373)qSolicited-Node组播地址生成过程组播地址生成过程接口ID的后24位:XX:XXXX前缀FF02:0:0:0:0:1:FFFF02:0:0:0
13、:0:1:FFXX:XXXX例:主机的MAC地址为 00-02-b3-1e-83-29IPv6地址为 fe80:0202:b3ff:fe1e:8329 请求节点组播地址:ff02:1:ff1e:832923内部资料,注意保密IPv6IPv6地址新类型地址新类型地址新类型地址新类型 任播(任播(任播(任播(AnycastAnycast)q被分配给多个接口,仅用于路由器q发往任播地址的数据包被路由转发给分配了任播地址的接口中距离最近的一个q同单播地址相同,不能做为源地址使用Whos Gateway?Im nearest one.24内部资料,注意保密特殊地址特殊地址特殊地址特殊地址q未指定地址未指
14、定地址(Unspecified Address)0:0:0:0:0:0:0:0=:/128作为源地址使用,并不能被路由器转发q Loopback 地址地址0:0:0:0:0:0:0:1=:1/128q内嵌内嵌IPv4地址的地址的IPv6地址地址用于与传统网络之间的互联互通,以使IPv4网络和IPv6网络之间能进行无缝通信,这里使用的IPv4地址必须是全球唯一IPv4单播地址。IPv4兼容的IPv6 地址IPv4映射的IPv6地址25内部资料,注意保密节点所需要的地址节点所需要的地址节点所需要的地址节点所需要的地址q主机节点需要如下地址来标识自己主机节点需要如下地址来标识自己Link-Local
15、地址手工或自动配置的单播地址loopback地址“All-Nodes”和“Solicited-Node”及其它所属于的组播地址q 路由器节点除了以上地址,还要有路由器节点除了以上地址,还要有“Subnet-Router”及路由器上配置的任播地址“All-Routers”组播地址26内部资料,注意保密第第1章章 IPv6产生的背景产生的背景第第2章章 IPv6地址格式及分类地址格式及分类第第第第3 3章章章章 IPv6IPv6报文格式报文格式报文格式报文格式第第4章章 IPv6邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置27内部资料,注意保密IPv6IPv6报头格式报头格式报头格式报头格式28内部资料,
16、注意保密IPv6IPv6扩展报头扩展报头扩展报头扩展报头qqHop-by-hop options headerHop-by-hop options header逐跳选项报头逐跳选项报头逐跳选项报头逐跳选项报头qqRouting headerRouting header选路报头选路报头选路报头选路报头qqFragment headerFragment header分片报头分片报头分片报头分片报头qqAuthentication headerAuthentication header认证报头认证报头认证报头认证报头qqEncapsulating security payload headerEnc
17、apsulating security payload header封装安全载荷报头封装安全载荷报头封装安全载荷报头封装安全载荷报头qqDestination options headerDestination options header目的地选项报文目的地选项报文目的地选项报文目的地选项报文Transport-level PDUIPv6 HeaderExtensionHeaderExtensionHeader29内部资料,注意保密IPv6IPv6扩展报头扩展报头扩展报头扩展报头 vsvs IPv4 IPv4选项选项选项选项qIPv4选项要求路由器进行特殊处理对转发性能产生负面影响很少使用q
18、IPv6扩展报头扩展报头在IPv6报头的外部路由器不考虑这些选项,但逐跳选项除外对路由器转发性能无负面影响易于通过新报头和选项进行扩展30内部资料,注意保密ICMPv6ICMPv6q许多功能与ICMPv4相同q添加新消息和新功能ICMPv4 协议编号=1ICMPv6 下一报头编号=58q添加新消息和新功能邻近发现无状态自动配置移动IPv631内部资料,注意保密ICMPv6ICMPv6消息类型消息类型消息类型消息类型类型消息1目的地不可到达2数据包太大3超时4参数问题128回音请求129回音应答133路由器请求(RS)134路由器广播(RA)135邻近请求(NS)136邻近广播(NA)137重定
19、向32内部资料,注意保密第第1章章 IPv6产生的背景产生的背景第第2章章 IPv6地址格式及分类地址格式及分类第第3章章 IPv6报文格式报文格式第第第第4 4章章章章 IPv6IPv6邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置33内部资料,注意保密邻居发现协议的作用邻居发现协议的作用邻居发现协议的作用邻居发现协议的作用qRFC2461中定义了邻居发现协议发现邻居物理地址(代替IPv4使用的ARP)路由器发现地址冲突检测(Duplicate Address Detect)检验邻居的可达性和状态自动地址配置重定向34内部资料,注意保密邻居发现协议报文邻居发现协议报
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