计算机网络-下一代互联网

1.IPV6概念:

下一代网络NGI,目前是第6版。IPV6分组有1个固定头部和n个扩展头部(任选)以及上层协议的负载组成。如下图:

2.IPV6固定头部:各字段解释含义。

  • 版本0110,4位,代表IPV6
  • 通信类型:8位,IP分组优先级,同服务类型
  • 流标记:20位,标记特殊处理的分组
  • 负载长度:16位,除了固定,扩展和负载
  • 下一头部:8位,指明扩展头部或高层协议
  • 跳数限制:8位,检测路由循环减1变为0丢弃
  • 源地址:128位,发送端的地址
  • 目的地址:128位,接收端的地址

3.IPV6扩展头部类型:

6种任选,作用是保留IPV4某些字段的功能,但只是特殊设备来检查处理,而不是每个都要处理。

4.IPV6扩展头部格式:

第1个字节:是下一头部选择符,指明下一头部类型。0逐跳选项,60目标选项,43源路由选择,44分段,51认证,50封装安全负荷,59没有下一头部。

第2个字节:扩展头部长度,以8个字节计数,不包含前8个字节,如果是8字节,则字段为0.

任选部分:编码成TLV的形式,T类型1个字节,L长度,V数据。

5.IPV6扩展头部分组封装顺序如下:

  1. IPV6头部
  2. 逐跳选项头
  3. 目标选项头(第一个目标节点要处理的信息)
  4. 路由选择头
  5. 分段头
  6. 认证头
  7. 封装安全负荷头
  8. 目标选项头(最后的目标节点要处理的信息)
  9. 上层协议头部

6.IPV6地址:128位,冒分十六进制。

IPV6地址简化书写:

  • 前面的0可以省,后面的不可以省。
  • 多个0可以用冒号,但只能一次
  • 多个0可以 压缩为一个0
  • IPV4兼容写法::192.168.30.1 = ::C0A8:1E01
  • IPV6格式前缀:12AB00000000CD3/60简写12AB::CD30:0:0:0:0:0/60

7.IPV6地址分类:单播地址、任意播地址、组(多)播地址

单播地址:标识一个接口,目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口。

单播地址:4类:可聚合全球单播、链路本地地址、站点本地地址、特殊单播地址。

4.特殊单播地址:不确定地址0:0:0:0:0:0:0:0,回环地址0:0:0:0:0:0:0:1

组播地址:标识多个接口,目的地址为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口。

组播地址:格式前缀1111 1111(/8),还包括标志、范围、组ID字段

任播地址:标识多个接口,目的地址为任播地址的报文会被送到最近的一个被标识的接口。

任播地址:仅用作目标,且只分配给路由器。默认路由器接口都被分配任意播地址。子网-路由器任意播地址,子网前缀必须固定,其余位置全0。如下:

IPV6没有定义广播地址。

8.IPV6地址配置:默认自动配置有2种:

  • 全状态自动配置:动态主机配置协议DHCP实现了IP地址的自动配置。
  • 无状态自动配置:获得链路本地地址:链路本地地址前缀1111 1110 10后加网卡MAC地址,产生一个链路本地地址,并发出一个ICMPv6请求,确认唯一性。 获得可聚合全球单播地址:向本地链路中所有组播ICMPv6路由器请求,主机获得单播前缀001后加自己的接口ID,自动配置单播地址。

9.IPV6和IPV4的地址比较,如下表。

10.IPV6地址相比IPV4改进:4个方面。

  • 扩展寻址能力:扩展到128位,支持多级地址层次,改进组播,增加任意播更实用。
  • 简化报头格式:IP头部字段有12个减少为8个,中间路由器有6个减少为4个,提高效率。
  • 改进路由选项:路由选项放在扩展头部,仅在需要时插入路由选项,更灵活,更流畅。
  • 提供流标记:对某些分组进行特别处理,可以提供特别的服务质量,更好的传送数据。

11.移动IP的概念:

移动主机在移动的同时,能够在任何地方使用他的家乡地址进行联网。

12.移动IP的原理:

移动主机分配一个家乡地址作为永久标识。如果到外地赋予一个转交地址,家乡地址会获得外地的转交地址。

13.IPV6向IPV4过度技术:3种

1.隧道技术:用于解决IPV6网络节点之间通过IPV4网络进行通信的问题。

优点:充分利用现有网络投资,过渡初期实现方便。缺点:路由器隧道出入口负载重,实现复杂,不利于大规模应用。

技术:有6to4隧道、6over4隧道、ISATAP隧道。

2.协议翻译技术:使得纯IPV6节点之间和纯IPV4节点之间可以通信。

技术:SIIT翻译、NAT-PT翻译、TRT翻译。

3.双协议栈技术:使得IPV4和IPV6共存于同一设备和同一网络中。

14.IPV6路由协议:定义5种路由协议

  • RIPng:RIPv2的扩展,UDP521端口。
  • OSPFv3:OSPFv2的扩展,做了较大改进。
  • BGP4+:BGP4的扩展,用来支持IPV6
  • ICMPv6:ICMP的扩展,继承了ARP功能。
  • IS-IS:中间系统到中间系统,IS-IS属于内部网关路由协议。IS-IS是一种链路状态协议,与TCP/IP网络中的OSPF协议很相似,使用最短路径优先算法进行路由计算。
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