目录
[1.1 核心问题](#1.1 核心问题)
[1.2 基本概念](#1.2 基本概念)
[1.3 通信过程](#1.3 通信过程)
[1.4 关键问题与解决](#1.4 关键问题与解决)
[2.1 核心改进](#2.1 核心改进)
[2.2 地址表示](#2.2 地址表示)
[2.3 分组结构](#2.3 分组结构)
[1. 双协议栈](#1. 双协议栈)
[2. 隧道技术](#2. 隧道技术)
[4.1 功能扩展](#4.1 功能扩展)
[4.2 关键报文](#4.2 关键报文)
[5.1 核心思想](#5.1 核心思想)
[5.2 关键组件](#5.2 关键组件)
[5.3 SDN控制器层次](#5.3 SDN控制器层次)
一、移动IP
1.1 核心问题
传统IP网络中，设备移动到新网络时IP地址会变化，导致正在进行的通信中断。
1.2 基本概念
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归属网络：移动主机默认连接的初始网络。
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归属地址（永久地址）：移动主机在归属网络中的固定IP地址。
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归属代理：归属网络中代表移动主机执行移动管理的路由器。
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外地网络：移动主机漫游到的网络。
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外地代理：外地网络中代表移动主机执行移动管理的路由器。
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转交地址：外地代理为移动主机提供的临时地址。
1.3 通信过程
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代理发现与注册：移动主机漫游到外地网络后，通过代理发现协议找到外地代理，获取转交地址并向归属代理注册。
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固定主机向移动主机发送数据：数据先被归属代理接收，再通过IP隧道转发给外地代理，最后由外地代理转发给移动主机。
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移动主机向固定主机发送数据：直接以永久地址为源地址发送，无需经过归属代理。
1.4 关键问题与解决
- 三角形路由问题：固定主机与移动主机在同一外地网络时，数据仍需经过归属代理转发，效率低下。
- 解决方法：在固定主机中创建通信代理，直接通过IP隧道将数据发送到外地代理。
二、IPv6
2.1 核心改进
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更大地址空间：128位地址，解决IPv4地址枯竭问题。
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简化首部：固定40字节基本首部，取消冗余字段，提高路由器处理效率。
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即插即用：支持自动配置，无需DHCP。
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支持资源预分配：为实时音视频等应用提供服务质量保证。
2.2 地址表示
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冒号十六进制记法：将128位地址分为8组，每组16位，用十六进制表示，组间用冒号分隔。
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压缩规则：
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左侧零省略：每组前导零可省略。
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连续零压缩：连续的全零组可用
::代替，且只能使用一次。
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混合表示 ：可结合点分十进制后缀（如
::ffff:192.168.1.1，在IPv4向IPv6过渡阶段非常有用）。
2.3 分组结构
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基本首部：固定40字节，包含版本、通信量类、流标号、有效载荷长度、下一个首部、跳数限制、源地址、目的地址。
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扩展首部：可选，由源和目的主机处理，路由器仅处理逐跳选项扩展首部。
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扩展首部与数据部分共同构成了有效载荷。
三、IPv4向IPv6过渡
IPv4向IPv6过渡有两种策略，双协议栈和隧道技术。
1. 双协议栈
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原理：设备同时运行IPv4和IPv6协议栈，根据目的地址选择协议。
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优点：无需额外封装，延迟低，灵活性高。
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缺点：维护两套协议栈，增加设备开销。
2. 隧道技术
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原理：将IPv6分组封装在IPv4数据报中，通过IPv4网络传输。
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优点：兼容现有IPv4基础设施，解决"IPv6孤岛"通信问题。
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缺点：封装和解封增加延迟和带宽消耗，配置复杂。
四、ICMPv6
IPv6配套使用的网际层协议只有ICMPv6。
4.1 功能扩展
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合并了IPv4中ARP和IGMP的功能。
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提供差错报告、信息获取、邻站发现、多播管理等功能。
4.2 关键报文
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邻站发现报文：替代ARP，实现地址解析和邻居发现。
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多播听众发现报文：替代IGMP，管理多播组成员。
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差错报告报文：如目的站不可达、分组太长等。
五、软件定义网络（SDN）
5.1 核心思想
将网络的控制层面与数据层面分离，控制层面由集中式控制器通过软件管理，数据层面仅负责转发。
5.2 关键组件
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数据层面：由OpenFlow交换机组成，基于流表执行"匹配+动作"转发。
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控制层面：由SDN控制器组成，负责计算路由、管理流表。
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OpenFlow协议：控制层面与数据层面的通信接口。
5.3 SDN控制器层次
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通信层：通过南向API（如OpenFlow）与数据层面设备通信。
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网络范围的状态管理层：维护全网拓扑、设备状态和流表信息。
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到网络控制应用程序的接口：通过北向API（编程接口）与上层应用交互。
