中国电信IPv6培训201002ppt课件.ppt

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1、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,2,IPv6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

2、:E0:F726:4E58,IPv6地址表示（1/3）,5,IPv6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： 2

3、001:410:0:1:45ff/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：0:0:0:0:0:0:166.168.1.2/64,6,1000000000000001 0000010000010000 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 010001011

4、1111111,1000000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001 0000000000000000000000000000000000000000000000000100010111111111,2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff,2001:410:0:1:0:0:0:45ff,2001:410:0:1:45ff,IPv6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

5、示一个组。,7,IPv6地址接口ID的生成,接口IP如何生成 由IEEE EUI64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,8,IPv6地址分类（1/7）,单播地址（Unicast Address）,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

6、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,9,IPv6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

7、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,10,IPv6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

8、，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,11,IPv6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)：000

9、0（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,12,IPv6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：FF02:000

10、1:FF00:0/104+单播或任播地址的低24bit FF后紧跟低24bit,组播地址被请求节点组播地址,13,IPv6地址分类（5/7）,组播地址到MAC地址的特殊映射,FF02,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0001,128bits,32bits,33:33,00:00,00:01,48bits,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,Whos Gateway?,Im nearest one.,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

11、；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：,Subnet prefix,0,n位,128-n位,15,IPv6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

12、数据报格式 IPv6的优势,17,IPv6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,18,IPv6报文格式,备注 version=6 Traffic Class IP V4 TOS Flow Label

13、用于指示流 Next Header IP V4 Protocol Hop Limit IP V4 TTL Payload Length指示该IP报文负荷长度 Source和Destination地址都是128位,IPv4,IPv6,19,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

14、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,20,IPv6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,IPv6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Mobile IPv6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

15、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，RFC 2460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

16、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：,IPv6报文格式扩展包头,24,Next Header表示下一个头的协 议类型 Hdr Ext Len表示选项头的长度（不包括Next Header) 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

17、,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息，而不是简单的转发 出去 用于资源预留(RSVP),超大有效载荷选项结构,由选项类型（值为194）、选项长度（Opt Data Len）和超大有效载荷长度 （Jumbo Payload Length）三个字段组成 如果有效载荷长度超过65535字节，则IPv6基本报头中的有效载荷长度中的值 被置0，数据包的真正有效载荷长度用超大有效载荷长度选项中的超大有效载荷 长度字段来表示 超大有效载荷长度字段占有32比特，能够表示4 294 967 295字节,IPv6报

18、文格式扩展包头,26,路由报头,用于指定报文转发必须经过的中间节点 Next Header表示下一个头的协议类型 Hdr Ext Len表示扩展头的长度（不包括 Next Header） Routing Type表示路由类型 Segments Left表示到达最终目的地还 需要经过多少个必须的中间节 Type-specific data根据Routing Type 的值，给出相应的转发数据。,IPv6报文格式扩展包头,27,分段报头,当报文超过了MTU时就需要将报文分段发送，分段发送通过分段扩展头来完成 Next Header表示下一个报文头 Reserved是保留字段 Fragment Of

19、fset表示分段偏移量，就是指报文段在原始报文中的位置偏移量 Res是保留字段 M flag：1表示后续还有分片报文，0表示最后一个分片报文 Identification表示分段的ID,IPv6报文格式扩展包头,28,目的选项报头,参数含义与逐跳选项头相同，目的选项头包含目的地需要处理的信息 报文的最终目的地和路由头地址列表中的节点都会检查该选项 可出现2次：路由报头之前和上层协议数据报文之前,IPv6报文格式扩展包头,29,认证报头,认证扩展头用于提供IP报文的认证等功能，应用于IP安全 RFC2402中定义了该扩展头的具体细节,封装安全净载报头,封装安全净载扩展头主要应用于IP安全 RFC

20、2406中定义了该扩展头的具体细节,IPv6报文格式扩展包头,30,IPv6报文格式扩展包头之路由报头,S,I1,I2,I3,D,一个路由报头的实例：,IPv6基础知识,31,IPv6地址 IPv6数据报格式 IPv6的优势,32,IPv6凭什么成为互连网新宠,几乎无限的地址空 间，全世界的每一 粒沙子都会有相对 应的一个IP地址,简化固定报文头，提高效率 灵活的扩展报头，协议易扩展 地址格式更具层次性，便于路由聚合 无状态自动配置，实现即插即用 网络层的IPSec认证与加密，端到端安全 新增流标记域，提供QoS保证 有效支持移动网络、实时通信,IPv6相关技术,33,ICMPv6 邻居发现协

21、议 路由技术 地址分配技术 过渡技术,34,IPv6因特网控制消息协议(ICMPv6),IPv6 ICMP（ICMPv6）处理IPv4 ICMP（ICMPv4）所支持的消息和为IPv6协议的特殊操作而附加的信息。ICMPv6处理与ICMPv4相同的基本错误和信息性消息,35,IPv6因特网控制消息协议(ICMPv6),ICMPv6被因特网地址授权委员会（IANA）定义协议号为58。如图所示，这个协议号被用在基本IPv6包头的下一包头字段中，指示这是一个ICMPv6数据包。IPv6认为ICMPv6数据包是一个上层协议，像TCP和UDP一样，意味着它必须被放在IPv6数据包中所有可能的扩展包之后。

22、,ICMPv6类型,ICMPv6码,校验和,ICMPv6数据,IPv6 包头,ICMPv6 数据包,下一个包头=58,36,IPv6因特网控制消息协议(ICMPv6),在IPv6中，协议的几种机制和功能使用ICMPv6消息：,替代地址解析协议一种用在本地链路区域取代IPv4中ARP协议的机制。节点和路由器保留邻居信息。为了这个特殊应用，IPv6定义了新的ICMPv6消息。 无状态自动配置自动配置功能允许节点自己使用路由器在本地链路上公告的前缀配置它们的IPv6地址。前缀公告和无状态自动配置使用新的ICMPv6消息。 重复地址检测（DAD）启动时和在无状态自动配置过程中，每一个节点都先验证临时I

23、Pv6地址的存在性，然后使用它。执行这个功能也使用新的ICMPv6消息。 前缀重新编址前缀重新编址是当网络的IPv6前缀改变为一个新前缀时使用的一种机制。像前缀公告一样，前缀重新编址使用新的ICMPv6消息。 路径MTU发现（PMTUD）源节点检测到目的主机的传送路径上最大MTU值的机制，ICMPv6消息也用来执行这个任务。,Page 37,一个用到ICMPv6的协议PMTU协议,PMTU就是路径上的最小接口MTU,PMTU最小为1280bytes（IPv6要求链路层所支持的MTU最小为1280bytes） 最大PMTU由链路层决定，如隧道，可以支持很大的MTU,IPv6相关技术,38,ICM

24、Pv6 邻居发现协议 路由技术 地址分配技术 过渡技术,39,邻居发现协议（NDP）,邻居发现协议（NDP）是IPv6中的一个关键协议 它是一个伞行结构，定义了以下机制,邻居发现协议,ARP协议的替代协议,无状态自动配置,路由器重定向,重复地址检测,前缀公告,前缀重新编址,40,邻居发现协议（NDP）,NDP特有的范畴定义了新的ICMPv6消息，这些新的ICMPv6消息是路由器请求、路由器公告、邻居请求、邻居公告和重定向消息。,41,邻居发现协议（NDP）,不同的NDP机制使用不同的ICMPv6新的消息,42,邻居发现协议（NDP）替代ARP,ICMPv6类型 135 （邻居请求） 源地址：F

25、EC0:1:0:0:1:A 目的地址：FF02:1:FF01:B（被请求节点多播） 数据：00:50:3e:e4:4c:00（节点A的链路层地址） 源链路层地址：00:50:3e:e4:4c:00 目的链路层地址：33:33:FF:01:00:0B,ICMPv6类型 136（邻居公告） 源地址：FEC0:1:0:0:1:B 目的地址： FEC0:1:0:0:1:A 数据：00:50:3e:e4:4b:01（节点B的链路层地址） 源链路层地址：00:50:3e:e4:4b:01 目的链路层地址： 00:50:3e:e4:4c:00,00:50:3e:e4:4c:00 00:50:3e:e4:4b

26、:01,链路层地址,FEC0:1:0:0:1:A,FEC0:1:0:0:1:B,1）,2）,3）,4）,节点B,节点A,寻找节点B,本地链路,43,邻居发现协议（NDP）前缀公告,节点B,节点A,路由器A,ICMPv6类型 134（路由器公告） 源地址：本地链路地址（路由器A） 目的地址：所有节点多播地址（FF02:1） 前缀：FEC0:0:0:1:/64 生存期：无限期（有效/首选）,FE80:250:3EFF:FEE4:4C00,FEC0:0:0:1:/64=前缀,本地链路,44,链路上的路由器会定期的发送RA,收到RA的主机将加入默认路由器列表中 收到RA的路由器将检查RA内容的一致性,

27、主机接口初始化时发RS，路由器回应RA,ICMP Type = 133 Src = self interface address Dst = all-router multicast address (FF02:2),回复的RA可以直接单播给请求的主机， 也可以选择多播到所有节点,ICMP Type = 134 Src = router link-local address Dst = all-nodes multicast address (FF02:1) Data = Router lifetime, Cur hop limit, Autoconfig flag, options(pref

28、ix、MTU),邻居发现协议（NDP）路由器发现,45,重复地址检测(DAD) 使用NS和NA交互的过程,2000:1,新配置地址 2000:1,X Duplicated!,邻居发现协议（NDP）重复地址检测,46,当网关路由器知道更好的转发路径时，会以重定向报文的方式告知主机 重定向报文的结构如右： Type为137 Code为0 Target Address是更好的路径下一跳地址 Destination Address是需要重定向转发的报 文的目的地址,主机A的默认路由器为R1，当A要给主机B发送数据时：,R1,R2,有重定向的情况：主机A的默认路由器为R1，当A要给主机B发送数据时,Re

29、direct,A应该把R2直接作为到达B的下一跳,ICMP Type = 137 Src = R1 Dst = A Tgt Adr = R2s link-local address,邻居发现协议（NDP）重定向,IPv6相关技术,47,ICMPv6 邻居发现协议 路由技术 地址分配技术 过渡技术,48,IPv6路由协议单播路由协议,RIPng下一代RIP协议(简称RIPng)是对原来的IPv4网络中RIP-2协议的扩展。大多数RIP的概念都可以用于RIPng。,RIPng有RIPv2的大多数相同的功能： 距离矢量RIPng是基于贝尔曼-福特算法的距离矢量协议； 操作半径和RIP相同， RIPn

30、g限于15跳的半径； 基于UDP协议RIPng使用UDP数据报发送和接收路由选择信息； 广播信息使用多播地址发送周期性广播信息，降低了不需要监听RIP消息的节点上的流量。 为了在IPv6网络中应用，RIPng对原有的RIP协议进行了修改： UDP端口号：使用UDP的521端口发送和接收路由信息，和IPv4的520端口不同； 本地链路地址使用本地链路地址FE80:/10作为源地址，发送RIPng更新消息到邻接RIPng路由器； 目的前缀目的前缀基于128比特而不是32比特（如在IPv4中）； 下一跳地址下一跳地址基于128而不是32比特（如在IPv4中）； 传输在IPv6数据包之上传送RIPng

31、消息； 多播地址和IPv4中的224.0.0.9不同，在RIPng中使用的 标准多播地址是FF02:9。FF02:9代表了在本地链路范围内的所有RIP路由器多播地址。,IPv6路由协议单播路由协议,OSPFv3：OSPFv3是OSPF版本3的简称，主要提供对IPv6的支持。,OSPFv3和OSPFv2有一些相同之处： OSPFv3使用与OSPFv2相同的基本数据包类型； 邻居发现和邻接形成机制是完全相同的； 支持在遵循RFC的非广播多路访问（NBMA）和点到多点拓扑模式之上的OSPFv3操作； 对OSPFv2和OSPFv3而言，LSA泛洪和衰老机制是相同的。 OSPFv3和OSPFv2的不同主

32、要有： OSPFv3运行在链路之上； Router ID这个32比特数表明路由器不是IPv6专有的，路由器ID数仍然基于32比特； Link ID这个32比特数表明链路不是IPv6专有的，链路ID仍然基于32比特； 本地链路地址OSPFv3使用IPv6本地链路地址标识OSPFv3邻接的邻居。 新的LSA类型在OSPFv3中加入了链路LSA和区内前缀LSA类型； 传输OSPFv3消息在IPv6数据包之上发送，允许通过IPv4之上的IPv6隧道配置； 多播地址OSPFv3使用了两个标准的多播地址： FF02:5 代表本地链路范围内所有的SPF路由器； FF02:6 代表本地链路范围内所有的指定路由

33、器DR； 安全不使用OSPFv2中定义的各种认证方法和过程，OSPFv3使用认证包头（Ipsec AH）和封装安全有效负载（Ipsec ESP）扩展包头作为认证机制。,IPv6路由协议单播路由协议,ISISv6：IS-IS是由国际标准化组织ISO为其无连接网络协议CLNP发布的动态路由协议。同BGP一样，IS-IS可以同时承载IPv4和IPv6的路由信息。,为了有效的支持IPv6，ISISv6主要是新添加了支持IPv6路由信息的两个TLV(Type-Length-Values)和一个新的NLPID(Network Layer Protocol Identifier)。 IPv6Reachabi

34、lity(TLVtype236)：通过定义路由信息前缀、度量值等信息来说明网络的可达性 IPv6InterfaceAddress(TLVtype 232)：相当于IPv4中的“IPInterfaceAddress”TLV，只不过把原来的32比特的IPv4地址改为128比特的IPv6地址 NLPID是标识IS-IS支持何种网络层协议的一个8比特字段，IPv6对应的NLPID值为142(0x8E)。如果IS-IS路由器支持IPv6，那么它必须在Hello报文中携带该值向邻居通告它支持IPv6。,为了提供对多种网络层协议的支持，IETF对BGP-4进行了扩展，形成BGP4； 为了实现对IPv6协议的

35、支持，BGP4+需要将IPv6网络层协议的信息反映到NLRI及Next_Hop属性中。 BGP4+中引入的两个NLRI属性分别是： MP_REACH_NLRI：多协议可达NLRI。用于发布可达路由及下一跳信息 MP_UNREACH_NLRI：多协议不可达NLRI。用于撤销不可达路由 BGP4+中的Next_Hop：这个多协议属性定义了应当用作到目的地的下一跳边界路由器的地址。BGP4+中的NEXT-HOT属性表示为IPv6地址。该属性可以包括：或者是一个可聚合全球单播IPv6地址，或者是一个可聚合全球单播IPv6地址及其下一跳的本地链路IPv6地址。,BGP4,IPv6路由协议单播路由协议,5

36、2,IPv6路由协议组播路由协议,IPv6提供了丰富的组播协议支持，包括MLDv1、MLDv1Snooping、PIM-SM、PIM-DM、PIM-SSM。 MLDv1与IPv4的IGMPv2基本相同。区别有两点：一、MLDv1的协议报文地址使用 IPv6地址;二、离开报文的名称不同。MLDv1的离开报文是MulticastListenerDone ，IGMP的离开报文是IGMPLeave。 MLDv1Snooping与IPv4的IGMPv2Snooping基本相同，唯一的区别在于协议报文 地址使用IPv6地址。 IPv6的PIM-SM与IPv4的基本相同，唯一的区别在于协议报文地址及组播数据

37、报文地 址均使用IPv6地址。 IPv6的PIM-DM与IPv4的基本相同，唯一的区别在于协议报文地址及组播数据报文地 址均使用IPv6地址。 PIM-SSM采用PIM-SM中的一部分技术用来实现SSM模型。由于接收者已经通过其他 渠道知道了组播源S的具体位置，因此SSM模型中无需RP节点，无需构建RPT树，无 需源注册过程，同时也无需MSDP来发现其他PIM域内的组播源。,MLD与IGMP等价报文,IPv6相关技术,54,ICMPv6 邻居发现协议 路由技术 地址分配技术 过渡技术,55,地址分配,IPv6地址配置方法,手工配置 有状态地址自动配置（DHCPv6） 无状态地址自动配置（ND）

38、 有状态自动配置+前缀分发（DHCPv6+PD）,56,地址分配ND,IPv6主机地址无状态自动配置过程： 根据本地接口ID自动产生链路本地地址 发出邻居请求，进行重复地址检测 如不重复，链路本地地址生效，节点具备IP连接能力 主机发送路由器请求消息（或接收到路由器 定期发送的宣告消息） 根据路由器回应的宣告消息，获得本链路前 缀信息 前缀 + 接口ID = 主机的全局地址或网点地址,自动生成地址进行地址冲突检测 自动配置的地址有生命期 主机适应地址重配置（Renumber） 路由器自动生成链路本地地址 路由器的自动配置和重配置 （Router Renumbering “RR”),57,地址分

39、配ND,节点B,节点A,路由器A,ICMPv6类型 134（路由器公告） 源地址：本地链路地址（路由器A） 目的地址：所有节点多播地址（FF02:1） 前缀：2001:CCC1:/64 生存期：无限期（有效/首选）,FE80:250:3EFF:FEE4:4C00,本地链路,000000000010001110101110100001101101111000001000,000000100010001110101110,100001101101111000001000,1111111111111110,插入FFFE,EUI-64接口ID=0223:AEFF:FE86:DE08 用户的IPv6地址

40、2001:CCC1:223:AEFF:FE86:DE08,58,地址分配DHCPv6,Client,Server,Solicit,Advertise,Request,Reply,如同 DHCP for IPv4 一样，DHCPv6 也使用用户数据报协议 (UDP) 消息。DHCPv6 客户端在 UDP 端口 546 上侦听 DHCP 消息。DHCPv6 服务器和中继代理在 UDP 端口 547 上侦听 DHCPv6 消息。,DHCPv6 PD(前缀分发),DHCPv6 PD支持多种接入方式 e.g., ADSL, FTTH, DHCPv6 PD可以灵活部署, 包括 Client/Relay/S

41、erver 模型,HG,ISP,Host,DHCP,AAA,(1) HG sends DHCP solicit, with ORO = PD,(2) PE sends RADIUS request for the user,(3) RADIUS responds with users prefix(es),(5) 主机基于PD分发的前缀配置地址,PE,60,运营商网络中的地址下发,61,运营商网络中的地址下发,STB机顶盒以IPOE方式上网（ND方式）,62,运营商网络中的地址下发,家庭网关以PPPOE方式拨号上网（DHCPv6+PD方式）,63,运营商网络中的地址下发,PC终端以PPPOE方

42、式直接拨号上网（ND方式）,PPPoEv6,OLT/DSLAM,IPTV,Phone,PC,HG,骨干网,BRAS,Softswitch,Internet,VoD Server,Middle ware,DHCPv6 server,Radius server,PPPoEv6的拨号软件，输入用户名和密码,终结PPPOE报文，发送给Radius Server进行用户认证,维护分配前缀和用户信息的关系表,需要升级，以扩展IPv6属性,前缀分配 相关配置信息扩展,PPPoE Discovery 交互，建立session 建立PPP LCP连接 进行用户认证：发送的Access-Require包含用户名和

43、密码信息 如果认证通过，用户进行IPv6CP协商, 自动配置linklocal地址并申请前缀 BRAS如果本地管理prefix pool，从中可以直接根据策略选择前缀下发用户；如果DHCPv6 Server管理prefix pool ，需要通过Server下发； 用户自动根据获得的前缀信息自动配置global address BRAS通过 AccountRequest向Radius Server计费开始，可以按时间或流量进行计费 DNSv6 Server相关配置信息可通过DHCPv6选项或RA扩展选项提供给用户自动配置,PPPoE双栈接入,IPV6CP和IPCP 独立工作在同一个逻辑链路LCP

44、上,Ethernet PPP -LCP : 用户认证 连接建立 连接的维护和监控 IPCP : 通过本地或Radius地址池分配IPv4 地址 DNS Server地址下发 IPv6CP : Interface id DHCPv6 配置 IPv6 global 地址 DHCP-PD 配置 IPv6 prefixes IPv6 DNS server地址等下发,IPv6相关技术,66,ICMPv6 邻居发现协议 路由技术 地址分配技术 过渡技术,67,双栈,隧道,转换,L2TP,6over4,4over6,6PE,6VPE,Softwire,DS-Lite,Incremental CGN,NAT6

45、4,IVI,A+P,portrange,PNAT,过渡技术,IPv6过渡技术分为双栈、隧道和转换三类，名目众多的过渡技术都是这三种技术或其组合,过渡技术,原有过渡方法太理想化 IPv4-IPv6将长期共存 地址短缺，需要支持Private地址 Capex/Opex 简化过渡配置，引入自动化 支持Well-known/LIR,6to4,6rd,SIIT,IVI,NAT-PT,NAT64,Dual-Stack,DS-lite,ISATAP,Teredo,Config-tunnel,网络单栈，地址不足,Softwire,LIR前缀，回程，私网地址,LIR前缀,分离DNS-ALG,单向发起,私有地址,

46、自动发现、配置,过渡技术双栈,IPv6/IPv4应用层,IPv4,TCP/UDP,IPv6,链路层,双栈技术： 双栈节点可以同时与IPv6和IPv4互通 应用程序选择使用IPv6或IPv4协议 只适用双栈节点本身 每个双栈节点都要求至少一个IPv4地址 优点： 互通性好，实现简单，允许应用逐渐从IPv4过渡到IPv6 缺点： 对每个IPv4节点都要升级，成本较大，没有解决IPv4地址紧缺问题,过渡技术隧道,IPv4报头,IPv6报头,IPv6有效数据,IPv4有效数据,隧道技术： IPv6报文作为IPv4的载荷，或由MPLS承载，在IPv4 Internet海 洋中连接多个IPv6孤岛 优点：

47、 充分利用现有组网，将IPv4的隧道作为IPv6的虚拟链路 骨干网内部设备无须升级，充分利用现有组网 符合从边缘过渡的策略 缺点： 额外的隧道配置，降低效率，只能实现v6-v6设备互连,71,客户端（IPv4）,IPv4网络,IPv6网络,客户端（IPv6）,转换网关（双栈）,过渡技术转换,转换技术： 通过IPv6与IPv4协议间转换，实现IPv4节点与IPv6节点间的互通。 优点 能解决IPv4已有资源的共享问题和IPv4地址短缺的问题 缺点 目前技术还不成熟，尚不具备规模部署条件； 翻译技术会降低设备的处理能力和网络传送效率，易形成网络瓶颈,72,过渡技术隧道,GRE隧道技术 IPv6报文

48、被包含在GRE报文中作为GRE的载荷 优点 通用性好 技术成熟，易于理解,缺点 维护复杂,IPv6孤岛,IPv6孤岛,IPv4网络,隧道,双栈,双栈,IPv6主机,IPv6主机,IPv6报头+数据,IPv6报头+数据,IPv6报头+数据,IPv4报头,20.1.1.1,20.1.2.1,源：20.1.1.1 目的：20.1.2.1,GRE报头,发送方与接收方都是双栈设备 隧道已预先建立好 发送方封装报文，接收方解封装,73,过渡技术隧道,IPv6孤岛,IPv6孤岛,IPv4网络,隧道,双栈,双栈,IPv6主机,IPv6主机,IPv6报头+数据,IPv6报头+数据,IPv6报头+数据,IPv4报头,20.1.1.1,20.1.2.1,源：20.1.1.1 目的：20.1.2.1,手动隧道技术 IPv6报文被包含在IPv4报文中作为IPv4的载荷 同GRE隧道有类似的优缺点,74,过渡技术隧道,自动隧道技术 目的地址为IPv4兼容IPv6地址，包含的IPv4地址即为隧道末端 IPv4兼容IPv6地址: 0:0:0:0:0:0:a.b.c.d 适用于不经常性的IPv6节点连接需求 优