《CH10-下一代因特网电子简明2007.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CH10-下一代因特网电子简明2007.ppt(30页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、课件制作人:谢希仁,计算机网络简明教程,第 10 章 下一代因特网的网际协议,课件制作人:谢希仁,第 10 章 下一代因特网的网际协议,10.1 解决 IP 地址耗尽的措施 10.2 IPv6 的基本首部 10.3 IPv6 的扩展首部 10.4 IPv6 的地址空间 10.4.1 地址的类型与地址空间 10.4.2 地址空间的分配 10.4.3 特殊地址 10.4.4 全球单播地址的等级结构 10.5 从 IPv4 向 IPv6 过渡,课件制作人:谢希仁,10.1 解决 IP 地址耗尽的措施,从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输速率来看,现在 IPv4 已很不适用。 最主要的问题就是
2、32 位的 IP 地址不够用。 要解决 IP 地址耗尽的问题,最根本的办法就是采用具有更大地址空间的新版本的 IP 协议 IPv6。,课件制作人:谢希仁,10.2 IPv6 的基本首部,IPv6 仍支持无连接的传送,所引进的主要变化如下 更大的地址空间。IPv6 将地址从 IPv4 的 32 位 增大到了 128 位。 灵活的首部格式。 改进的选项。 支持即插即用(即自动配置) 支持资源的预分配。 IPv6 首部改为 8 字节对齐,课件制作人:谢希仁,IPv6 数据报的首部,IPv6 将首部长度变为固定的 40 字节,称为基本首部(base header)。 将不必要的功能取消了,首部的字段数
3、减少到只有 8 个。 取消了首部的检验和字段,加快了路由器处理数据报的速度。 在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部。 所有的扩展首部和数据合起来叫做数据报的有效载荷(payload)或净负荷。,课件制作人:谢希仁,IPv6 数据报的一般形式,基本 首部,扩展 首部 1,扩展 首部 N,数 据 部 分,选项,IPv6 数据报,有效载荷,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,有效载荷(扩展首部 / 数据),IPv6 的 基本首部 (40 B)
4、,IPv6 的 有效载荷 (至 64 KB),0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位t),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,扩展首部 / 数据,IPv6 的 基本首部 (40 B),IPv6 的 有效载荷 (至 64 KB),有效载荷(扩展首部 / 数据),0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40
5、 B,版本(version) 4 位。它指明了协议的版本,对 IPv6 该字段总是 6。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,通信量类(traffic class) 8 位。这是为了区分不同的 IPv6 数据报的类别或优先级。目前正在进行不同的通信量类性能的实验。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128
6、 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,流标号(flow label) 20 位。 “流”是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报, “流”所经过的路径上的路由器都保证指明的服务质量。 所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,有效载荷长度(payload length) 16 位。它指明 IPv6 数
7、据报除基本首部以外的字节数(所有扩展首部都算在有效载荷之内),其最大值是 64 KB。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下一个首部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,下一个首部(next header) 8 位。它相当于 IPv4 的协议字段或可选字段。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv
8、6 的 基 本 首 部 40 B,跳数限制(hop limit) 8 位。源站在数据报发出时即设定跳数限制。路由器在转发数据报时将跳数限制字段中的值减1。 当跳数限制的值为零时,就要将此数据报丢弃。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,源地址 128 位。是数据报的发送站的 IP 地址。,0,4,16,31,版 本,位,目 的 地 址,源 地 址,下 一 个 首 部,流 标 号,12,通 信 量 类,
9、(128 位),(128 位),有 效 载 荷 长 度,跳 数 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,目的地址 128 位。是数据报的接收站的 IP 地址。,课件制作人:谢希仁,10.3 IPv6 的扩展首部,IPv6 把原来 IPv4 首部中选项的功能都放在扩展首部中,并将扩展首部留给路径两端的源站和目的站的主机来处理。 数据报途中经过的路由器都不处理这些扩展首部(只有一个首部例外,即逐跳选项扩展首部)。 这样就大大提高了路由器的处理效率。,课件制作人:谢希仁,六种扩展首部,在 RFC 2460 中定义了六种扩展首部: 逐跳选项 路由选择 分片 鉴别 封装安全有效载荷 目的站
10、选项,课件制作人:谢希仁,有效载荷,有效载荷,IPv6 的扩展首部,基本首部 下一个首部 = TCP/UDP,基本首部 下一个首部 = 路由选择,路由选择首部 下一个首部 = 分片,分片首部 下一个首部 = TCP/UDP,TCP/UDP 首部 和数据 (TCP/UDP 报文段),TCP/UDP 首部 和数据 (TCP/UDP 报文段),无扩展首部,有扩展首部,课件制作人:谢希仁,10.4 IPv6 的地址空间 10.4.1 地址的类型与地址空间,IPv6 数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一: (1) 单播(unicast) 单播就是传统的点对点通信。 (2) 多播(multica
11、st) 多播是一点对多点的通信。 (3) 任播(anycast) 这是 IPv6 增加的一种类型。任播的目的站是一组计算机,但数据报在交付时只交付其中的一个,通常是距离最近的一个。,课件制作人:谢希仁,结点与接口,IPv6 将实现 IPv6 的主机和路由器均称为结点。 IPv6 地址是分配给结点上面的接口。 一个接口可以有多个单播地址。 一个结点接口的单播地址可用来唯一地标志该结点。,课件制作人:谢希仁,冒号十六进制记法 (colon hexadecimal notation),每个 16 位的值用十六进制值表示,各值之间用冒号分隔。 68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:96
12、0A:FFFF 零压缩(zero compression),即一连串连续的零可以为一对冒号所取代。 FF05:0:0:0:0:0:0:B3 可以写成: FF05:B3,课件制作人:谢希仁,点分十进制记法的后缀,0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 再使用零压缩即可得出: :128.10.2.1 CIDR 的斜线表示法仍然可用。,课件制作人:谢希仁,10.4.2 地址空间的分配,IPv6 的地址空间的分配见 2006 年 2 月发表的 RFC 4291。,课件制作人:谢希仁,10.4.3 特殊地址,未指明地址 这是 16 字节的全 0 地址,可缩写为两个冒号“:”。这个地址只能为还没有配
13、置到一个标准的 IP 地址的主机当作源地址使用。 环回地址 即 0:0:0:0:0:0:0:1(记为 :1)。 基于 IPv4 的地址 前缀为 0000 0000 保留一小部分地址作为与 IPv4 兼容的。 本地链路单播地址,课件制作人:谢希仁,前缀为 0000 0000 的地址,前缀为 0000 0000 是保留一小部分地址与 IPv4 兼容的,这是因为必须要考虑到在比较长的时期 IPv 4和 IPv6 将会同时存在,而有的结点不支持 IPv6。 因此数据报在这两类结点之间转发时,就必须进行地址的转换。,00000000 FFFF IPv4 地址,80 位,16 位,32 位,IPv4 映射
14、的 IPv6 地址,IPv4 地址放在 IPv6 地址的最低 32 位处,课件制作人:谢希仁,10.4.4 全球单播地址的等级结构,IPv6 扩展了地址的分级概念,使用以下三个等级: (1) 全球路由选择前缀,占 48 位。 (2) 子网标识符,占16 位。 (3) 接口标识符,占 64 位。,第一级,第三级,接口标识符 (64 位),子网 标识符 (16 位),第二级,全球路由选择前缀 (48 位),位 0 48 64 127,课件制作人:谢希仁,10.5 从 IPv4 向 IPv6 过渡,向 IPv6 过渡只能采用逐步演进的办法,同时,还必须使新安装的 IPv6 系统能够向后兼容。 IPv
15、6 系统必须能够接收和转发 IPv4 分组,并且能够为 IPv4 分组选择路由。 双协议栈(dual stack)是指在完全过渡到 IPv6 之前,使一部分主机(或路由器)装有两个协议栈,一个 IPv4 和一个 IPv6。,课件制作人:谢希仁,用双协议栈进行 从 IPv4 到 IPv6 的过渡,双协议栈 IPv6/IPv4,IPv6,IPv6,IPv4 网络,A,B,C,D,E,F,流标号:X 源地址:A 目的地址:F 数据部分,流标号:无 源地址:A 目的地址:F 数据部分,双协议栈 IPv6/IPv4,IPv6 数据报,IPv6 数据报,源地址:A 目的地址:F ,数据部分,源地址:A 目的地址:F ,数据部分,IPv4 数据报,IPv4 网络,IPv6,IPv6,A,B,C,D,E,F,IPv4 数据报,IPv4 数据报,IPv4 网络,IPv6,IPv6,A,B,E,F,隧道,源地址:B 目的地址:E,IPv6 数据报,双协议栈 IPv6/IPv4,双协议栈 IPv6/IPv4,双协议栈 IPv6/IPv4,双协议栈 IPv6/IPv4,IPv4 网络,流标号:X 源地址:A 目的地址:F 数据部分,IPv6 数据报,流标号:X 源地址:A 目的地址:F 数据部分,IPv6 数据报,源地址:B 目的地址:E,IPv6 数据报,使用隧道技术从 IPv4 到 IPv6 过渡,
链接地址:https://www.31doc.com/p-3478594.html