第九章-吉林大学.ppt

9.1 IPv6的引入及其特点 9.1.1 IPv6的引入 IPv6协议是IP协议第6版本，是为了改进IPv4协议存在的问题而设计的新版本的IP协议。 IPv4存在的问题： （1）IPv4的地址空间太小 （2）IPv4分类的地址利用率低 （3）IPv4地址分配不均 （4）IPv4数据报的首部不够灵活 为了解决IPv4存在的问题，引出了IPv6。 9.1.2 IPv6的特点 IPv6与IPv4相比具有以下较为显著的优势： （1）极大的地址空间 （2）分层的地址结构 IPv6支持分层的地址结构，更易于寻址；而且扩展支持组播和任意播地址，使得数据报可以发送给任何一个或一组节点。 （3）支持即插即用 （4）灵活的数据报首部格式 （5）支持资源的预分配 IPv6支持实时视像等要求保证一定带宽和时延的应用。 （6）认证与私密性 （7）方便移动主机的接入 9.2 IPv6数据报格式 IPv6数据报的一般格式如图9-1所示。 IPv6数据报也包括首部和数据两部分，而首部又包括基本首部和扩展首部，扩展首部是选项。 扩展首部和数据合起来称为有效载荷。 IPv6数据报首部的具体格式如图9-2所示。 1. IPv6基本首部 IPv6基本首部共40字节，各字段的作用为： （1）版本：占4比特，指明协议的版本。对于IPv6该字段为6。 （2）通信量类：占8比特，用于区分IPv6数据报不同的类型或优先级。 （3）流标号：占20比特，IPv6支持资源分配的一个新的机制。“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。 （4）有效负荷长度：占16位，指明IPv6数据报除基本首部以外的字节数，最大值为64KB。 （5）下一个首部：占8位。无扩展首部时，此字段同IPv4的报头中的协议字段；有扩展首部时，此字段指出后面第一个扩展首部的类型。 （6）跳数限制：占8位，用来防止数据报在网络中无限期地存在。 （7）源地址：占128位，为数据报的发送端的IP地址。 （8）目的地址：占128位，为数据报的接收端的IP地址。 2.IPv6扩展首部 IPv6定义了六种扩展首部。 （1）逐跳选项 用于携带选项信息，数据报所经过的所有路由器都必须处理这些选项信息。 （2）路由选择 类似于IPv4中的源路由选项，是源站用来指明数据报在路由过程中必须经过哪些路由器。 （3）分片 是当源站发送长度超过路径最大传输单元MTU的数据报时进行分片用的扩展首部。 IPv6 规定分片必须由源站来完成，路径途中的路由器不允许进行分片。 （4）鉴别 用于对IPv6数据报基本首部、扩展首部和数据净荷的某些部分进行加密。 （5）封装安全有效载荷 指明剩余的数据净荷已加密，并为已获得授权的目的站提供足够的解密信息。 （6）目的站选项 用于携带只需要目的站处理的选项信息。 为了提高了路由器的处理效率，IPv6规定，数据报途中经过的路由器都不处理这些扩展首部（只有逐跳选项扩展首部例外）。 将扩展首部留给路径两端的源站和目的站的主机来处理。 每一个扩展首部都由若干个字段组成，不同的扩展首部的长度不一样。 但所有扩展首部的第一个字段都是8位的“下一个首部”字段，此字段的值指出了在该扩展首部后面的字段是什么，即是哪个其他扩展首部或TCP/UDP等首部。 当使用多个扩展首部时，应该按照以上的先后顺序出现。 9.3 IPv6地址体系结构 9.3.1 IPv6的地址结构 IPv6的地址结构如图9-6所示。 IPv6将128bit地址空间分为两大部分： （1）第一部分是可变长度的类型前缀，它定义了地址的目的，如是单播、多播地址，还是保留地址、未指派地址等。 IPv6数据报的目的地址有三种基本类型： 单播——是传统的点对点通信。 多播——是一点对多点的通信。 任播——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给其中的一个，通常是距离最近的一个。 （2）第二部分是地址的其余部分，其长度也是可变的。 9.3.2 IPv6地址的表示方法 1、冒号十六进制记法 冒号十六进制记法是IPv6地址的基本表示方法，每个16bit的值用十六进制值表示，各值之间用冒号分隔。 例如，某个IPv6地址为 59F3:AB62:FF66:CF7F:0000:1260:000E:DDDD 2、其他简单记法 （1）零省略 上例中，0000的前3个0可省略，缩写为0；000E的前3个0可省略，缩写为E。 此IPv6地址写为 59F3:AB62:FF66:CF7F:0:1260:E:DDDD (2)零压缩 即一连串连续的零可以为一对冒号所取代。 例如，C806: