专题讲座之一IPv6 下一代因特网协议.ppt

专题讲座之一IPv6:下一代因特网协议 目前Internet面临的问题 IP 地址即将耗尽：子网划分、CIDR和NAT临时有效, 今后将无法再获得IP地址 IP 尽力而为的网络服务对实时多媒体信息的处理会带来较大延迟 无法满足多媒体传输质量QoS的要求 无法满足各类移动设备、家电与因特网的连接 安全特性不能满足应用的需求 IPv6提出的背景 INET’91提出解决IPv4问题,IETF设立IPng 研究组,94.7 选定IPv6作为IPng标准 IPng 应该满足几条原则 结构简单，能与多种复杂的高层协议连接 能够支持多种不同传输协议 能持续使用几十年以上 可扩展性 能与其它技术协调 IETF对IPng 规定的技术要求 规模：至少支持1012个终端主机，109个网络，希望支持1015个终端，1012个网络 灵活的拓扑结构：支持各种路由和协议 性能：满足传输多媒体的能力 强壮性：防止非法入侵和事故 IPv4的衔接，不影响现有IP网运行 独立于具体网络介质：支持不同速率的网络 无连接数据传输：同IPv4一样不具有可靠性 管理方面：大规模分布式管理、自动配置 安全性： 可实施IP加密 10. 提供名字服务 11. 免费提供IPng及所有规范的访问 12. 支持点到点和组播传输 13. 较好的可扩展性：可应用于多种服务 14. 提供网络服务质量的保障：如流量控制、调度、资源预约和路由策略 15. 支持移动性：支持固定主机和移动主机，包括同一IP 地址在不同地点的漫游 16. 提供控制协议用于检测、调试网络的功能 17. 支持专用网VPN技术 IPv6的基本规范 IPv6 与IPv4相比，主要改进有： 地址空间扩展： 32 Bits → 128Bits； 引入Anycast地址:同一通信组中的一个点；并取消对地址的分类概念（A-E类） 报文首部的简化 更好的可扩展性：如果要为协议增加一个新的功能，只要定义一种新的 next header类型和格式即可 增加了流量标识：为实时服务而引入的字段 安全性：协议认证、数据完整性、报文加密 IPv6的报文 IPv6的报文头 报头仅40个字节，且固定长度 Traffic Class:相当于IPv4中的TOS，用来标识与区分数据的不同类别或优先级 Flow Label: 用于识别同一数据流中的数据报 Next header: 用于识别数据的上层协议 Checksum: 校验和被全部取消，可以减少中间各个结点的处理时间 Options: 原先的选项功能仍然支持，但是被移出了首部，而用由 “Next Header” 字段表示的扩展首部取代，这种做法有利于今后新功能的增加 扩展首部的操作 IPv6用下一个报头指针实现可扩展操作，顺着这条链最后指向相应的高层协议，如果没有扩展首部则直接指向高层协议。主要定义有5种扩展报头（还有一种为封装安全负荷（ESP）头用于数据加密、数据认证和完整性）。 5种扩展报头 路由头：类似IPv4指定报文必须经过的IP 地址。有两种类型的路由： 严格：源发报文必须直接发给指定的下一结点，中间不得转发 松散：源发报文不必直接发给指定的下一结点，中间允许转发 分段头：源发报文长度大于网络结点允许长度时可分段，同一报文的各分段有相同的分段ID，以便于重装。（相比之下，IPv4是主机以及路径上的路由器都有可能进行分段，而IPv6只在源主机处进行分段，那么主机是如何获得路径的最小MTU呢？通过ICMPv6的报文得到的） 认证头：把认证信息加入到IP报文头，从而保证数据的完整性 目的地选项头（Destination Options）：指定操作只在目的地即接收方进行处理，中间不处理 Hop By Hop（逐跳）操作头 报文通过每个结点时，该指定操作都必须被检查及作相应的处理，可指定多个 报文长度可超过65535个字节，这时要指定超长负载操作（另一种hop by hop） IPv6的地址结构 无类别地址，但依赖地址首部来识别不同地址 按接口而不是按结点分配地址，一个接口可分配多个地址 定义了3种寻址方式:总地址空间达3.4×1038 单播地址Unicast:一个接口只拥有一个唯一的地址，该报文转发到相应地址的接口 任播地址Anycast:接口集合的地址，该报文转发给该集合中距离源端最近的一个接口 多播Multicast: 接口集合地址，具有该地址的所有接口都将收到相应的报文 IPv6的地址前缀分配 IPv6单播地址 未指定地址，0:0:0:0:0:0:0:0 (::) 不分配给任何接口，仅作Host启动时，还未分配地址时的报文发送地址 回送地址： 0:0:0:0:0:0:0:1 (::1) 报文发送给自己 包含IPv4的地址：IPv6址空间中一部分来包容V4的地址