网络工程课设-IPv6协议研究.pdf

石家庄经济学院 课程设计报告 名 称: IPv6 协议研究 专 业: 网络工程 姓 名: 马立杰 班 级: 4111090401 学 号: 411109030110 指导教师: 赵建立 2015 年 1 月 目 录 1 IPv4 的局限性 1 1.1 当今互联网的指数增长和已迫在眉睫的IPv4 地址耗尽问题 1 1.2 简单配置的需求 1 1.3 网络层安全需求 1 2 IPv6 的地址空间 1 3 IPv6 地址语法2 3.1 压缩零位2 3.2 IPv6 前缀2 4 IPv6 的地址类型2 4.1 单播地址格式3 4.2 组播地址格式4 4.3 组播组5 4.4 泛播5 4.5 泛播地址的分配及其格式6 4.6 泛播选路6 5 IPv6 扩展头6 5.1 扩展头的用法7 5.2 扩展头的标识7 5.3 扩展头的顺序8 6 选路头9 7 分段头9 8 IPv6 身份验证和安全性 11 8.1 安全性目标 11 8.2 IPsec 12 8.2.1 加密和身份验证算法 12 8.2.2 身份验证头 12 8.2.3 计算完整性检查值 14 9 相关的下一代协议 15 9.1 协议的层次 15 9.1.1 应用层 15 9.1.2 传输层 15 9.1.3 链路层 15 9.2 IPv6 域名系统扩展 16 10 参考文献 17 I 1 IPv4 的局限性 1.1 当今互联网的指数增长和已迫在眉睫的IPv4 地址耗尽问题 尽管IPv4 的32 位地址空间可以提供4294967296 个地址，但以前和当前的地址分配活 动使得IPv4 的公用地址仅有几亿个。结果，公用的IPv4 地址变得相对稀缺，从而迫使众多 用户和部分组织使用NAT 映射一个公用IPv4 地址到多个内部IPv4 地址。尽管NAT 开创了内 部地址空间的重用，但它却违背了互联网的一个重要的设计原则：每一个节点都应该有一个 独有的、可全球访问的地址。这妨碍了任何类型的网络应用程序实现真正的的端对端的链接， 另外，日益增加的互联网设备和装置，必将导致IPv4 地址耗尽。 1.2 简单配置的需求 当前大部分的IPv4 应用，或需手动配置，或需使用有状态地址配置协议，如动态主机 配置协议DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol）。需要使用IP 地址的计算机和设 备越来越多，地址配置和其他设置也需要更简单、更自动化，达到不依赖DHCP 设备的管理。 1.3 网络层安全需求 在互联网上的私密交流，需要加密服务以保护被发送的数据不在传输中被查看或修改。 尽管现在在IPv4 包已有安全标准（互联网协议安全，IPsec），但这个标准对IPv4 是可选的。 而且还是附加的安全方案其中某些部分是专有的、普通的。 2 IPv6 的地址空间 IPv6 最明显的特点就是使用了相当大的地址。IPv6 地址长度是 128 位，相当于 IPv4 地址长度的4 倍，32 位的地址空间允许232 （即4294967296