下一代互联网 (完整版).ppt

3.1 概述 3.1.1 IPv4协议的不足 随着Internet的飞速发展和网络规模不断扩大，IPv4协议逐渐显露出不足： （1）IP地址枯竭 IPv4协议的地址长度32位， 这对于全球用户远远不够。由于历史的原因，各国IP地址分配不均衡的现象非常严重。目前，我国能分配到的IP地址不足2亿。 （2）缺乏服务质量（QoS）保证 尽管IPv4设置了TOS字段，但几乎所有的IPv4路由器都不支持该字段。实时性不强，对移动业务的支持不足。 （3）缺乏安全性 IPv4几乎没有安全性考虑，分组承载的信息易被泄露，分组的合法性也难以得到认证。 3.1 概述 3.1 概述 3.2 IPv6协议 3.2.1 IPv6地址 （1）IPv6地址表示方法 标准格式 将128位地址按16位划分为8段，每段用冒号隔开。每段16位表 示为一个4位的十六进制数，十六进制字符不区分大小写。 假设一个128位的二进制IPv6地址为： 0010000010000010000100001000010010000100010000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000001000001011100001010000 将每段转换为一个4位的十六进制数，并用冒号隔开： 2082:1084:8440:0000:0000:0000:0020:B850 压缩格式 使用标准格式时，IPv6地址中大都包含大量的“0”，甚至整 段都是0。为了简化输入可将整段的“0”压缩为一个。上述地址 可简化为：2082:1084:8440:0:0:0:20:B850 当地址中存在一段或多段连续为0时，为了缩短地址长度，可用 “：：”(两个冒号）表示，一个IPv6地址中只允许出现一个“：：”。 上述地址可进一步简化为：2082:1084:8440::20:B850 3.2 IPv6协议 3.2 IPv6协议 3.2 IPv6协议 3.2 IPv6协议 3.2 IPv6协议 3.2.2 IPv6分组格式 （1）基本报头 版本号：4位，对于IPv6，该字段为6。 流类别：8位，提供“区分服务”，类似IPv4的“服务类型”。 流标签：20位，用于标识属于同一业务流的包。在IPv6中引入了流的概念，当分组从特定的源节点发送到特定的目的节点时，这一系列分组称为一个流。 净荷长度：16位，指紧跟在IPv6基本报头后的有效载荷的字节长度，包含IPv6扩展报头的长度和上层协议数据单元数据的长度。 下一报头：该字段定义了紧跟在基本报头后面的第一个扩展报头的类型，或是上层协议数据单元的协议类型如：TCP或UDP。 3.2 IPv6协议 3.2 IPv6协议 3.3 IPv4/IPv6过渡技术 3.3 IPv4/IPv6过渡技术 (2) 隧道技术 IPv6隧道是指用IPv4报头来封装IPv6分组，无需修改IPv6报头和有效载荷。隧道技术可以通过现有的IPv4网络将各个孤立的IPv6网络或主机连接起来并进行通信。隧道方式结构如下图所示。 3.3 IPv4/IPv6过渡技术 3.3 IPv4/IPv6过渡技术 3.3 IPv4/IPv6过渡技术 3.3 IPv4/IPv6过渡技术 NAT-PT网关向IPv6网络广播地址前缀2::。当IPv6主机向IPv4主机发送分组的源地址为3fe0:1::1，目的地址为加前缀的IPv4地址：2::192.168.37.1。 该分组到达NAT-PT网关时，网关查看到报文目的地址的前缀为2::，与广播的地址前缀相同，则对分组进行地址转换。 首先从IPv4地址池192.168.37.2~192.168.37.3中取出一个空闲的地址192.168.37.2来替换IPv6分组的源IPv6地址3fe0:1::1，并将其对应关系记录到地址映射表中；再剥去IPv6报文中目的地址的前缀2::，取出后32位IPv4地址192.168.37.1替换IPv6报文中的目的地址。 将源/目的地址转换为192.168.37.2/192.168.37.1 后，发送给IPv4主机。IPv4主机收到该分组后，向IPv6主机发送回复分组，分组的源/目的地址为192.168.37.1/192.168.37.2。当回复报文到达NAT-PT网关后，网关查看其目的地址192.168.37.2为IPv4地址池中的地址，则根据地址映射表中的记录（3fe0:1::1=192.168.37.2），将目的地址转换成相应的