15.1IPv4的不足與缺點1.IP地址空間危機IP地址數量消耗情形1985,使用1/161990,使用1/81995,使用1/32000,使用1/22003,使用2/3(即將不敷使用…)

牛牛文庫文檔分享15.1IPv4的不足與缺點1.IP地址空間危機1985,12.IP性能問題3.IP安全性問題4.配置問題

牛牛文庫文檔分享2.IP性能問題牛牛文庫文檔分215.2改進IPv4的各種努力1.Internet發展的問題2.各種努力

牛牛文庫文檔分享15.2改進IPv4的各種努力1.Internet發展的315.3IPv6對IPv4的改進1.擴展地址2.簡化的包頭3.對擴展和選項支持的改進4.身份驗證和保密

牛牛文庫文檔分享15.3IPv6對IPv4的改進1.擴展地址www.ni415.4數據包結構

1.IPv6數據報的首部IPv6將首部長度變為固定的40字節，稱為基本首部(baseheader)。將不必要的功能取消了，首部的字段數減少到只有8個。取消了首部的檢驗和字段，加快了路由器處理數據報的速度。在基本首部的后面允許有零個或多個擴展首部。所有的擴展首部和數據合起來叫做數據報的有效載荷(payload)或凈負荷。

牛牛文庫文檔分享15.4數據包結構

1.IPv6數據報的首部IPv65IPv6數據報的一般形式基本首部

擴展首部1

擴展首部N…數據部分選項IPv6數據報有效載荷

牛牛文庫文檔分享IPv6數據報的一般形式基本擴展擴展…數據6041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24有效載荷（擴展首部/數據）IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地7041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位t）有效載荷長度跳數限制24擴展首部/數據IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）有效載荷（擴展首部/數據）

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地8041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B版本(version)——4位。它指明了協議的版本，對IPv6該字段總是6。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地9041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B通信量類(trafficclass)——8位。這是為了區分不同的IPv6數據報的類別或優先級。目前正在進行不同的通信量類性能的實驗。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地10041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B流標號(flowlabel)——20位。“流”是互聯網絡上從特定源點到特定終點的一系列數據報，“流”所經過的路徑上的路由器都保證指明的服務質量。所有屬于同一個流的數據報都具有同樣的流標號。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地11041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B有效載荷長度(payloadlength)——16位。它指明IPv6數據報除基本首部以外的字節數（所有擴展首部都算在有效載荷之內），其最大值是64KB。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地12041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B下一個首部(nextheader)——8位。它相當于IPv4的協議字段或可選字段。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地13041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B跳數限制(hoplimit)——8位。源站在數據報發出時即設定跳數限制。路由器在轉發數據報時將跳數限制字段中的值減1。當跳數限制的值為零時，就要將此數據報丟棄。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地14041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B源地址——128位。是數據報的發送站的IP地址。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地15041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是數據報的接收站的IP地址。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地16041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是數據報的接收站的IP地址。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地172.擴展首部及下一個首部字段

IPv6把原來IPv4首部中選項的功能都放在擴展首部中，并將擴展首部留給路徑兩端的源站和目的站的主機來處理。數據報途中經過的路由器都不處理這些擴展首部（只有一個首部例外，即逐跳選項擴展首部）。這樣就大大提高了路由器的處理效率。

牛牛文庫文檔分享2.擴展首部及下一個首部字段IPv6把原來IPv4首18六種擴展首部在RFC2460中定義了六種擴展首部：逐跳選項路由選擇分片鑒別封裝安全有效載荷目的站選項

牛牛文庫文檔分享六種擴展首部在RFC2460中定義了六種擴展首部：w19有效載荷有效載荷IPv6的擴展首部基本首部下一個首部=TCP/UDP基本首部下一個首部=路由選擇路由選擇首部下一個首部=分片分片首部下一個首部=TCP/UDPTCP/UDP首部和數據

(TCP/UDP報文段）TCP/UDP首部和數據

(TCP/UDP報文段）無擴展首部有擴展首部

牛牛文庫文檔分享有效載荷有效載荷IPv6的擴展首部基本首部基本首部路由選20擴展首部舉例IPv6把分片限制為由源站來完成。源站可以采用保證的最小MTU（1280字節），或者在發送數據前完成路徑最大傳送單元發現(PathMTUDiscovery)，以確定沿著該路徑到目的站的最小MTU。分片擴展首部的格式如下：

0291631位下一個首部片偏移8標識符保留保留M

牛牛文庫文檔分享擴展首部舉例IPv6把分片限制為由源站來完成。源站可以采用21擴展首部舉例IPv6數據報的有效載荷長度為3000字節。下層的以太網的最大傳送單元MTU是1500字節。分成三個數據報片，兩個1400字節長，最后一個是200字節長。IPv6基本首部分片首部1第一個分片1400字節IPv6基本首部分片首部2第二個分片1400字節IPv6基本首部分片首部3第三個分片200字節擴展首部

牛牛文庫文檔分享擴展首部舉例IPv6數據報的有效載荷長度為3000字節2210.5IPv6的地址空間

1.地址的類型與地址空間IPv6數據報的目的地址可以是以下三種基本類型地址之一：(1)單播(unicast)單播就是傳統的點對點通信。(2)多播(multicast)多播是一點對多點的通信。(3)任播(anycast)這是IPv6增加的一種類型。任播的目的站是一組計算機，但數據報在交付時只交付其中的一個，通常是距離最近的一個。

牛牛文庫文檔分享10.5IPv6的地址空間

1.地址的類型與地址空23冒號十六進制記法

(colonhexadecimalnotation)

每個16位的值用十六進制值表示，各值之間用冒號分隔。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF零壓縮(zerocompression)，即一連串連續的零可以為一對冒號所取代。FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以寫成：FF05::B3

牛牛文庫文檔分享冒號十六進制記法

(colonhexadecimalno24冒號十六進制數記法可結合有點分十進制數記法的后綴。對0：0：0：0：0：0：使用零壓縮后為::

牛牛文庫文檔分享冒號十六進制數記法可結合有點分十進制數記法的后綴。www.n252.地址空間的分配IPv6將128位地址空間分為兩大部分。第一部分是可變長度的類型前綴，它定義了地址的目的。第二部分是地址的其余部分，其長度也是可變的。

類型前綴地址的其他部分長度可變長度可變128位

牛牛文庫文檔分享2.地址空間的分配IPv6將128位地址空間分為兩263.特殊地址未指明地址這是16字節的全0地址，可縮寫為兩個冒號“::”。這個地址只能為還沒有配置到一個標準的IP地址的主機當作源地址使用。環回地址即0:0:0:0:0:0:0:1（記為::1）。基于IPv4的地址前綴為00000000保留一小部分地址作為與IPv4兼容的。

牛牛文庫文檔分享3.特殊地址未指明地址這是16字節的全027前綴為00000000的地址前綴為00000000是保留一小部分地址與IPv4兼容的，這是因為必須要考慮到在比較長的時期IPv4和IPv6將會同時存在，而有的結點不支持IPv6。因此數據報在這兩類結點之間轉發時，就必須進行地址的轉換。0000..................0000FFFFIPv4地址80位16位32位IPv4映射的IPv6地址

牛牛文庫文檔分享前綴為00000000的地址前綴為000000028IPV6將128BIT地址空間分為兩大部分。第一部分是可變長度的類型前綴，它定義了地址，剩下的是地址的其余部分。

IPv6的地址分配方案類型前綴（二進制）地址的類型占地址空間的份額00000000保留（與IPv4兼容）1/2560000001保留給NSAP地址1/1280000010保留給IPX地址1/128001可聚合的全球單播地址1/81111111010本地鏈路單播地址1/10241111111011本地網點單播地址1/102411111111多播地址1/256其余未指派

牛牛文庫文檔分享IPV6將128BIT地址空間分為兩大部分。第一部分是可變長294.全球單播地址的等級結構IPv6擴展了地址的分級概念，使用以下三個等級：(1)全球路由選擇前綴，占48位。

(2)子網標識符，占16位。

(3)接口標識符，占64位。第一級第三級接口標識符（64位）子網標識符（16位）第二級全球路由選擇前綴（48位）位04864127

牛牛文庫文檔分享4.全球單播地址的等級結構IPv6擴展了地址的分級概念30用雙協議棧進行

從IPv4到IPv6的過渡雙協議棧IPv6/IPv4IPv6IPv6IPv4網絡ABCDEF流標號：X源地址：A目的地址：F……

數據部分流標號：無源地址：A目的地址：F……

數據部分雙協議棧IPv6/IPv4…IPv6數據報IPv6數據報源地址：A目的地址：F……數據部分源地址：A目的地址：F……數據部分IPv4數據報

牛牛文庫文檔分享用雙協議棧進行

從IPv4到IPv6的過渡雙協議棧31隧道技術（TUNNELING）的原理。這種方法的要點就是將IPV6數據報在要進入IPV4區域時，封裝成為IPV4數據報（整個IPV6數據報變成了IPV4數據報的數據部分）。當IPV4數據報離開IPV4區域時再將其數據部分（即原來的IPV6數據報）交給主機的IPV6協議棧。要使雙協議棧的主機知道IPV4數據報里面封裝的數據是一個IPV6數據報，就必須將IPV4首部的協議字段的值設置為41（41表示數據報的數據部分是IPV6數據報）。

牛牛文庫文檔分享隧道技術（TUNNELING）的原理。這種方法的要點就是將I32IPv4網絡IPv6IPv6ABCDEF…IPv4數據報IPv4數據報IPv4網絡IPv6IPv6ABEF隧道源地址：B目的地址：EIPv6數據報雙協議棧IPv6/IPv4雙協議棧IPv6/IPv4雙協議棧IPv6/IPv4雙協議棧IPv6/IPv4IPv4網絡流標號：X源地址：A目的地址：F……

數據部分IPv6數據報流標號：X源地址：A目的地址：F……

數據部分IPv6數據報源地址：B目的地址：EIPv6數據報使用隧道技術從IPv4到IPv6過渡

牛牛文庫文檔分享IPv4網絡IPv6IPv6ABCDEF…IPv4數據報336ICMPv6ICMPv6的報文格式和IPv4使用的ICMP的相似，即前4個字節的字段名稱都是一樣的。但ICMPv6將第5個字節起的后面部分作為報文主體。ICMPv6的報文劃分為四大類差錯報告報文提供信息的報文多播聽眾發現報文鄰站發現報文

牛牛文庫文檔分享6ICMPv6ICMPv6的報文格式和IPv4使3415.1IPv4的不足與缺點1.IP地址空間危機IP地址數量消耗情形1985,使用1/161990,使用1/81995,使用1/32000,使用1/22003,使用2/3(即將不敷使用…)

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牛牛文庫文檔分享2.IP性能問題牛牛文庫文檔分3615.2改進IPv4的各種努力1.Internet發展的問題2.各種努力

牛牛文庫文檔分享15.2改進IPv4的各種努力1.Internet發展的3715.3IPv6對IPv4的改進1.擴展地址2.簡化的包頭3.對擴展和選項支持的改進4.身份驗證和保密

牛牛文庫文檔分享15.3IPv6對IPv4的改進1.擴展地址www.ni3815.4數據包結構

1.IPv6數據報的首部IPv6將首部長度變為固定的40字節，稱為基本首部(baseheader)。將不必要的功能取消了，首部的字段數減少到只有8個。取消了首部的檢驗和字段，加快了路由器處理數據報的速度。在基本首部的后面允許有零個或多個擴展首部。所有的擴展首部和數據合起來叫做數據報的有效載荷(payload)或凈負荷。

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1.IPv6數據報的首部IPv639IPv6數據報的一般形式基本首部

擴展首部1

擴展首部N…數據部分選項IPv6數據報有效載荷

牛牛文庫文檔分享IPv6數據報的一般形式基本擴展擴展…數據40041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24有效載荷（擴展首部/數據）IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地41041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位t）有效載荷長度跳數限制24擴展首部/數據IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）有效載荷（擴展首部/數據）

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地42041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B版本(version)——4位。它指明了協議的版本，對IPv6該字段總是6。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地43041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B通信量類(trafficclass)——8位。這是為了區分不同的IPv6數據報的類別或優先級。目前正在進行不同的通信量類性能的實驗。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地44041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B流標號(flowlabel)——20位。“流”是互聯網絡上從特定源點到特定終點的一系列數據報，“流”所經過的路徑上的路由器都保證指明的服務質量。所有屬于同一個流的數據報都具有同樣的流標號。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地45041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B有效載荷長度(payloadlength)——16位。它指明IPv6數據報除基本首部以外的字節數（所有擴展首部都算在有效載荷之內），其最大值是64KB。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地46041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B下一個首部(nextheader)——8位。它相當于IPv4的協議字段或可選字段。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地47041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B跳數限制(hoplimit)——8位。源站在數據報發出時即設定跳數限制。路由器在轉發數據報時將跳數限制字段中的值減1。當跳數限制的值為零時，就要將此數據報丟棄。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地48041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B源地址——128位。是數據報的發送站的IP地址。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地49041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是數據報的接收站的IP地址。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地50041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是數據報的接收站的IP地址。

牛牛文庫文檔分享041631版本位目的地址源地512.擴展首部及下一個首部字段

IPv6把原來IPv4首部中選項的功能都放在擴展首部中，并將擴展首部留給路徑兩端的源站和目的站的主機來處理。數據報途中經過的路由器都不處理這些擴展首部（只有一個首部例外，即逐跳選項擴展首部）。這樣就大大提高了路由器的處理效率。

牛牛文庫文檔分享2.擴展首部及下一個首部字段IPv6把原來IPv4首52六種擴展首部在RFC2460中定義了六種擴展首部：逐跳選項路由選擇分片鑒別封裝安全有效載荷目的站選項

牛牛文庫文檔分享六種擴展首部在RFC2460中定義了六種擴展首部：w53有效載荷有效載荷IPv6的擴展首部基本首部下一個首部=TCP/UDP基本首部下一個首部=路由選擇路由選擇首部下一個首部=分片分片首部下一個首部=TCP/UDPTCP/UDP首部和數據

(TCP/UDP報文段）TCP/UDP首部和數據

(TCP/UDP報文段）無擴展首部有擴展首部

牛牛文庫文檔分享有效載荷有效載荷IPv6的擴展首部基本首部基本首部路由選54擴展首部舉例IPv6把分片限制為由源站來完成。源站可以采用保證的最小MTU（1280字節），或者在發送數據前完成路徑最大傳送單元發現(PathMTUDiscovery)，以確定沿著該路徑到目的站的最小MTU。分片擴展首部的格式如下：

0291631位下一個首部片偏移8標識符保留保留M

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1.地址的類型與地址空間IPv6數據報的目的地址可以是以下三種基本類型地址之一：(1)單播(unicast)單播就是傳統的點對點通信。(2)多播(multicast)多播是一點對多點的通信。(3)任播(anycast)這是IPv6增加的一種類型。任播的目的站是一組計算機，但數據報在交付時只交付其中的一個，通常是距離最近的一個。

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1.地址的類型與地址空57冒號十六進制記法

(colonhexadecimalnotation)

每個16位的值用十六進制值表示，各值之間用冒號分隔。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF零壓縮(zerocompression)，即一連串連續的零可以為一對冒號所取代。FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以寫成：FF05::B3

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(colonhexadecimalno58冒號十六進制數記法可結合有點分十進制數記法的后綴。對0：0：0：0：0：0：使用零壓縮后為::

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類型前綴地址的其他部分長度可變長度可變128位

牛牛文庫文檔分享2.地址空間的分配IPv6將128位地址空間分為兩603.特殊地址未指明地址這是16字節的全0地址，可縮寫為兩個冒號“::”。這個地址只能為還沒有配置到一個標準的IP地址的主機當作源地址使用。環回地址即0:0:0:0:0:0:0:1（記為::1）。基于IPv4的地址前綴為00000000保留一小部分地址作為與IPv4兼容的。

牛牛文庫文檔分享3.特殊地址未指明地址這是16字節的全061前綴為00000000的地址前綴為00000000是保留一小部分地址與IPv4兼容的，這是因為必須要考慮到在比較長的時期IPv4和IPv6將會同時存在，而有的結點不支持IPv6。因此數據報在這兩類結點之間轉發時，就必須進行地址的轉換。0000..................0000FFFFIPv4地址80位16位32位IPv4映射的IPv6地址

牛牛文庫文檔分享前綴為00000000的地址前綴為000000062IPV6將128BIT地址空間分為兩大部分。第一部分是可變長度的類型前綴，它定義了地址，剩下的是地址的其余部分。

IPv6的地址分配方案類型前綴（二進制）地址的類型占地址空間的份額00000000保留（與IPv4兼容）1/2560000001保留給NSAP地址1/1280000010保留給IPX地址1/128001可聚合的全球單播地址1/81111111010本地鏈路單播地址1/10241111111011本地網