第7章下一代網際協議IPv67.1概述7.2IPv6地址7.3IPv6基本格式7.4IPv6擴展首部介紹7.1概述1．地址枯竭2.NAT技術局限3．路由表膨脹4．地址配置不夠簡便5．安全性不足6．QoS（服務質量）難以滿足需求7.2IPv6地址在IPv6中，每個地址占128bit，地址空間大于3.4×1038。如果整個地球表面（包括陸地和水面）都覆蓋著計算機，那么IPv6允許每平方米擁有7×1023個IP地址。1IPv6地址格式IPv4地址：32bit，4個字節（Byte）點分十進制表示：d.d.d.dIPv6地址：128位，16個字節00100001110110100000000011010011000000000000000000101111001110110000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010IPv6地址二進制表示1IPv6地址格式1.首選格式

冒號十六進制表示法。地址被分成8段，每16位為一段，用“:”分隔。形如：X:X:X:X:X:X:X:X（X代表一個4位十六進制數）。如：表示成：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF001000000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111111IPv6地址格式1.首選格式

為了縮短書寫長度，前導零可以刪除，但是每段至少要有一個數字，如：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF

2001:410:0:1:0:0:0:45FF

1IPv6地址格式2.壓縮格式

多個連續為0的段可用::表示。如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF

2001:410:0:1::45FF

1IPv6地址格式2.壓縮格式

以下是錯誤的壓縮表示：::AAAA::13FFE::1010:2A2A::1FF02:30:0:0:0:0:0:5壓縮成FF02:3::52000:5AC:0:0:0:0:2008:B8742000:5AC::2008:B874FF02:0:0:0:0:0:0:1010FF02::10100:0:0:0:0:0:0:1::10:0:0:0:0:0:0:0::更多例子：::在整個地址中只能出現一次！0010000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001000000000000000000000000000000000000000000000000010001011111111100100000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1::45ff1IPv6地址格式3.內嵌IPv4地址的IPv6地址一般格式為：x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，是在IPv4向IPv6過渡機制中特有的地址表示方法，主要包含有兩種：IPv4兼容IPv6地址IPv4映射IPv6地址IPv4兼容IPv6地址用于在IPv4網絡上建立自動隧道，傳輸IPv6數據報文如：0:0:0:0:0:0:或者::IPv4映射IPv6地址僅用于IPv4/IPv6雙棧節點內部使用如：0:0:0:0:0:FFFF:或者::FFFF:2IPv6地址分類IPv6編址多播單播任意播分配的地址被請求節點地址本地鏈路地址可聚合全球單播地址本地站點地址未指定的回環地址本地鏈路地址可聚合全球單播地址本地站點地址IPv4兼容地址FF00::/8FF02::1:FF00:0000/104FE80::/102001::/162002://163FFE::16FEC0::/10::/128::1/128FE80::/102001::/162002://163FFE::16FEC0::/100:0:0:0:0::/962IPv6地址分類單播地址與IPv4中單播含義類似組播地址與IPv4中組播含義類似任播地址新的地址類型ABDCA將分組發給B的單播地址，誰會接收？2IPv6地址分類單播地址ABDCB、C在一個組播組中，A將數據發給該組的地址，誰會接收？2IPv6地址分類組播地址AB路由器C、D、E使用同一任播地址，A向該地址發包，誰會接收？2IPv6地址分類任播地址CDEAB路由器C、D、E使用同一任播地址，B向該地址發包，誰會接收？2IPv6地址分類任播地址CDEIPv6單播地址范圍：全局站點本地鏈路本地可聚合全球單播地址鏈路本地地址惟一本地地址（取代站點本地地址）IPv6單播地址鏈路本地范圍：IPv6單播地址站點本地范圍：InternetIPv6單播地址全局（全球）范圍：InternetIPv6單播地址類型：可聚合全球單播地址鏈路本地地址惟一本地地址（取代站點本地地址）特殊地址和保留地址EUI-64接口標識擴展惟一標識符，IEEE定義，64比特在以太網接口上，由48位以太網鏈路層地址轉換而來00503EE44C00FFOUIIDFEE44C0000503E000000X0FFFEE44C0002503EX=1表示全球管理X=0表示本地管理MAC地址插入FFFE設置U/L位生成EUI-64特殊地址與兼容地址特殊地址主要有兩類：未指定地址和環回地址全“0”（0:0:0:0:0:0:0:0或::）代表了IPv6的未指定地址。表示某一個地址不可用，在報文中的源地址未指定時使用。0:0:0:0:0:0:0:1或::1代表了環回地址。只在節點內部有效。兼容地址用于IPv4向IPv6的遷移過渡期IPv6組播地址一個組播地址標識了一組接口。目的地址為組播地址的分組被發送到所有組成員。組播地址只能作為目的地址而不能用作源地址。

IPv6組播地址的高8位每位設置為1，即FF00::/8IPv6任播地址任播地址從單播地址空間中分配。幾乎沒有這種地址類型的運營經驗，雖然在RFC3513中給出了一些使用實例。3無狀態地址分配IPv6單播地址配置可以分為手動地址配置和自動地址配置兩種方式。自動地址配置方式又可以分為無狀態地址自動配置和有狀態地址自動配置兩種。3無狀態地址分配

在無狀態地址自動配置過程中，路由器負責前綴通告。節點收到路由器通告的地址前綴后，加上自動生成的地址后綴（接口ID）即可得到完整的地址。節點在生成地址后綴時，一般使用EUI-64方法基于MAC地址生成，因此在同一網段中不會出現地址沖突。7.3IPv6基本格式封裝層次

IPv6基本報頭

IPv6擴展報頭上層協議PDU擴展報頭1擴展報頭2……擴展報頭npayloadIPv6packet幀頭幀尾7.3IPv6基本格式報頭長度固定為40字節VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式Version：長度4位，值為6。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式TrafficClass：流分類。

用于區分不同級別的報文，相當于IPv4的TOS字段。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式FlowLabel：流標記。新增字段，20位，標識一系列屬于同一流的信息報文。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式PayloadLength：凈載荷長度。指除去報頭之后的數據字段的長度，以字節為單位，最大凈載荷長度為65535字節。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式NextHeader：下一個報頭。

8位，標示IPv6報頭之后的報頭類型，相當于IPv4的協議號。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式HopLimit：跳數限制。報文經過一個轉發節點該字段減1，當跳數限制減至0，則丟棄該信息包，相當于IPv4的TTL。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式SourceAddress

：源IP地址。標識發送方的IP地址DestinationAddress：目的IP地址標識接收方的IP地址VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bitOptions…IPv4與IPv6報頭比較刪改的部分：報頭長、總長度、ID、標記位、偏移量、報頭校驗和、選項SourceaddressTTLHeaderChecksumFlagsFragmentOffsetVersionIHLTOSTotalLengthIdentificationProtocolDestinationaddress32bitsVersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.4IPv6擴展首部介紹IPv6擴展報頭實現了一些IP層的可選功能，擴展報頭位于上層封裝和IPv6基本報頭之間。擴展報頭的順序逐跳選項報頭目的選項報頭（當存在路由報頭時，用于中間節點）路由報頭分片報頭身份驗證報頭封裝安全有效載荷報頭目的選項報頭（用于目的節點）逐跳選項報頭用于為在轉發路徑上的每次跳轉指定發送參數，轉發路徑上的每臺中間節點都要讀取并處理該字段。//////////////////////////////////////bbs////manage/#m=0&t=0///adminbeat/index.asp/bbs/forum.php/bbs/forum.php逐跳選項報頭逐跳選項（hop-by-hopoptions）擴展首部所攜帶的信息在數據報傳送的路徑上每一個路由器都必須加以檢查。到目前為止，只定義了一個選項：超大凈荷，格式如圖：這個選項支持超過65535字節的凈荷載，當使用這個選項時，IPv6固定報頭中的凈荷載字段要設置為0。逐跳選項報頭（1）下一個首部（8bit）。逐跳選項報頭（2）擴展首部的長度（8bit）：長度以8字節為單位，但不包括最開始的8個字節，所以這個字段目前值為0。逐跳選項報頭（3）選項類型（8bit）：選項類型中低5bit指明一個具體的選項。選項類型中最高的2bit指明當一個節點不能識別這一選項時，應采取如下行動：00：跳過此選項，繼續處理這個首部。