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第 10 章 IPv6

第 10 章 IPv6. 讲师：韩立刚 微软最有价值专家（ MVP ） 微软企业护航专家（ ESS ）. 本章涉及到的内容如下. IPv6 为什么需要 IPv6 Ipv6 地址体系 Ipv6 下的计算机 IP 地址配置方式 Ipv6 的静态路由和动态路由 Ipv6 和 Ipv4 的共存技术. 为什么 需要 IPv6. 从 20 世纪 70 年代开始，互联网技术就以超出人们想像的速度迅猛发展。 Internet 迅速发展，互联网出现安全性不高、路由表过度膨胀，特别是 IPv4 地址的匾乏的现象。

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第 10 章 IPv6

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  1. 第10章 IPv6 讲师：韩立刚 微软最有价值专家（MVP） 微软企业护航专家（ESS）

  2. 本章涉及到的内容如下 • IPv6为什么需要IPv6 • Ipv6地址体系 • Ipv6下的计算机IP地址配置方式 • Ipv6的静态路由和动态路由 • Ipv6和Ipv4的共存技术

  3. 为什么需要IPv6 • 从20世纪70年代开始，互联网技术就以超出人们想像的速度迅猛发展。 • Internet迅速发展，互联网出现安全性不高、路由表过度膨胀，特别是IPv4地址的匾乏的现象。 • 随着互联网的进一步发展特别是未来电子、电器设备和移动通信设备对IP地址的巨大需求，IPv4的约42亿个地址空间是根本无法满足要求的。 • 有预测表明以目前Internet的发展速度计算，所有IPv4地址将在2012年分配完毕。这也是推动下一代互联网协议IPv6研究的主要动力。

  4. IPv4的不足之处 IPv4的不足主要体现在以下几个方面： 1、地址空间的不足 在Internet发展的初期，人们认为网络地址是不可能分配完的，这就导致了对于网络地址分配时的随意性，其结果就是IP地址的利用率较低。 2、对现有路由技术的支持不够 由于历史的原因，今天的IP地址空间的拓扑结构都只有两层或者三层，这在路由选择上来看是非常糟糕的。 各级路由器中路由表的数目过度增长，最终的结果是使路由器不堪重负，Internet的路由选择机制因此而崩溃。 3、无法提供多样的QoS IPv4的设计时没有引入QoS这样的概念，在设计上的不足使得它很难相应地提供丰富的、灵活的QoS选项。

  5. IPv6相对于IPv4的改进 • 扩展的地址空间和结构化的路由层次 地址长度由IPv4的32位扩展到128位，全局单点地址采用支持无分类域间路由的地址聚类机制，并且使自动配置地址更加简单。 • 简化了报头格式 IPv6的基本报头只是IPv4报头长度的两倍，取消了对报头中可选项长度的严格限制，增加了灵活性。 • 简单的管理 概括起来就是即插即用，通过实现一系列的自动发现和自动配置功能，简化网络节点的管理和维护。 • 安全性 在制定IPv6技术规范的同时，产生了IPSec（IP Security），用于提供IP层的安全性。

  6. IPv6的改进 • QoS能力 报头中的“标签”字段允许属于鉴别同一数据流的所有报文，因此路径上所有路由器可以鉴别一个流的所有报文，实现非默认的服务质量或实时的服务等特殊的处理。 • 改进的多点寻址方案 通过在组播地址中增加了“范围”字段，允许将组播的路由限定在正确的范围之内。 • 定义了一种新的群通信地址方式Anycast 在点到多点的通信中，将报文传递到一组节点中的一个，从而允许在源点路由中允许节点控制传递路径。 • 可移动性 IPv6协议设计的若干技术有利于移动计算的实现，包括：信宿选项头、路由选项头、自动配置等等。

  7. IPv6协议栈 • IPv6 Internet 层的核心协议包括以下几种： • 1.IPv6取代 IPv4，作为可路由协议，为数据包进行寻址、路由、分段和重组。 2.ICMPv6，取代 ICMP，报告错误以帮助您诊断不成功的数据包传送。 3.邻居发现协议(ND)取代ARP，它管理相邻IPv6节点间的交互。 4.多播侦听器发现协议(MLD)取代IGMP，它管理IPv6 多播组成员身份。

  8. IPv6寻址 下面讲解IPv6的IP地址的体系结构，地址类型和特殊的一些IPv6地址，并且讲授给Windows XP安装IPv6协议和配置IPv6地址的方法。

  9. IPv6寻址及表达式 IPv6地址一共有2128个，这个地址数是足够每人拥有上千个IP地址。 IPv6使用冒号将其分割成8个16比特的数组，每个数组表示成4位十六进制数。一般有四种文本表示形式： 1.首选的格式 把128比特划分成8段，每段为16比特用十六进制表示，并使用冒号等间距分隔。例如: F00D:4598:7304:3210:FEDC:BA98:7654:3210 2.压缩格式 在某些IPv6的地址形式中，很可能地址包含了长串的“0”。为书写方便，可以允许“0”压缩，即一连串的0可用一对冒号来取代。例如，以下地址:1080:0:0:0:8:8000:200C:417A 可以表示为: 1080::8:8000:20OC:417A。 但要注意，为了避免出现地址表示的不清晰，一对冒号(::)在一个地址中只能出现一次。

  10. IPv6寻址及表达式 3.IPv4的IPv6地址 当涉及IPv4和IPv6的混合环境时，有时使用地址表示形式x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，这里六个“x’’分别代表地址中的用十六进制的一位数，四个“d’’分别代表地址中的8比特，用十进制表示。例如:0:0:0:0:0:0:218.129.100.10， 或者以压缩形式表示: ::218.129.100.10 4.“地址/前缀长度”表示法 表示形式是:IPv6地址/前缀长度。其中“前缀长度”是一个十进制数，表示该地址的前多少位是地址前缀。例如：F00D:4598:7304:3210:FEDC:BA98:7654:3210，其地址前缀是64位，就可以表示为：F00D:4598:7304:3210:FEDC:BA98:7654:3210/64。

  11. IPv6的地址类型 RFE2373中定义了三种IPv6地址类型:单播地址、多播地址、任播地址。 1.单播地址(Unicast) 单播地址是点对点通信时使用的地址，此地址仅标识一个接口 单播地址包含:全球单播地址、未指定地址、环回地址等。 一般的全球单播地址的格式如图所示。 全球路由：根据ISP来组织，用来分配给站点，是子网/链路的集合。 子网：站点内子网的标识符，由站点的管理员分层地构建。 接口ID：用来标识链路上的接口，在同一子网内是唯一的。

  12. IPv6的地址类型 2.链路本地地址 IPv6中有种地址类型叫做link local地址，该地址用于在同一网中的IPv6计算机进行通信。 3.多播地址 多播地址标识一组接口,当数据报的目的地址是多播地址时，网络尽量将其发送到该组的所有接口上。多播地址以11111111即ff开头。 4.任播地址(Anyeast) 任播地址标识一组接口，它与多播的区别在于发送数据报的方法。向任播地址发送的数据报并未被分发给组内的所有成员，而是发往该地址标识的“最近的”那个接口。

  13. IPv6中特殊的地址 下面这些地址一定要记住，这是为特定使用目的而保留的。 0:0:0:0:0:0:0:0 等于::。这是IPv4中0.0.0.0的等价物，当正在使用有状态的地址配置时，典型情况下是主机的源地址。 0:0:0:0:0:0:0:1 等于::1。这是IPv4中127.0.0.1的等价物。 0:0:0:0:0:0:192.168.100.1这是在IPv6/IPv4混合网络环境中IPv4地址的表示式。

  14. IPv6中特殊的地址 • 2000::/3 全球单播地址范围。写成二进制，0010 0000 0000 0000::/3只要前三位是001就是全球单播地址。 • FE80::/10 链路本地单播地址范围。 • FF00::/8 组播地址范围。 • 3FFF:FFFF::/32 和2001:0DB8::/32为示例和文档保留的地址。 • 2002::/16 用于IPv6到IPv4的转换系统，这种结构允许IPv6包通过IPv4网络进行传输，而无需显式地配置隧道。

  15. IPv6计算机地址配置方法 • IPv6协议的一个突出特点是支持网络节点的地址自动配置，这极大地简化了网络管理者的工作。 • 一定要牢记，有状态自动配置与IPv4中使用的DHCP服务器配置十分相像。

  16. IPv6计算机地址配置方法

  17. IPv6计算机地址配置方法

  18. 配置IPv6路由 • 在网络规模不大的情况下IPv6环境也可以使用静态路由。 • 配置IPv6的静态路由和IPv4的静态路由道理一样，路由器要知道到达所有网络的路由。 • 以下将会演示配置IPv6的静态路由，配置支持IPv6的动态路由协议RIPng，EIGRPv6和OSPFv3。

  19. 配置IPv6静态路由

  20. 配置RIPng支持IPv6

  21. 配置EIGRPv6支持IPv6

  22. 配置OSPFv3支持IPv6

  23. IPv4和IPv6共存技术 • 双协议栈 • 6to4隧道技术 • ISATAP隧道技术 • NAT-PT技术

  24. 双协议栈

  25. 6to4隧道技术

  26. 6to4实验环境

  27. ISATAP隧道

  28. 配置静态NAT-PT

  29. 动态NAT-PT

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