计网-网络层

一、IPv6

IP 是互联网的核心协议。

IPv4 地址耗尽问题：

到 2011 年 2 月，IANA IPv4 的 32 位地址已经耗尽。

各地区互联网地址分配机构也相继宣布地址耗尽。

我国在 2014 – 2015 年也逐步停止了向新用户和应用分配 IPv4 地址。

根本解决措施：采用具有更大地址空间的新版本的 IP，即 IPv6。

二、IPv6 的基本首部

IPv6 仍支持无连接的传送。

将协议数据单元 PDU 称为分组 (packet) 。

主要变化：

1、更大的地址空间。 将地址从 IPv4 的 32 位 增大到了 128 位。

2、扩展的地址层次结构。可以划分为更多的层次。

3、灵活的首部格式。定义了许多可选的扩展首部。

4、改进的选项。允许数据报包含有选项的控制信息，其选项放在有效载荷中。

5、允许协议继续扩充。更好地适应新的应用。

6、支持即插即用（即自动配置）。不需要使用 DHCP。

7、支持资源的预分配。支持实时视像等要求保证一定的带宽和时延的应用。

8、IPv6 首部改为 8 字节对齐。首部长度必须是 8 字节的整数倍。

三、IPv6 数据报的一般形式

由两大部分组成：

基本首部 (base header)

有效载荷 (payload)。有效载荷也称为净负荷。有效载荷允许有零个或多个扩展首部 (extension header)，再后面是数据部分。

 

2、各字段说明

 

版本(version)—— 4 位。它指明了协议的版本，对 IPv6 该字段总是 6。

通信量类(traffic class)—— 8 位。这是为了区分不同的 IPv6 数据报的类别或优先级。目前正在进行不同的通信量类性能的实验。

流标号(flow label)—— 20 位。 “流”是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报， “流”所经过的路径上的路由器都保证指明的服务质量。所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号。

有效载荷长度(payload length)—— 16 位。它指明 IPv6 数据报除基本首部以外的字节数（所有扩展首部都算在有效载荷之内），其最大值是 64 KB。

下一个首部(next header)—— 8 位。相当于 IPv4 的协议字段或可选字段。

跳数限制(hop limit)—— 8 位。源站在数据报发出时即设定跳数限制。路由器在转发数据报时将跳数限制字段中的值减 1。当跳数限制的值为零时，就要将此数据报丢弃。

源地址—— 128 位。是数据报的发送站的 IP 地址。

目的地址—— 128 位。是数据报的接收站的 IP 地址。

3、IPv6 的六种扩展首部

逐跳选项

路由选择

分片

鉴别

封装安全有效载荷

目的站选项

4、  IPv6 的地址

三种基本类型：

单播 (unicast)：传统的点对点通信。

多播 (multicast)：一点对多点的通信。

任播 (anycast)：IPv6 增加的一种类型。任播的终点是一组计算机，但数据报在交付时只交付其中的一个。通常是按照路由算法得出的距离最近的一个。

5、节点与接口

IPv6 将实现 IPv6 的主机和路由器均称为节点。

一个节点可能有多个与链路相连的接口。

IPv6 地址是分配给节点上接口的。

一个具有多个接口的节点可以有多个单播地址。

其中的任何一个地址都可以当作到达该节点的目的地址。

6、冒号十六进制记法

 

7、零压缩

 

8、点分十进制记法的后缀

 

9、IPv6 地址分类

 

四、IPv6 单播地址的划分方法

 

五、  从 IPv4 向 IPv6 过渡

方法：逐步演进，向后兼容。

向后兼容：IPv6 系统必须能够接收和转发 IPv4 分组，并且能够为 IPv4 分组选择路由。

两种过渡策略：

使用双协议栈

使用隧道技术