IPv6技术

IPv6介绍

​ 32位的IPv4地址不够用，地址即将耗尽，为了解决IPv4地址耗尽问题，采用了以下措施：

• 采用无类别比编址CIDR，使IP地址的分配更加合理

• 采用网络地址转换NAT技术，将内网和外网地址分开

• 选用地址空间更大的IPv6技术，从根本上解决

下面是ipv6与ipv4的不同之处:

• 更大的地址空间，ipv6地址从32bit变为128bit

• 扩展性更加，允许协议继续扩充

• 支持自动配置

• 支持资源预分配

• 向ipv4兼容

• 提供高级的控制功能

IPv6基本首部和扩展首部

ipv6数据报首部

首部长度固定为40字节，称为基本首部

取消不必要功能，字段减少到8个

取消首部校验和

允许在基本首部有0或n个扩展首部

所有的扩展首部和数据合起来叫做payload(有效载荷)

基本首部 |扩展首部1 扩展首部2 … 扩展首部n | 数据部分

版本介绍ip使用的协议，ipv6的此字段总为6

通信量类用于标识数据报的重要性程度，相当于优先级(业务类型)

流标号类似于ipv4的数据报编号

有效载荷长度即除去基本首部以后的长度

下一个首部相当于ipv4的协议字段或可选字段(将分段功能放入了扩展首部中）

跳数限制相当于ipv4的TTL字段，路由器转发数据报时，将此值减去1

源地址和目的地址都为128bit

ipv6数据报扩展首部

扩展首部的基本功能如下：

• 分片 源站保证最小MTU，源站封装。端到端分片方式（不容易灵活地改变路由路径）
  ​ 分片采用隧道技术传送长数据报，当路径途中的路由器需要对数据报进行分片时，将创建一个全新的数据报，全新封装原来的数据报。
  

• 路由

• 认证

• 高层协议TCP/UDP

• 时间戳

IPv6地址空间

1)IPv6数据报的目的地址可以是一下三种基本类型之一：

• 单播
• 多播
• 任播 目的地址是一组计算机，交付时一般给最近的计算机

2)ipv6地址表示法

• 点分十进制
• 冒号十六进制
• 冒号十六进制/十进制混合

ipv6还规定了两条简化地址规则：

• 组前缀为0可省略

  如果某一组的前缀为0，则这些0可以被省略，如：

  2001:0da8:0215:3c01:0001:02fa:00ad:83bb
  2001:da8:215:3c01:1:2fa:ad:83bb

• 冒号压缩表示

  如果某一组全部为0，这些0可以省略，且出现连续的几组都为0时，包含的冒号也可以省略，用::表示。但是一个地址中只能出现一次:: ，因为无法确定每个::应该扩展多少个0，如：

  2001:9da8:6215:3c01:0000:12fa:efad:83bb
  2001:9da8:6215:3c01::12fa:efad:83bb

  2001:9da8:6215:0000:0000:0000:efad:83bb
  2001:9da8:6215::efad:83bb

3)ipv6地址分配
前缀为0000 0000的地址， 是保留一小部分地址与ipv4兼容的，因为有的节点不支持ipv6,因此数据报在这两类节点之间转发时，必须进行地址转换。

IPv4向IPv6过渡

​ IPv6过渡采取逐步演进，必须兼容IPv4.主要有以下过渡技术：

• 双栈技术
• 隧道技术
• 协议转换技术

双栈技术

​ 一部分主机（或路由器）同时支持v4和v6两个协议栈，双栈协议主机（路由器）既能够和v6系统通信，又能够和v4系统通信。

​

隧道技术

​ 一种封装技术，用一个协议将另一种协议的数据报封装，数据报作为了内核。通过手工配置隧道的出口和入口地址，在入口节点处将v6数据包封装在v4数据包中，通过v4网络传输到出口处，出口节点进行v4数据包的解封，取出v6的数据包。

协议转换技术

​ 主要有SIIT和NAT-PT等技术。

ICMPv6

icmpv6报文分为两大类：

• 差错报文（目的站点不可达、分组太长、超时、参数问题）
• 提供信息的报文 （回送请求、回送应答）