IPv6路由协议及重分发
第3章 IPv6分组及协议机制
原分组 分片
43
IPv6分片例子
分片例子
44
举例： 首部
6，TCP报文段 44，分片扩展首部
分片扩 展首部
第1个分片 第2个分片
16
24
31
Flow Label 流标签
Next Header 下一首部
Hop Limit 跳数限制
128 bit Source Address 源地址
128 bit Destination Address 目的地址
5
IPv6首部字段含义
Version (4 bits) ： 6 for IPv6 Traffic Class (8 bits) ≌ type of services in IPv4
IPv6应将除最后一个分片之外，所有分片分割成8字 节整数倍大小的数据块。
M（More fragment）比特在最后的分片中置成“0”， 在其余的分片中置成“1”。
40
分片扩展首部（8字节）格式
标识（Identifier）与IPv4标识符的作用相同，但不 是16比特而是32比特。 ① 标识由发送节点赋值，它应能在一定时段内唯 一标识该分片所属的原分组。 ② 发送方对发往同一目的地的待拆分IP分组分别 选取不同的标识，接收方利用此值识别并重组 分片所属的原IP分组。
34
一个例子：分析携带有0类型的源路由选择扩展 首部的IPv6分组，从S到D的传输过程
S
I2
D
I1
I3
传输过程中首部和源路由扩展首部的变化情况
报文所 在链路
首部
源地址
目的地 址
扩展首 部长度
源路由选择扩展首部
剩余路 由段数
地址[1] 地址[2] 地址[3]
IPv6技术——路由协议
IPv6技术——路由协议IPv6 单播路由协议：IGP（Internal Gateway Protocol）EGP（External Gateway Protocol）IPv6 IGP主要有：1. RIPng是在RIP基础上开发的⽤于IPv6⽹络的路由协议，在⼯作机制上与RIP基本相同，是IPv6中基于距离向量的内部⽹关路由协议。
但为了⽀持IPv6地址格式，RIPng对RIP做了⼀些改动。
RIPng⼀般作为中等或者偏⼩规模的⽹络⾃治系统中的内部⽹关路由协议RIPng技术实现：通过UDP报⽂进⾏路由信息交换，使⽤端⼝号521发送和接收数据报。
特别的查询信息可以不从源节点端⼝521发出，但是必须发送到⽬标节点的端⼝521每个路由器都有接⼝连接⼀个或者多个⽹络（直连⽹络）。
RIP协议的实现依赖这些⽹络的相关信息。
包括⽬的地址前缀、前缀长度以及度量等。
RIPng使⽤跳数（hop count）作为度量（metric）。
RIPng⽹络的度量是1~15之间的整数，⼤于或等于16的跳数定义为⽆穷⼤，即⽬的⽹络或主机不可达。
RIP的启动和运⾏过程：RIPng与RIP的不同点报⽂格式不同。
RIPng有两类RTE：⽬的前缀RTE和下⼀跳RTE。
⽬的前缀RTE指明可达⽬的⽹络，下⼀跳RTE 为RIPng提供了直接指定下⼀跳IPv6地址的能⼒。
下⼀跳RTE指明的IPv6地址适⽤于跟随其后的⽬的前缀RTE，直到RIPng报⽂结束或者出现另⼀个下⼀跳RTE为⽌报⽂长度不同发送⽅式不同端⼝号不同安全机制不同OSPFv3OSPFv3是在OSPFv2基础上开发的⽤于IPv6⽹络的路由协议。
作为链路状态路由选择算法，其实现机制没有本质改变OSPFv3运⾏在IPv6⽹络中，它同OSPFv2并不兼容，但处理流程基本保持⼀致，eg：泛洪过程，DR选举。
对区域的⽀持以及SPF计算流程，OSPFv3只是在v2基础上进⾏了⼀些改进，以⽀持报⽂格式的变化并处理IPv6中128bit的地址OSPFv3和OSPFv2的不同点：OSPFv3在OSPFv2基础上做出了⼀些必要的改造，这些改进包括以下⼏⽅⾯链路概念取代⽹络概念OSPFv2是基于⽹络运⾏的，两个路由器要形成邻居关系必须在同⼀⽹段：OSPFv3的实现是基于链路的，同⼀链路不同⼦⽹上的节点也可以直接通话报⽂去除地址语义对于OSPFv3来说，除了LS Update报⽂载荷中存在地址以外，协议报⽂中不再提供地址信息；Router-LSA和Network-LSA中也不再包含⽹络地址；OSPF Router ID，区域ID和Link State ID仍然保留IPv4中32bit的长度，因此不能使⽤IPv6地址来代表这些信息增加泛洪范围LSA的泛洪范围已经被明确地定义在LSA的LS Type字段，⽬前有以下3种LSA泛洪范围：本链路范围：⽤于Link LSA；区域范围：⽤于Router LSA、Network LSA、Inter Area Prefix LSA、 Inter Area Router LSA和Intra Area Prefix LSA；⾃治域范围：⽤于AS-external-LSA 链路⽀持多实例复⽤link-local地址的使⽤IS-ISv6IS-ISv6可以同时承载IPv4和IPv6的路由信息，完全可以独⽴⽤于IPv4⽹络和IPv6⽹络。
ipv6协议的工作原理
ipv6协议的工作原理引言随着互联网的飞速发展和IP地址需求的激增，I Pv6协议作为下一代互联网协议，逐渐引起了广泛关注。
本文将详细介绍I Pv6协议的工作原理，包括地址结构、分片与重组、邻居发现、路由协议等方面的内容。
I P v6地址结构I P v6地址是由128位二进制数表示的，与I Pv4的32位地址相比，地址空间更加广阔。
I P v6地址由8组16进制数字组成，每组之间使用冒号分隔，例如：2001:0d b8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
I P v6地址可以分为三种类型：单播地址、多播地址和任播地址，分别用于点对点通信、一对多通信和一对一通信。
I P v6分片与重组由于链路层M TU的限制，当IP v6数据包的大小超过链路层M TU时，需要将数据包进行分片。
分片由源主机完成，将数据包划分为适应MT U大小的分段，经过网络传输后再由目标主机进行重组。
与IP v4协议类似，I P v6分片也会增加网络开销，因此在网络设计中应尽量避免分片的发生。
I P v6邻居发现I P v6邻居发现是I Pv6网络中用于确定邻居设备IP v6地址与M AC地址的过程。
I Pv6邻居发现使用I CM Pv6报文实现，包括邻居请求和邻居应答两种类型。
邻居请求用于查询目标设备的MA C地址，邻居应答则是对邻居请求的响应。
这种机制可以有效解决I Pv6网络中链路层地址解析的问题。
I P v6路由协议I P v6使用路由协议来决定数据包从源主机到目标主机的转发路径。
常见的IP v6路由协议有R IP ng、O SP Fv3和B GP等。
这些协议基于不同的路由选择算法，通过交换网络拓扑信息，实现网络中路由器的动态路由更新和转发决策。
I P v6与I P v4过渡技术由于IP v6与I Pv4之间存在互不兼容性的问题，为了实现平稳过渡，提供双协议栈支持，出现了一系列的I Pv6与IP v4过渡技术。
IPv6路由协议及重分发
IPv6路由协议及重分发配置用于IPv6的EIGRP使用全局命令ipv6 unicast-routing启用ipv6路由使用全局配置命令ipv6 router eigrp asn启用eigrp在接口上启用ipv6,配置方法同RIPng使用接口子命令ipv6 eigrp asn在接口上启用eigrp,指定的asn必须与全局命令一致在eigrp配置模式下，使用命令no shutdown 启用用于ipv6的eigrp如果没有自动选择eigrp路由器id,在eigrp配置模式下使用命令eigrp router-id rid配置一个eigrp路由器idIPv6的EIGRP通告有关接口上所有直连子网的信息，但链路本地地址和本地路由除外。
验证用于IPv6的EIGRPOSPF第3版比较OSPFv2和OSPFv3说明：OSPFv3不要求邻接路由器必须位于同一个子网才能成为邻居OSPFv3支持在一条链路上使用多个OSPF实例，而OSPFv2只允许每条链路使用一个实例使用邻居的链路本地IPv6地址用于下一跳地址ospfv3必须有RID才能工作配置OSPFv3下一代RIPRIPng--理念及其与RIP-2的比较由于IPv6使用IPSec身份验证报头（AH）来支持身份验证，因此RIPng本身不支持身份验证，而依赖于IPSec进行身份验证配置RIPngRIPng基本配置步骤：使用全局命令ipv6 unicast-routing启用ipv6路由。
如果不配置此命令，将不能配置RIPng使用全局配置命令ipv6 router rip name启用RIPng.指定的名称必须在当前路由器中是唯一的，但不必与邻接路由器使用的名称相同在接口上启用IPv6.方法一：使用接口命令ipv6 address address/prefix-length [eui-64]给接口配置一个ipv6单播地址。
方法二：配置命令ipv6 enable.如果不配置此步，将不能在接口上启用RIPng.使用接口子命令ipv6 rip name enable在接口上启用RIP,其中的名称必须与全局配置命令指定的名称相同。
ipv6路由协议配置
IPv6 IS-IS 基本配置简介
Router(config)# router isis [Word ISO routing area tag] 定义IS-IS进程 Router(config-router)# address-family ipv6 [unicast] 进入IPv6地址簇 Router(config-router)# default-information originate [route-map x] 产生一条默认路由 Router(config-router)# no adjacency-check 在网络从IPv4单协议网络过渡到IPv4-IPv6 IS-IS路由器的过程中，该命 令维持使用不同协议集的IS-IS路由器之间的IS-IS邻接关系。它可以防 止使用不同协议集的IS-IS路由器执行hello检查而丢失IS-IS邻接。在网 络切换或者过渡完成之后，可以将adjacency-check配置回去。 Router(config-router)# net XX.XXXX. ... .XXX.XX 为本路由器配置一个NET地址，这与IPv4 IS-IS的概念完全一样 Router(config-if)# ipv6 router isis 在接口上激活IPv6 IS-iS
在router bgp配置中，乘客协议都有一个地址族不分，在地址
部分，可配置路由选择策略和具体功（这里是激活邻居重分 发）
作执行分发列表。必须跟in/out方向，接口 可选，如果不配置接口，则为所有接口生 效。
Router(config-rtr)# poison-reverse
执行毒性逆转，默认关闭。
如果同时启用水平分割和毒性逆转，则只有 水平分割有效。 Router(config-rtr)# split-horizon 执行水平分割处理 Router(config-rtr)# port x multicast-group X:X:X:X::X 修改RIP使用的UDP端口及组播组地址。默认 情况下是UDP521及FF02::9 Router(config-rtr)# timers update expire holddown garbage-collect 修改计时器。默认update 30S，expire是超时 时间默认180S。 holddown默认为0，也就是不使用抑制 garbage-collect默认120S Router(config-if)# ipv6 rip xxx metric-offset ？ !! 注意，是在接口模式下配置的，用来设置 metric累加量。可选值1-16
运营商ipv6分发机制
运营商ipv6分发机制
运营商的IPv6分发机制是确保网络地址的唯一性和可扩展性的重要环节。
IPv6地址由128位二进制数字组成，与IPv4相比，提供了更为丰富的地址空间。
运营商在分发IPv6地址时，主要遵循以下几个方面的机制：
首先，IPv6地址的分配是基于网络的规模、拓扑结构、服务要求和用户数量等因素进行的。
运营商会根据自己的网络架构和服务需求，将IPv6地址空间划分为不同的块，然后分配给各个网络节点。
其次，IPv6地址的分配方式主要有两种：通过固定长度的前缀来确定网络标识，以及通过DHCPv6（动态主机配置协议第6版）来分配IPv6地址。
固定长度前缀的方式适用于大型网络，运营商会分配一个固定的前缀给网络，然后由网络内部的设备根据这个前缀生成具体的IPv6地址。
而DHCPv6则适用于中小型网络，它可以动态地为设备分配IPv6地址，简化了地址管理的复杂性。
此外，IPv6地址的分配还涉及到地址的唯一性和可持续性问题。
为了确保地址的唯一性，运营商会采用全球唯一的地址分配策略，避免地址冲突。
同时，运营商还会考虑地址的可持续性，避免地址资源的浪费和过度消耗。
最后，IPv6地址的分配还需要考虑地址的安全性和隐私保护问题。
运营商会采取一系列的安全措施，如加密、认证等，确保IPv6地址的分配和使用过程中数据的安全性和隐私性。
综上所述，运营商的IPv6分发机制是一个复杂而精细的过程，需要考虑到多个方面的因素。
通过合理的地址分配和管理策略，运营商可以确保IPv6地址的唯一性、可扩展性、安全性和可持续性，为网络的发展提供坚实的基础。
路由重分发的基本概念
路由重分发的基本概念在计算机网络中，路由器是用于转发网络数据包的设备。
路由器根据目的地地址将数据包从一个网络接口转发到另一个网络接口，以便将数据从源主机传输到目标主机。
如果网络结构发生改变或者某个路径出现故障，路由器就需要重新分发路由信息，以便确保数据能够正确地到达目标主机。
下面是路由重分发的基本概念。
路由重分发是指将新的路由信息通知给其它路由器，以便它们能够将数据包转发到正确的目标。
当网络拓扑发生改变时，例如有一条链路故障或者新增了一条链路，路由重分发就需要被执行。
在路由重分发的过程中，路由器会发送路由更新消息给其它路由器，以便让它们更新它们的路由表。
这样，当一个数据包到达网络时，路由器就可以根据最新的路由表将其正确地转发到目标主机。
路由器可以采用不同的路由协议来执行路由重分发。
常用的路由协议包括距离向量路由协议和链路状态路由协议。
距离向量路由协议根据最短距离确定最佳路径，并向其它路由器发送这些路径的距离信息。
当一条路径不可用时，路由器会从其它可能的路径中选择一个最佳路径，然后向其它路由器发送更新消息。
链路状态路由协议则根据网络中各链路的状态动态计算出路由信息。
当网络结构发生改变时，路由器会重新计算路由信息并通知其它路由器。
在执行路由重分发之前，路由器通常会先删除旧的路由信息。
这样可以避免新的路由信息和旧的路由信息冲突，导致数据包被错误地转发。
当路由重分发完成后，路由器会重新建立路由信息表。
新的路由表将包含最新的路由信息，以便将数据包正确地转发到目标主机。
总之，路由重分发是计算机网络中维护路由信息的重要过程。
它可以确保数据包能够正确地到达目标主机，同时避免了路由信息的冲突。
在实际应用中，路由重分发的频率对网络的性能有重要影响。
如果路由重分发太频繁，会导致网络负载过大，从而降低网络的吞吐量。
因此，在设计网络拓扑时，需要仔细考虑路由重分发的频率，并采取相应的措施来保证网络的高效稳定运行。
IP报文的分片与重组（ipv6）
IP报⽂的分⽚与重组（ipv6）
总论：
IPv6的分⽚处理只在作为起点的发送端主机上进⾏，中间路由器不参与分⽚，可以减少路由器的负担，提⾼⽹速，所以呢，IPv6中的路径MTU发现功能必不可少，不过IPv6最⼩MTU为1280字节。
IPv6关于分⽚最主要的改变就是分⽚只在端主机上进⾏，中间⽹络只负责转发，上⼀篇中IPv4关于分⽚的16⽐特的Identification和3⽐特的Flags字段在IPv6中都没有了，IPv6的标准头⾸部长度是固定的40字节，Ipv6中的分⽚信息放在了IPv6的扩展⾸部⾥
关于何时Ipv6报⽂需要分⽚：
1. skb的长度⼤于PMTU发现的mtu值
2. 本地链路mtu⼩于1280字节
3. skb分⽚中的最⼤分⽚长度⼤于PMTU发现的mtu值
IPv6部分⾸部：
流标号-Flow Label
20⽐特，准备⽤于QoS
有效载荷长度-Payload Length
这16⽐特指的是包的数据部分，⽽不是像IPv4中的Total Length指包括⾸部在内的所有长度
下⼀个⾸部-Next Header
相当于IPv4中的协议字段，共8⽐特，通常表⽰IP的上⼀层是什么协议，⼀般为UDP，TCP，不过当IPv6有扩展⾸部的时候，该字段表⽰后⾯第⼀个扩展⾸部的协议类型
跳数限制-Hop Limit
8⽐特，就是IPv4中的TTL
IPv6扩展⾸部
扩展⾸部通常位于IPv6⾸部和TCP/UDP⾸部中间，且扩展⾸部没有长度限制，⽐如需要对IPv6的数据进⾏分⽚时，可以设置扩展域为
44（IPv6-Frag）。
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IPv6路由协议及重分发
配置用于IPv6的EIGRP
使用全局命令ipv6 unicast-routing启用ipv6路由
使用全局配置命令ipv6 router eigrp asn启用eigrp
在接口上启用ipv6,配置方法同RIPng
使用接口子命令ipv6 eigrp asn在接口上启用eigrp,指定的asn必须与全局命令一致
在eigrp配置模式下，使用命令no shutdown 启用用于ipv6的eigrp
如果没有自动选择eigrp路由器id,在eigrp配置模式下使用命令eigrp router-id rid配置一个eigrp路由器id
IPv6的EIGRP通告有关接口上所有直连子网的信息，但链路本地地址和本地路由除外。
验证用于IPv6的EIGRP
OSPF第3版
比较OSPFv2和OSPFv3
说明：
OSPFv3不要求邻接路由器必须位于同一个子网才能成为邻居
OSPFv3支持在一条链路上使用多个OSPF实例，而OSPFv2只允许每条链路使用一个实例使用邻居的链路本地IPv6地址用于下一跳地址
ospfv3必须有RID才能工作
配置OSPFv3
下一代RIP
RIPng--理念及其与RIP-2的比较
由于IPv6使用IPSec身份验证报头（AH）来支持身份验证，因此RIPng本身不支持身份验证，而依赖于IPSec进行身份验证
配置RIPng
RIPng基本配置步骤：
使用全局命令ipv6 unicast-routing启用ipv6路由。
如果不配置此命令，将不能配置RIPng
使用全局配置命令ipv6 router rip name启用RIPng.指定的名称必须在当前路由器中是唯一的，但不必与邻接路由器使用的名称相同
在接口上启用IPv6.方法一：使用接口命令ipv6 address address/prefix-length [eui-64]给接口配置一个ipv6单播地址。
方法二：配置命令ipv6 enable.如果不配置此步，将不能在接口上启用RIPng.
使用接口子命令ipv6 rip name enable在接口上启用RIP,其中的名称必须与全局配置命令指定的名称相同。
如果忘记配置第二步，此步将会使IOS自动生成第二步的命令。
验证RIPng
RIPng使用链路本地IPv6地址用做下一跳IP地址
用于IPv6的EIGRP
用于IPv4和IPv6的EIGRP--理论及比较
用于IPv6和IPv6的EIGRP的差异：
用于IPv6的EIGRP通告IPv6前缀/长度，而不是IPv4子网/掩码信息
用于IPv6的EIGRP将邻居的链路本地地址用做下一跳IP地址
用于IPv6的EIGRP依赖于IPv6内置的身份验证和保密功能进行身份验证
用于IPv6的EIGRP不能执行自动汇总
用于IPv6的EIGRP不要求邻居位于同一个IPv6子网以便成为邻居
OSPFv3只支持一种配置方法，就是使用ipv6 ospf area在接口上启用OSPFv3.OSPFv3不支持network命令。
配置步骤如下：
使用全局命令ipv6 unicast-routing启用ipv6路由
使用全局配置命令ipv6 router ospf process-id创建一个ospfv3路由进程
在接口上启用ipv6,方法同RIPng
使用接口子命令ipv6 ospf process-id area areanmuber在接口上启用ospfv3
配置ospf路由器id,方法同eigrp
验证OSPFv3
IPv6 IGP重分发
IPv4与IPv6路由重分发之间的相似之处如下：
重分发使用iP路由表中的路由，而不是源路由协议控制的拓扑表和数据库中的路由
重分发时可使用路由映射表来过滤路由，设置度量值以及设置路由标记
IPv6路由协议使用的默认管理距离与IPv4相同，覆盖这些默认设置的机制也相同
IPv6使用同样的基本机制来避免环路问题：管理距离，路由标记和过滤
IPv6路由协议使用给内部和外部路由设置的默认管理距离与IPv4路由协议相同
配置重分发的命令语法相同
配置和概念方面的不同之处如下：
IPv6片redistribute命令默认只重分发IGP获悉的路由，而不重分发启用了该IGP的接口的直连路由。
要重分发这些直连路由，必须在命令redistribute中指定参数include-connected.ipv4 IGP重分发总是考虑IGP 获悉的路由以及启用了该IGP的接口的直连路由。
不同于OSPFv2,OSPFv3不需要在命令redistribute中包含参数subnets,因为IPv6没有分类网络及其子网的概念
IPv6重分发不考虑IPv6路由表中的本地路由
在不使用路由映射表的情况下重分发
使用路由映射表进行重分发
静态IPv6路由
使用命令配置IPv6静态路由，语法如下：
ipv6 route prefix/length {outgoing-interface [next-hop-address] | next-hop-address} [admin-distance] [tag
tag-value]
注意：1、可将邻接路由器的任何地址用做下一跳iP地址，包括邻居的链路本地Ipv6地址。
2、如果将链路本地地址用做下一跳地址，则必须配置出站接口和链路本地地址。