IPv6基本协议
IPV6名称释义
IPv6名称释义一、IPv6的基本概念网际协议（Internet Protocol，IP）是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议，属于OSI七层协议体系结构（Open System Interconnection，开放系统互联）中的网络层。
在互联网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在互联网上进行通信时应当遵守的规则。
任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与互联网互连互通。
IPv4（Internet Protocol Version 4）是网际协议的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基础的协议。
2011年2月3日，IP地址分配机构ICANN在2011年2月3日发布的最后5组IPv4地址已分配给全球五大区域互联网地址管理机构的公告，宣布全球IPv4地址总池耗尽。
我国IPv4地址资源非常有限，截至2011年4月1日，仅占全球地址总数的7.3%。
随着4G业务的发展，移动互联、物联网、云计算等新兴业务所产生的海量终端对IP地址需求的激增，IP 地址短缺的形势日益严峻，现有IPv4地址难以满足未来业务发展需求。
IPv6（Internet Protocol Version 6）是国际互联网工程任务组（The Internet Engineering Task Force，IETF）为解决IPv4地址数量有限的问题，推出的下一代IP（IP Next Generation，IPng），是IPv4的升级版本。
IPv6和IPv4之间最显著的区别为：IP地址的长度从32比特增加到128比特，其地址总数是IPv4的42.9亿倍，足以满足未来互联网、物联网、智慧城市等的应用需求，确保下一代互联网的健康发展。
二、相关术语（一）网络基础术语1、结点（Node）,常被译为节点，是网络中一个支路的端点，或两个或两个以上支路的会合点。
结点可以是主机、交换机、路由器，还可以是服务器、打印机和其他网络连接的设备，拥有自己唯一网络地址的设备是网络节点。
ipv6的基本格式和表示形式
ipv6的基本格式和表示形式
IPv6是Internet协议(IP)的下一代标准,它使用IPv4地址的扩展,提供了更快、更可靠、更高效的Internet访问。
以下是IPv6的基本格式和表示形式:
1. 基本格式:
IPv6地址的基本格式使用64位二进制数表示。
IPv6地址由32位地址栏和4位主机头地址(也称为扩展头地址)组成。
地址栏的前128位表示网络位,后面的24位表示主机位。
2. 表示形式:
IPv6地址的表示形式如下:
```
^~[[:alnum:]]{1,2}:[[:digit:]]{8}:[[:digit:]]{2}[[:digit:]] {10}:[[:digit:]]{4}:[[:digit:]]{2}
```
其中,^~表示IPv6地址中的扩展头地址,[[:alnum:]]{1,2}表示网络位,[:digit:]]{8}表示主机位,[:digit:]]{2}表示第8位为0或1,[:digit:]]{10}表示第10位为0或1,[:digit:]]{4}表示第14位为0或1,[:digit:]]{2}表示第26位为0或1。
例如,IPv6地址`192.168.0.100`的表示形式为:
```
^~192.168.0.[[:alnum:]]{1,2}:1:[[:digit:]]{8}:[[:digit:]]{2 }:[[:digit:]]{10}:[[:digit:]]{4}:[[:digit:]]{2}
```
其中,`192.168.0.`表示网络地址,`1`表示主机地址,`0`表示第0位为1,`100`表示第100位为0或1。
浅谈IPv6基本技术原理和特点
浅谈IPv6基本技术原理和特点IPv6是连接互联网设备的新一代协议，具有比IPv4更高效、更安全、更可靠等特点。
本文将基于IPv6的技术原理和特点进行简述。
一、技术原理IPv6的基本技术原理和IPv4类似，都是通过IP地址来实现数据传输和通信，但IPv6相比IPv4更加先进和复杂。
主要原理和技术特点如下：1.扩展地址空间：IPv6的地址长度是128位，相比IPv4的32位，IPv6的地址空间更为广阔，可以提供更多的IP地址。
2.地址分配和管理：IPv6的地址分配和管理采用了动态主机配置协议，即通过DHCPv6协议实现自动地址配置，同时支持经过认证和非认证的状态以及动态地址池。
3.数据报文的封装与解封装：IPv6的数据报文封装和解封装通过IP协议完成，数据载荷长度的字节大小已经扩展到65535字节。
4.邻居发现协议：IPv6邻居发现协议可以实现自动发现局域网内的设备地址。
5.移动IPv6技术：移动IPv6技术可以实现移动设备与互联网的无缝连接，解决移动设备途中IP地址变化的问题。
二、特点2.协议设计更加先进：IPv6采用的协议设计更加先进，支持更多的功能和特性，从而提高了互联网的效率和安全性。
3.自动地址配置：IPv6的自动地址配置能够使主机自动获取到IP地址，减少了手动设置IP地址的复杂性。
4.支持QOS服务：IPv6支持QOS服务，可以对网络中不同的流量进行优先级处理，提高了网络的质量。
5.移动设备的支持：IPv6的移动设备支持能够使手机、平板等设备连接到互联网，从而更轻松地使用网络资源。
6.网络管理更加灵活：IPv6的网络管理更加灵活和智能，管理员可以更好地控制网络中的设备、流量和信息安全。
本文通过介绍IPv6的技术原理和特点，使读者更加深入了解IPv6，为其更好地应用IPv6提供一点参考。
IPv6协议格式解析
Ver Traffic Class
4bits
8bits
Payload Length
16bits
Flow Label
20bits
Next Header Hop Limit
8bits
8bits
Source Address 128bits
Destination Address 128bits
.
21
IPv6报头和IPv4比
E
组播组ID
F
预留 节点本地范围 链路本地范围 站点本地范围 企业本地范围 全局范围 预留
.
13
预定义的组播地址
IPv6预定义组播地址
FF01::1 FF01::2
FF02::1 FF02::2 FF02::5 FF02::6 FF02::9 FF02::13
FF05::2
FF0x::101
IPv4预定义组播地址 节点本地范围 224.0.0.1 224.0.0.2 链路本地范围 224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.5 224.0.0.6 224.0.0.9 224.0.0.13 站点本地范围 224.0.0.2 全局 224.0.1.1
FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX
例：主机的MAC地址为 00-02-b3-1e-83-29
IPv6地址为 fe80::02. 02:b3ff:fe1e:8329
16
IPv6地址新类型 — 任播 被分配给多（个A接n口y，ca仅s用t）于路由器
发往任播地址的数据包被路由转发给 分配了任播地址的接口中距离最近的 一个
二进制前缀 00...0 (128 bits) 00...1 (128 bits) 11111111 1111111010 1111111011 （其他）
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
网络基础 IPv6中的DNS协议
网络基础IPv6中的DNS协议互联网上的应用很多，但大都离不开域名系统(DNS)的支持，域名系统的主要作用是用来进行域名与IP地址的转换，即域名解析，比如浏览网站、Email、FTP等都需要先进行域名解析。
IPv6网络中的DNS非常重要，一些IPv6的新特性和DNS的支持密不可分。
下面从IPv6 DNS的体系结构、IPv6的地址解析、IPv6地址自动配置和即插即用、IPv4到IPv6的过渡等几方面对IPv6 DNS进行介绍。
1．IPv6域名系统的体系结构IPv6网络中的DNS与IPv4的DNS在体系结构上是一致的，都采用树型结构的域名空间。
IPv4协议与IPv6协议的不同并不意味着需要单独两套IPv4 DNS体系和IPv6 DNS体系，相反的是，DNS的体系和域名空间必须是一致的，即，IPv4和IPv6共同拥有统一的域名空间。
在IPv4到IPv6的过渡阶段，域名可以同时对应于多个IPv4和IPv6的地址。
以后随着IPv6网络的普及，IPv6地址将逐渐取代IPv4地址。
2．DNS对IPv6地址层次性的支持IPv6可聚合全局单播地址是在全局范围内使用的地址，必须进行层次划分及地址聚合。
IPv6全局单播地址的分配方式如下：顶级地址聚合机构TLA(即大的ISP或地址管理机构)获得大块地址，负责给次级地址聚合机构NLA(中小规模ISP)分配地址，NLA给站点级地址聚合机构SLA(子网)和网络用户分配地址。
IPv6地址的层次性在DNS中通过地址链技术可以得到很好的支持。
下面从DNS正向地址解析和反向地址解析两方面进行分析。
●正向解析IPv4的地址正向解析的资源记录是“A”记录。
IPv6地址的正向解析目前有两种资源记录，即，“AAAA”和“A6”记录。
其中，“AAAA”较早提出4，它是对“A”记录的简单扩展，由于IP地址由32位扩展到128位，扩大了4倍，所以资源记录由“A”扩大成4个“A”。
“AAAA”用来表示域名和IPv6地址的对应关系，并不支持地址的层次性。
IPV6原理与应用
ICMPv6协议——报文格式
ICMPv6 报文格式 （RFC 2463）
Type：ICMPv6消息的类型 Code：代码，取决于Type值，可将某一类型的ICMPv6消息
细分为更具体的用途 Checksum：校验和，校验的部分包括了ICMPv6数据和
IPv6的包头部分（IPv6包头不含校验） Data：ICMPv6数据
移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址 CIDR, VLSM , NAT, 混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地
址紧张，但无法根本解决地址问题
为什么要升级到IPv6?
IETF在20世纪90年代提出下一代互联网协议-IPv6
IPv6成为公认的IPv4的升级版本
最本质的改进——几乎无限的地址空间 其他（锦上添花）：
接口ID生成
接口ID可以根据IEEE EUI－64规范将48比特的MAC地址转化为 64比特的接口ID
MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 设备自动生成，不需人为干预
接口ID也可由设备随机生成（RFC3041） 手工配置
MAC到EUI-64转换实例
1. MAC 地址：0000:0b0a:2d51 2. 二进制：
IPv6原理与应用
2019-06
课程内容
一、IPv6概述 二、IPv6寻址 三、 IPv6报文结构 四、IPv6基本协议 五、IPv6路由协议 六、IPv6过渡技术
课程议题
一、IPv6概述
需要升级IPv4吗?
以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功 IPv4地址资源紧张
2001：410：：1/64
RS报文 源：FE80::ABCD 目的：FF02::2 RA报文( 前缀为2001：410) 源：FE80::EFGH 目的：FF02::1
ipv6的写法
ipv6的写法IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六个版本，用于替代IPv4。
IPv6的引入是为了解决IPv4地址空间有限的问题，提供更广泛的地址空间和其他改进。
以下是关于IPv6的写法、特点和一些常见的应用。
IPv6的写法和基本特点1. IPv6的地址写法IPv6地址采用128位长度，通常以八组四个字符的十六进制数表示，每组之间以冒号分隔。
例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334在表示中，连续的零可以用“::”来代替，但仅允许使用一次。
例如：2001:0db8::8a2e:0370:73342. IPv6的特点2.1 更大的地址空间IPv6提供了更大的地址空间，有2^128（约3.4x10^38）个地址，相比IPv4的2^32（约43亿）个地址，IPv6的地址空间几乎是不可估量的。
2.2 简化的报头IPv6报头相对于IPv4来说更加简化，减少了报头长度，提高了传输效率。
2.3 无需网络地址转换（NAT）IPv6的地址空间足够大，避免了IPv4中因地址不足而需要进行网络地址转换（NAT）的问题，简化了网络结构。
2.4 支持IPSecIPv6在协议层面支持IPSec（Internet Protocol Security），提供了更好的网络安全性。
2.5 改进的多播和任播机制IPv6对多播和任播机制进行了改进，提高了这些功能的效率和灵活性。
3. IPv6的部署和应用3.1 逐步过渡由于IPv6和IPv4不兼容，网络逐步过渡是IPv6的部署策略之一。
这包括双协议栈支持和隧道技术。
3.2 双协议栈支持在逐步过渡中，网络设备可以同时支持IPv4和IPv6，这称为双协议栈支持。
这使得在过渡期间，IPv4和IPv6的设备可以共存并逐步实现IPv6的部署。
3.3 隧道技术隧道技术是通过在IPv4网络上封装IPv6数据包的方法，使得IPv6数据包可以在IPv4网络上传输。