CCNP经典课件IPV6超详细PPT.ppt
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1、2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITEIChapter61 IPV6谷歌副总裁文特谷歌副总裁文特瑟夫说:瑟夫说:IPv4切换到切换到IPv6就如同给一架正在飞行就如同给一架正在飞行的飞机更换发动机的飞机更换发动机”,难度极大,而又要必须完成。,难度极大,而又要必须完成。IPv6Ready成为权威测试认证2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter62IPv6的应用与研究的应用与研究为什么要使用和研究IPv6?地址危机地址危机IPv4的不足的不足QoS
2、和性和性能问题能问题配置复杂配置复杂移动性支移动性支持不够持不够安全问题安全问题骨干路由骨干路由表膨胀表膨胀ipv4是2的32次方也就4G多个IP地址,大部份地址都在美国占了70%其它国家只有30%,中国20几人才一个IP地址而美国1人9个,所以IPv6势在必行。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter63IPV4的的现状现状nIPv4地址空间提供大约4,294,967,296个唯一地址,但其中只有37亿地址是可分配的,因为IPv4编址系统将地址分为数类,并保留了供组播、测试和其它特殊目的使用的地址。nIANA的
3、官方数据显示,全球的最后一块IPv4地址“蛋糕”于2011年2月3日分配完毕,至此,IANA(互联网数字分配机构)将再无空闲的公共IPv4地址可供分配和使用。CNNIC最新调查显示,截至2011年6月底,我国IPv4地址数量为3.32亿。n中新网7月19日电2011年2月,IANA将最后5个A分配给五大区域地址分配机构(RIR),标志着全球IPv4地址总库完全耗尽,IPv4地址资源时代已经结束。2011年4月,亚太互联网络信息中心(APNIC)宣布亚太地区IPv4地址也已经分配完毕,最后1个A只用于IPv6过渡。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.Ci
4、scoPublicITE1Chapter64针对地址危机临时的解决方法针对地址危机临时的解决方法CIDR一定程度能节省IPv4地址空间的使用不能解决IPv4地址短缺NAT能缓解IPv4地址短缺的问题一些端到端的应用,如VoIP会出问题实现复杂,性能下降DHCP通过释放一段时间不用的IP,能部分缓解IPv4地址短缺不能解决IPv4的地址短缺2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter65IPv4向向IPv6的过渡到底需要多久的过渡到底需要多久?IPv4和IPv6将会是一种长期共存的过程,如果一定要一个时间点上的预计的话
5、,估计至少需要5到10年的时间,IPv6才会取代IPv4,占据主导地位。而对于促进这个过渡的推动力,有关专家指出主要有三方面:首先是运营商发展新用户的需求,要求有更多的IP地址来分配;其次是物联网、云计算的新应用需要大量的IP地址;第三方面就是政府的支持与推动。这三方面可能会是促进IPv6推广和普及的重要因素。运营商的需求是推动IPv6前进的动力之一2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter66IPv6的特点的特点巨大的地址空间巨大的地址空间编址层次等级编址层次等级更更高效的路由基础高效的路由基础多播使用多播使用高
6、效包头高效包头移动性移动性更好的更好的安全性安全性过渡过渡更好的QoS2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter67IPv6巨大的地址空间巨大的地址空间IPv4地址长度:32位地址空间:42亿IPv6地址长度:128为地址空间:3.41038128位的地址空间340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456个地址!IPV6地址由8个16进制字段构成例如:CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:20201030:0:0:0:C9B4:
7、FF12:48AA:1A2B2000:0:0:0:0:0:0:1演示在XP上的IPv6协议栈的安装、卸载以及看一下IPv6地址表达,要说明的是,巨大IPv6地址空间是为了更好的体现IPv6的层次结构。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter68巨大的地址空间巨大的地址空间给每个设备都分配一个全球唯一的IP地址2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter69更高效的路由基础更高效的路由基础在分配之初就考虑到骨干网汇总的问题,分配IPv6地
8、址的时候,接入骨干网的ISP的地址空间是连续的。由于IPV4包头的长度是不固定的,而IPV6包头的长度是固定的40个字节,因此取消了这一字段。同时,IPV4中数据包总长度字段被IPV6中的负载长度所替代。IPv6的包头定长,容易硬件实现路由功能,有利于提高软件处理包头的效率的包头定长,容易硬件实现路由功能,有利于提高软件处理包头的效率 IPv6的首部字段减少,路由器的处理更加高效的首部字段减少,路由器的处理更加高效IPV6包头中删除了IPV4包头中分段偏移量,标识符,flags等字段,而将他们移到扩展包头中去了。只有在必要的时候路由器才处理扩展首部,而大部分的中间结点不需要检查和处理。2006
9、CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter610更高效的路由基础更高效的路由基础中间转发的路由器不再作分片和重组的工作采用路径MTU发现机制,整个链路使用最小MTU发送数据MTU=1500MTU=1500MTU=1400MTU=1300发送发送 MTU=1500的包的包发送发送ICMP出错报文出错报文只能传输只能传输MTU=1400的包的包发送发送 MTU=1400的包的包发送发送ICMP出错报文出错报文发送发送 MTU=1300的包的包2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.Cisc
10、oPublicITE1Chapter611IPv6的安全性的安全性对于IPv4设备来说,IPsec是可选项IPsec在IPv6的设备中是必备的IPv6通过扩展包头来实现IPsec2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter612IPv6的移动性和的移动性和QoSIPv4设计时并未考虑移动;IPv6设计时就考虑到对移动特性的支持IPv6引入“流”的概念提供对QoS的内置支持流(flow):从一个特定源发向一个特定(单播或者是组播)目的地的包序列,源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理IPv6利用流类别、流标签实现了强大
11、的QoS源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理。路由器需要对流进行跟踪并保持一定的信息,这些信息在流中的每个包中都是不变的。这种方法使路由器可以对流中的包进行高效处理。对流中的包的处理可以与其他包不同,但无论如何,对于它们的处理更快,因为路由器无需对每个包头重新处理。IPv6数据包的格式包含一个8位的业务流类别(Class)和一个新的20位的流标签(FlowLabel)。它的目的是允许发送业务流的源节点和转发业务流的路由器在数据包上加上标记,中间节点在接收到一个数据包后,通过验证它的流标签,就可以判断它属于哪个流,然后就可以知道数据包的QoS(qualityofservice,服务质量)需求,
12、并进行快速的转发。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter613IPv4和和IPv6的比较的比较八位组nPv6 地址数量非常巨大,即使为地球上的每一个人分配相当于整个地址数量非常巨大,即使为地球上的每一个人分配相当于整个 IPv4 Internet 地址空间的地址还绰绰有余。地址空间的地址还绰绰有余。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter614IPv4和和IPv6的比较的比较2006CiscoSystems,Inc.Allrigh
13、tsreserved.CiscoPublicITE1Chapter615IPv4和和IPv6的包头比较的包头比较3-1IPv4的包头可变可变长度长度数据填充可选项目标地址源地址首部校验和协议TTL段偏移量标志标识符总长度服务类型首部长度版本20字节字节32bit2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter616IPv4和和IPv6的包头比较的包头比较3-2IPv6的包头版本流量类型流标签载荷长度下一报文首部跳数限制源地址目标地址报文首部扩展首部信息数据40字节字节扩扩展展报报头头32 bits相当于相当于IPv4中的
14、中的TOS字段,规字段,规定使用的服务类型定使用的服务类型指出扩展头的位置指出扩展头的位置长度为长度为20位,用于标识同一业务流的数位,用于标识同一业务流的数据。中间转发路由器对于同一源和目的的据。中间转发路由器对于同一源和目的的一个业务流数据采用相同的转发行为,来一个业务流数据采用相同的转发行为,来提高转发效率提高转发效率类似于类似于IPv4中的中的TTL,但是跳数的上限由,但是跳数的上限由上层协议来规定上层协议来规定2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter617IPv4和和IPv6的包头比较的包头比较3-3版
15、本流量类型流标签载荷长度下一报文首部跳数限制源地址目标地址报文首部扩展首部信息数据数据填充可选项目标地址源地址首部校验和协议TTL段偏移量标志标识符总长度服务类型首部长度版本V6的的IP地址变地址变成成128位位V6首部中没有首部首部中没有首部长度字段,因为长度字段,因为v6的首部是固定长度的首部是固定长度V6首部中没有用于分段和重组的首部中没有用于分段和重组的字段。字段。V6的分段与重组只发生在的分段与重组只发生在源端和目的端,中间结点不再进源端和目的端,中间结点不再进行分段和重组。行分段和重组。V6的分段和重组的分段和重组用的字段位于扩展报头。用的字段位于扩展报头。V6首部中没有校验首部中
16、没有校验和,校验依靠上层和,校验依靠上层完成完成在扩展首部中标识在扩展首部中标识上层协议上层协议在扩展首部中还包含加密和在扩展首部中还包含加密和身份验证的字段身份验证的字段2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter618IPV6 编址编址格式:x:x:x:x:x:x:x:x,其中x是一个16位十六进制字段十六进制ABCDEF区分大小写?字段中的前导零可省略。字段中的前导零可省略。连续的零字段可用两个冒号连续的零字段可用两个冒号:表示。表示。不特定地址写成不特定地址写成:,因为它只包含零。,因为它只包含零。n使用使用
17、:记法可大大缩小大多数地址的长度。地址解析程序通过分开地址的任何两记法可大大缩小大多数地址的长度。地址解析程序通过分开地址的任何两个部分来确定缺少的零,并会补足这些零直到获得完整的个部分来确定缺少的零,并会补足这些零直到获得完整的 128 位地址。位地址。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter619IPv6的地址表示的地址表示将每段转换为十六进制数,并用冒号隔开2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff压缩表示去掉不必要的02001:410:0:1:0:0:0:45ff:表示
18、多个连续的02001:410:0:1:45ff这就是这就是RFC2373中定中定义的首选格式义的首选格式:在整个地址中只能在整个地址中只能出现一次!出现一次!2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter62020特殊地址特殊地址lUnspecified地址0:0:0:0:0:0:0:0作为源地址使用,并不能被路由器转发lLoopback地址0:0:0:0:0:0:0:1lIPv4-compatibleIPv6地址lIPv4-mapped IPv6地址地址2006CiscoSystems,Inc.Allrightsre
19、served.CiscoPublicITE1Chapter621节点所需要的地址节点所需要的地址l主机节点需要如下地址来标识自己Link-Local地址手工或自动配置的单播地址loopback地址“All-Nodes”和“Solicited-Node”及其它所属于的组播地l路由器节点除了以上地址,还要有“Subnet-Router”及路由器上配置的任播地址“All-Routers”组播地址2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter622nIPv6全球单播地址n全球单播地址通常由全球单播地址通常由 48 位全球路由前
20、缀和位全球路由前缀和 16 位子网位子网 ID 组成。各组织可组成。各组织可以使用以使用 16 位子网字段创建自己的本地编址架构。此字段允许组织使用最多位子网字段创建自己的本地编址架构。此字段允许组织使用最多 65,535 个子网。个子网。n目前的全球单播地址由IANA分配,使用的地址范围是从二进制值001(2000:/3)开始,它占全部IPv6地址空间的12.5%,是最大的一块分配地址。2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000-3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF这个前缀中总共包含8192个/16的前缀n目前实际
21、用于IPV6因特网运作的前缀:2001:/16nIANA将2001:/16范围内的IPv6地址空间分配给五家RIR注册机构(ARIN、RIPE、APNIC、LACNIC和AfriNIC)。优势:便于路由聚合优势:便于路由聚合编址层次等级编址层次等级2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter623IPv6 地址管理地址管理n手动接口手动接口 ID 指定指定nRouterX(config-if)#ipv6 address 2001:DB8:2222:7272:72/64nEUI-64 接口接口 ID 指定指定nRout
22、erX(config-if)#ipv6 address 2001:DB8:2222:7272:/64 eui-64n无状态自动配置无状态自动配置n自动配置自动配置 IPv6 地址。设备能在网络中即插即用,帮助减少管理开销。地址。设备能在网络中即插即用,帮助减少管理开销。nDHCPv6(全状态)(全状态)nDHCP 服务器传递配置参数给服务器传递配置参数给 IPv6 节点。节点。所谓无状态自动配置是指在网络中没有所谓无状态自动配置是指在网络中没有DHCP服务器的情况下,允许节点自行配置服务器的情况下,允许节点自行配置IPV6地址的机制。地址的机制。2006CiscoSystems,Inc.All
23、rightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter624配置配置IPV6地址地址n默认情况下,Cisco路由器会禁用IPv6流量转发。要启用接口之间的IPv6流量转发,必须配置全局命令ipv6unicast-routing。nipv6address命令可以配置全局IPv6地址。给接口指定地址时,会自动配置本地链路地址。必须指定完整的128位IPv6地址,或者通过使用eui-64选项指定使用64位前缀2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter625配置配置IPV6地址地址n可以从接口的EUI-
24、64标识符算出最右边的64位主机标识符。n也可以完整地指定整个IPv6地址,然后在接口配置模式下使用ipv6addressipv6-address/prefix-length命令指定路由器接口的地址。2006CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CiscoPublicITE1Chapter626IPv6的地址的地址IPv6的单播地址的单播地址(Unicast Address)全局单播地址例例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58 链路本地地址例例 FE80:E0:F726:4E58站点本地地址例例 FEC0:E0:F726:4E58 站点站
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