IPv6培訓目標學完本課程后，您應該能：分析IPv6地址的特點比較IPv6和IPv4地址的區別描述IPv6地址分配方式分析IPv6報文結構分析IPv6與IPv4報文的差異性Page1目錄IPv6地址產生背景介紹IPv6地址結構與格式IPv6地址類型IPv6報文結構上機實驗Page2目錄IPv6地址產生背景介紹IPv6地址結構與格式IPv6地址類型IPv6報文結構上機練習Page3互聯網面臨的挑戰挑戰之一挑戰之二挑戰之三挑戰之四挑戰之五挑戰之六需要更大的通信能力，使人們擁有更多有價值的服務和應用IPv4剩余可分配地址嚴重不足，影響互聯網深度發展“盡力而為”服務，質量沒有保證網絡安全保護能力有限，存在隱患數字鴻溝擴大，互聯網普及受阻如何推陳出新，提供更有價值的服務，避免走入死胡同Internet誰來拯救互聯網，誰可堪當重任，IPv4、IPv6、還是其他？Page4IPv4網絡現狀IP地址瀕臨枯竭，且分配不合理核心路由表迅猛膨脹，路由器負荷加重IPv4對QoS支持不夠好互聯網安全性很差？兩年后。。。IP地址真的會枯竭嗎？互聯網無限美好的時代是否會結束？網絡大擁堵、斷網潮真的會來臨嗎？我們怎么辦？可否寄望于IPv6Page5為什么使用IPv6幾乎無限的地址空間簡單是美擴展為先層次劃分即插即用QoS保證移動便捷貼身安全幾乎無限的地址空間，全世界的每一粒沙子都會有相對應的一個IP地址

簡化固定報文頭，提高效率靈活的擴展報頭，協議易擴展地址格式更具層次性，便于路由聚合無狀態自動配置，實現即插即用網絡層的IPSec認證與加密，端到端安全新增流標記域，提供QoS保證有效支持移動網絡、實時通信Page6目錄IPv6地址產生背景介紹IPv6地址結構與格式IPv6地址類型IPv6報文結構上機練習Page7地址空間為什么IPv6協議的地址長度是128位？芯片設計中數值的表示是全用“0”、“1”代表，CPU處理字長發展到現在分別經歷了4位、8位、16位、32位、64位等當數據能用2的指數次冪字長位的二進制數表示時，CPU對數值的處理效率最高IPv4地址對應的是32比特字長就是因為當時的互聯網上的主機CPU字長為32位從處理效率和未來網絡擴展性上考慮，將IPv6的地址長度定為128位是十分合適的IPv6的128位地址是一個什么概念？共有2的128次方冪個不同的IPv6地址，也就是全球可分配地址數約為340萬億萬億萬億個。若按土地面積分配，每平方厘米可獲得2.2×1020個地址。地球上每一粒沙子都會有一個IP地址。Page8IPv6地址結構IPv6的地址結構延續了IPv4的地址模型。同時，多個不同的子網前綴可以同時賦予到同一條鏈接上。IPv6地址=前綴+接口標識前綴：相當于IPv4地址中的網絡ID。接口標識：相當于IPv4地址中的主機ID。例如，全球單播地址2001:a304:6101:0001:5ed9:98ff:feca:a298，IPv6前綴為2001:a304:6101:0001，接口標識為5ed9:98ff:feca:a298。Page9地址結構（續）接口MAC地址IPv6全球單播地址Page10IPv6地址前綴分類地址前綴分類二進制表示方式IPv6表示方式未指定地址00…0(128比特)::/128環回地址00…1(128比特)::1/128組播地址11111111ff00::/8鏈路本地地址1111111010fe80::/10IPv6Internet00100000000000012001::/166to4隧道00100000000000102002::/166bone00111111111111103ffe::/16Page11IPv6地址書寫格式（1）首選格式。首選格式表示為x:x:x:x:x:x:x:x，其中“x”是由4個十六進制數組成，例如abcd:ef01:2345:6789:abcd:ef01:2345:6789或2001:db8:0:0:8:800:200c:417a。需要注意的是，每段中的十六進制數若以零開頭，則開頭的連續零可以省略。但是，每段中必須至少保留一個十六進制數。Page12IPv6地址書寫格式（續）（2）壓縮格式。基于地址分配方式的不同，某些IPv6地址將會含有較長的連續“0”部分。為了讓這樣的IPv6地址更易于表示，采用符號“::”來表示IPv6地址中任一連續“0”的部分，從而壓縮了IPv6地址的長度。要注意的是，符號“::”在某一IPv6地址中只能出現一次。Page13首選格式壓縮格式地址類型2001:db8:0:0:8:800:200c:417a2001:db8::8:800:200c:417a單播地址ff01:0:0:0:0:0:0:101ff01::101組播地址0:0:0:0:0:0:0:1::1環回地址0:0:0:0:0:0:0:0::未指定地址IPv6地址書寫格式（續（3）內嵌IPv4地址的格式。當IPv4向IPv6進行過渡時，往往需要處理這兩種地址的轉換。此時，內嵌IPv4地址的格式將顯得更為有效。具體格式是x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，其中“x”是由4個十六進制數組成的，“d”是由十進制數組成的，與IPv4地址的表示一致。Page14內嵌IPv4地址的格式壓縮格式0:0:0:0:0:0:13.1.68.3::13.1.68.30:0:0:0:0:ffff:129.144.52.38::ffff:129.144.52.38目錄IPv6地址產生背景介紹IPv6地址結構與格式IPv6地址類型IPv6報文結構上機練習Page15地址類型標識多個接口，目的為組播地址的報文會被送到被標識的所有接口標識多個接口，目的為任播地址的報文會被送到最近的一個被標識接口，最近節點是由路由協議來定義的標識一個接口，目的為單播地址的報文會被送到被標識的接口單播地址組播地址任播地址Page16單播地址(1/3)Page17IPv6單播地址的接口ID規約那些前三個BIT不以000開頭的單播地址，其接口ID必須為64個bit位那些前三個BIT以000開頭的單播地址，其接口ID的bit位個數沒有這樣

的限制(例如IPv4兼容地址)IPv6單播地址主要分為7類未指定地址環回地址全球單播地址內嵌IPv4地址的IPv6地址鏈路本地地址站點本地地址（目前已經被唯一本地地址取代）唯一本地地址全球單播地址GUA格式NSAP映射的IPv6地址單播地址(2/3)未指定地址全0，表示為::/128僅用于接口沒有分配地址時作為源地址在重復地址檢測中出現含有未指定地址的包不會被轉發環回地址表示為::1/128表示自己，如同IPv4中的127.0.0.1Page18全球路由前綴子網ID接口ID已分配的全球路由前綴2001::/16IPv6Internet2002::/166to42003::/163ffd::/16未指定3ffe::/166bone0000001RFC45487位121位單播地址(3/3)Page19內嵌IPv4地址的IPv6地址IPv4兼容IPv6地址：用于IPv4兼容IPv6自動隧道IPv4映射IPv6地址：用于IPv6表示IPv4地址本地使用的IPv6地址LLA鏈路本地地址：在本地鏈路中使用唯一本地地址：相當于IPv4網絡中的私網地址ULA00000IPv480位16位32位0ffffIPv480位16位32位0接口ID111111101064位L接口ID64位1111101子網ID16位10位54位7位GroupID1位40位多播地址Flags最高位：必須為0T:0:表示永久的組播地址;1:表示非永久的組播地址P:0:表示非基于單播前綴的組播地址；1:表示基于單播前綴的組播地址，此時T必須為1R:0:表示非內嵌RP的組播地址；1:表示內嵌RP的組播地址，此時T，P必須為1Scope0001：本地接口范圍，單個接口范圍有效，僅用于Loopback0010：本地鏈路范圍0100：本地管理范圍，管理員配置的0101：本地站點范圍1000：本地組織范圍，屬于同一個組織的多個站點范圍1110：全局范圍GroupID組播組ID舉例：FF00::至FF0F::為保留組播地址，不允許被分配所有節點地址：FF01::1、FF02::1所有路由器地址：FF01::2、FF02::2、FF05::2被請求節點地址：FF02::1:FFXX:XXXX，其中X代表被請求節點單播地址的低24bitRFC4291嵌入式RP：RFC3306/RFC3395Page20任播地址代表一組接口，但是發往任播的報文只會被發送到最近的一個接口任播地址與單播地址使用相同的地址空間，因此任播與單播的表示無任何區別；配置時須明確表明是任播地址，以此區別單播和任播子網路由器任播地址：發往該任播地址的報文會被發到該子網所有路由器中離得最近的一個，地址格式如下：子網前綴0n位128-n位Page21目錄IPv6地址產生背景介紹IPv6地址結構與格式IPv6地址類型IPv6報文結構上機練習Page22IPv6報文構成IPv6報文一般由三個部分組成：基本報頭：包括報文轉發的基本信息，路由器通過基本報頭解析就能完成絕大多數的報文轉發任務擴展報頭：包括一些擴展的報文轉發信息，該部分不是必需的，也不是每個路由器都需要處理，一般只有目的路由器（或者主機）才處理擴展報頭上層協議數據單元：一般由上層協議報頭和它的有效載荷構成，該部分與IPv4的上層協議數據單元沒有任何區別Page23將所有可選字段移出IPv6報頭，或刪除或置于擴展報頭中服務類型、傳輸協議和生存時間3個域的名稱或部分功能被改變新增加了1個域，即流標簽固定的基本報頭長度（40字節），故不需要消耗過多的內存容量Page24IPv4報頭IPv6報頭IPv6基本報頭擴展報頭類型：

逐跳選項報頭路由報頭分段報頭目的選項報頭認證報頭封裝安全凈載報頭版本0312流標簽31流量類型有效負載長度源地址411下一報頭下一報頭跳段數限制目的地址擴展報頭1下一報頭擴展報頭2Page25IPv6擴展報頭目錄IPv6地址產生背景介紹IPv6地址結構與格式IPv6地址類型IPv6報文結構上機練習Page26IPv6上機實驗(1/4)實驗任務：如圖，兩臺路由器通過GE接口直接相連，給接口配置不同類型的IPv6地址，驗證它們之間的互通性。其中EUI-64網絡地址為3001::/64，全球單播網絡地址為2001:12::/64。實驗拓撲Page27IPv6上機實驗(2/4)實驗目的：（1）復習IPv6基本原理。（2）熟悉IPv6地址配置命令、IPv6基本維護命令。（3）掌握IPv6基本配