TCP/IP（3）——IPV6
目錄
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IPV6地址的表示形式
IPV6地址類型
單播地址
本地鏈路地址
未指定地址
環回地址
兼容地址（內嵌IPv4地址的IPv6地址）
組播地址
指定地址
重點要知道的IPV6和IPV4的報文格式的區別
每個字段的含義
IPv6包頭去掉的部分
如何通過下一個首部來構造報文
分片的實例和路由選擇的實例
分片：
路由選擇：
IPV6過渡技術：
雙協議棧（Dual Stack）
隧道技術（Tunnel）：封裝
網絡地址轉換協議 NAT-PT（Network Address Translation Translation）
ISATAP基本的概念（如何使用）
重點總結：
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IPV6地址的表示形式
- IPV6地址=前綴+接口標識? ? ? 前綴長度用/XX表示? ? ? ? ? ? ? ? ? e.g:2001:410:0:1::45ff/60
- 前綴：網絡ID
- 接口標識：主記ID，一般64位
IPV6地址類型
IPV6可以分為
?少了廣播，用任播替代，減少了無用主機收到數據的消耗。
- 沒有定義廣播地址，縣里開大會，只同時通知了A村、B村、C村參加就是組播；同時通知了所有的村子參加就是廣播了！
單播地址
本地鏈路地址
單播本地鏈路地址：只能在連接在同一本地鏈路的節點之間使用；?
IPv6本地鏈路地址前綴：FE80::/10
當在一個節點上啟用IPv6時，節點的每個接口自動配置一個本地鏈路地址；
- 本地鏈路地址自動生成方法： 自動將48bit的以太網MAC地址擴展成64bit，再掛在一個 64bit的前綴后面，組成一個IPV6地址
未指定地址
- 全0，表示為 ::/128；
- 僅用于接口沒有分配地址（IP）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127.0.0.1
兼容地址（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
組播地址
指定地址
- FF02::1 ? ? 在本地鏈路范圍內的所有節點 （PC）
- FF02::2 ? ? 在本地鏈路范圍內的所有路由
重點要知道的IPV6和IPV4的報文格式的區別
每個字段的含義
IPv6包頭去掉的部分
- 包頭長度：IPv6包頭為固定長度的40個字節基本包頭和擴展包頭
- 標示、標志和偏移字段：網絡中的中間路由器不再處理分段，只在產生數據包的源節點處理分段
- 包頭校驗和：由鏈路層和傳輸層都有校驗和，對IPv6而言， UDP的校驗和是必需的
- 選項和填充：選項由擴展包頭處理，填充字段也去
IPV6拓展首部的優點：將原來IPV4中的選項部分都放在拓展首部，中間路由器不處理拓展首部（逐跳選項擴展首部除外），大大提高路由器效率
如何通過下一個首部來構造報文
- 解釋：IPV6通過基本首部的下一個首部字段指向擴展首部
- 有效負載是除了基本首部外擴展首部加上TCP/UDP首部和數據部分。
在 RFC 2460 中定義了六種擴展首部： ? 逐跳選項 ? 路由選擇 ? 分片 ? 鑒別 ? 封裝安全有效載荷 ? 目的站選項
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分片的實例和路由選擇的實例
分片：
IPV6把分片限制為由源站來完成。源站可以采用最小MTU（1280bytes）或者在發送數據之前完成路徑最大傳送單元發現(Path MTU Discobvery)來確定路徑的最小MTU。
若源站分片，則加上分片擴展首部，格式如下：
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源數據中，分為不可分片部分和可分片部分。
- 不可分片部分為IPV6首部，以及中間節點需要處理的擴展首部（源路由選擇 首部 前面的擴展首部）
例如：Hop-by-hop?逐跳首部、源路由選擇擴展首部
- 可分片部分為原分組目的節點處理的擴展首部與上層協議數據包
分片實例:
路由選擇：
作用：指明在到達目的節點之前必須經過的路由節點。
路由選擇擴展首部如下:
剩余路由段從0開始，最大為23；n最大值為23。
?源節點發送分組時，將首部的目的地址字段，設置為地址向量表中的第一個地址。
?該分組一直被轉發，直到到達第一個節點，即目的 地址指定的節點。只有該路由器才檢查源路由選擇 擴展首部，沿途的該路由器之前的路由器都忽略源 路由選擇擴展首部。
路由選擇例子：
解釋：目的地址都是下一跳路由，中間節點通過剩余路由段數知道下一跳路由節點IP。
傳輸過程中，IPv6首部中的目的地址和地址向量表中的地址進行交換
IPV4和IPV6處理路由選擇時的區別：
- IPV4每一個路由器都檢查選項中的路由選擇。
- IPV6只有在IP地址和目的地址字段中的地址一致的時候，才查看處理。
IPV6過渡技術：
目前，成熟的技術主要有以下三種：
下面介紹每一個過渡方式它的優缺點以及基本的原理
雙協議棧（Dual Stack）
設備同時支持IPV4與IPV6協議
隧道技術（Tunnel）：封裝
IPv6隧道將IPv6報文封裝在IPv4報文中，穿越IPv4網絡進行通信，它要求隧道兩端的網絡設備能夠支持雙棧協議
隧道技術可分別以第2層或第3層隧道協議為基礎：
PPTP（點對點隧道協議）、L2TP（第二層隧道協議）和L2F（第2層轉發協議）都屬于第2層隧道協議，是將用戶數據封裝在點對點協議（PPP）幀中通過互聯網發送。
IPIP（IP over IP）以及IPSec隧道模式屬于第3層隧道協議，是將IP包封裝在附加的IP包頭中，通過IP網絡傳送。
網絡地址轉換協議 NAT-PT（Network Address Translation Translation）
可以類比IPV4中的NAT，詳情:NAT百度百科
不過，NAT是端口多路復用（映射），而NAT-PT是通過NAT-PT網關實現IPV6到IPV4的映射。
實例:
解釋：
ISATAP基本的概念（如何使用）
ISATAP是一種非常容易部署的基于隧道的IPV6過度機制，只需要支持V4/V6雙棧的PC（左）和ISATATP路由器（右）即可實現對IPV6資源的訪問。
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圖解：
?IANA(The Internet Assigned Numbers Authority,互聯網數字分配機構)
分配給ISATAP主機和路由器各自一個接口標識
- 主機是0200：5EFE+原IPV4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖中是0200:5EFE:1.1.1.1 即0200:5EFE:0101:0101
- 路由器是0000：5EFE+原IPV4? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖中是0000:5EFE:2.2.2.2 即0000:5EFE:0202:0202
則原理就是在IPV4中創建一個ISATAP隧道，主機發送請求后，路由將自己的IPV6(全球單播地址)的/64前綴發給主機，使用前綴+”特殊的接口標識“來構造IPV6地址。之后就可以將IPV6資源訪問報文放在IPV4的包中，轉發給ISATAP路由器之后再由ISATAP路由器解封轉，轉發給IPV6目的主機。
重點總結：
① IPv6地址長度128位，支持自動無狀態配置，無廣播地 址，以組播地址替代；
② IPv6數據報采用固定長度、固定格式，長度為40字節； 通過擴展頭來擴充數據報內容。去掉了頭長度、標志、 偏移、校驗和等非必須字段；
③ IPv6過渡技術主要包括雙棧技術、隧道技術和地址轉換 技術，需了解地址轉換技術NAT-PT、ISATAP的基本原 理和過程
總結
以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP（3）——IPV6的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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