第十七章:IP版本

思科出版社

全球单播寻址,路由和子网:本节将介绍unicast IPv6地址、IPv6路由和使用IPv6子网背后的概念,所有这些都与IPv4相比较。

IPv6协议和寻址:本节研究与IPv6结合使用的最常见协议。

配置IPv6路由和路由协议:本节介绍如何在Cisco路由器上配置IPv6路由和路由协议。

IPv6过渡选项:本节解释从IPv4迁移到IPv6的一些选项。

IP version 6 (IPv6), IPv4的替代协议,由于几个原因而广为人知。IPv6通过使用一个大约10位的128位地址,为全球互联网中耗尽IPv4地址的问题提供了最终解决方案38总地址,而不是仅仅的(近似的)4*109在IPv4的地址总数。然而,IPv6的已经十多年,最终的长期解决方案,部分原因是因为临时解决方案,包括网络地址转换/端口地址转换(NAT / PAT),已经谢天谢地推迟了一天,这是我们真正的公众用完单播IP地址。

本章主要关注IPv6寻址和路由,部分原因是最终迁移到IPv6的主要动机是为了缓解IPv4的地址限制。本章还简要介绍了IPv6的其他一些特性,并解释了需要IPv6的一些原因。

“我已经知道了吗?”Quiz

“我已经知道这个了吗?”测试可以让你评估你是否应该阅读整个章节。如果你在这9个自我评估问题中只漏掉了一个,你可能想要进入“考试准备任务”部分。表丹麦队lists the major headings in this chapter and the "Do I Know This Already?" quiz questions covering the material in those headings so that you can assess your knowledge of these specific areas. The answers to the "Do I Know This Already?" quiz appear in Appendix A.

表丹麦队“我已经知道了吗?”基金会的主题部分-to-Question Mapping

基金会的主题部分

问题

全局单播寻址、路由和子网

1、2

IPv6协议和寻址

3-5

配置IPv6路由和路由协议

6 - 8

IPv6过渡选项

9

  1. 以下哪个组织最有可能使企业获得IPv6全局单播IP地址块的管理分配?

    1. ISP

    2. 互联网名称与数字地址分配机构

    3. 一个RIR

    4. 全局单播地址不是由外部组织管理分配的。

  2. 以下哪个是fe80: 00:00: 00:00:0100: 00:00: 00:00: 00:00:0123的最短有效缩写?

    1. FE80:: 100:: 123

    2. FE8 :: 1 :: 123

    3. FE80:: 100:0:0:0:123:4567

    4. FE80:0:0:100:: 123

  3. 下列哪个选项列出了多播IPv6地址?

    1. 2000 :: 1:1234:5678:9ABC

    2. FD80: 1:1234:5678:9ABC

    3. FE80:: 1:1234:5678:9ABC

    4. FF80: 1:1234:5678:9ABC

  4. 以下哪个答案列表或者一个协议或功能,可以通过一台主机动态学习自己的IPv6地址被使用的?

    1. 有状态的DHCP

    2. 无状态DHCP

    3. 无状态自动配置

    4. 邻居发现协议

  5. 下列哪项帮助IPv6主机了解其子网上的默认网关的IP地址?

    1. 有状态的DHCP

    2. 无状态的RS

    3. 无状态自动配置

    4. 邻居发现协议

  6. 以下哪个是支持IPv6的路由协议?

    1. RIPng

    2. RIP-2

    3. OSPFv2

    4. OSPFv3

    5. OSPFv4

  7. 在下面的配置中,这个路由器的Fa0/0接口的MAC地址是4444.4444.4444。该接口将使用以下哪个IPv6地址?

  8. ipv6 unicast-routing ipv6路由器rip tag1接口FastEthernet0/0 ipv6地址3456::1/64
    1. 3456::C444:44FF: FE44:4444

    2. 3456::4444:44FF: FE44:4444

    3. 3456::1

    4. FE80:: 1

    5. FE80:: 6444:44FF: FE44:4444

    6. FE80:: 4444:4444:4444

  9. 在前一个问题的配置文本中,RIP没有处理接口Fa0/0。以下哪个配置命令可以在Fa0/0上启用RIP ?

    1. 网络3456::/ 64

    2. 网络3456 :: / 16

    3. 网络3456::1/128

    4. IPv6的rip启用

    5. IPv6的把标签1启用

  10. 以下哪项IPv4到IPv6的过渡方法允许仅IPv4主机与IPv6主机通信?

    1. 双栈

    2. 6 to4隧道

    3. ISATAP隧道

    4. NAT-PT

基础的话题

世界已经发生了巨大变化,在过去10 - 20年,一般的增长和互联网的成熟和网络技术的结果。二十年前,没有全球性的网络存在到一般民众可以轻松连接。十年前,公共互联网已发展到那里的人在世界大部分地区可以连接到互联网的地步,但大部分互联网用户是更熟悉电脑的人。如今,几乎每个人都似乎有机会,通过他们的个人电脑,手持设备,电话,甚至冰箱。

最终迁移到IPv6可能会因需要更多的地址来驱动。几乎每一个手机支持上网流量,需要使用一个IP地址。大多数新车有能力获取和使用的IP地址,无线通信一起,允许汽车经销商当汽车的诊断查出问题与汽车联系客户。一些制造商已经接受了想法,他们所有的设备必须支持IP。

除了对IPv4地址需求的增长,来自政府机构的指令也会推动对IPv6的需求。在撰写本文时,美国政府已经在2008年设定了一个日期,所有政府机构都应该在其核心IP网络中运行IPv6。这样的举措可以帮助推动IPv6的采用。

虽然网络可能迁移到IPv6的两个最大原因是需要更多的地址和来自政府组织的命令,但至少IPv6包括一些有吸引力的功能和迁移工具。其中一些优点如下:

  • 地址分配功能:IPv6的地址分配允许更容易地重新编号,动态分配和地址的复苏,美观大方等特点为移动设备走动,并保持他们的IP地址(从而避免关闭并重新打开的应用程序)。

  • 聚合:IPv6巨大的地址空间使得互联网中地址块的聚合更加容易。

  • 不需要NAT/PAT:在所有设备上使用公开注册的唯一地址消除了对NAT/PAT的需要,这也避免了一些由NAT引起的应用层和VPN-tunneling问题。

  • IPsec:IPsec可以与IPv4和IPv6一起工作,但是它在IPv6主机上是必需的,所以您可以根据VPN隧道的需要依赖对IPsec的支持。

  • 头的改进:虽然它看起来像一个小问题,IPv6报头改善与IPv4相比几件事情。特别是,路由器不需要重新计算报头校验为每个数据包,减少每个分组的开销。此外,报头包括流标签,其允许容易地识别发送的相同的单个TCP或用户数据报协议(UDP)连接的数据包。

  • 转换工具:正如本章最后一个主要部分所述,IPv6有许多工具来帮助从IPv4过渡到IPv6。

从IPv4到IPv6的全球迁移将不是一个事件,甚至不是日历上的一年。相反,这将是一个漫长的过程,一个已经开始的过程。网络工程师越来越需要更多地了解IPv6。本章涵盖了IPv6的基础知识,最后讨论了生活在IPv4和IPv6可能共存很长一段时间的世界中的一些问题。


注意-信息周刊(http://www.informationweek.com)发表了一篇关于需要迁移到IPv6的有趣文章,大约在这本书完成的时候。要查看这篇文章,可以在网站上搜索这篇文章“即将到来的Internet地址短缺”。


全局单播寻址、路由和子网

其中一个最初的设计目标为互联网是所有组织都注册并分配一个或多个公共IP网络(A类,B类或C)。通过注册使用使用该网络由编号当局放心,没有任何其他公司或机构,在全球将是网络中使用的地址特定的公用网络号,公司或组织。其结果是,在世界上的所有主机将有全球唯一的IP地址。

从Internet基础设施的角度来看,特别是防止Internet路由器的路由表变得太大的目标,为每个组织分配整个网络在一定程度上有所帮助。Internet路由器可以忽略所有子网,而为每个类网络提供路由。例如,如果一个公司注册并分配了B类网络128.107.0.0/16,Internet路由器只需要一条路由就可以连接整个网络。

随着时间的推移,互联网迅猛增长。很明显由90年代初的东西都做,或者互联网的增长将陷于停顿时,所有的公共IP网络被分配,并没有更多的存在。此外,IP路由网络中的路由器表已成为这一天的路由器技术太大。所以,互联网社区共同合作,拿出既一些短期和长期的解决两个问题:公网地址的短缺和路由表的大小。

短期解决方案包括一个更智能的公共地址分配策略,其中公共地址不只是作为a、B和C类网络分配,而是作为更小的细分(前缀)分配,从而减少了浪费。此外,通过更智能地分配地址范围,减少了Internet路由表的增长。例如,分配C类网络,从198年开始,只有一个特定的互联网服务提供商(ISP)在一个特定的世界的一部分允许其他ISP使用一个路由198.0.0.0/8-in——换句话说,所有地址从198年开始,而不是一个路线的65536种不同的C类网络,从198年开始。最后,NAT/PAT通过允许一个典型的家庭或小型办公室只使用一个公共IPv4地址取得了惊人的结果,极大地减少了对公共IPv4地址的需求。

这两个问题的最终解决方案是IPv6的。IPv6地址的数量之多,需要的地址耗尽问题的关心。已经在使用的IPv4的地址分配政策进行了细化,并应用到IPv6,具有良好的效果保持的IPv6路由在互联网路由器小表的大小。以下部分提供的这两个问题进行了一般性讨论,特别是如何全球单播地址,与如何分配IPv6地址前缀,有助于在全球互联网路由良好的行政选择一起。这些部分订立IPv6中子网划分的讨论。

用于高效路由的全局路由聚合

当IPv6在20世纪90年代初被定义的时候,很明显,关于如何分配公共IPv4地址空间的深思熟虑的选择可以通过保持它们的路由表更小来帮助提高互联网路由器的效率。通过遵循这些经验教训,IPv6公共IP地址分配可以使更有效的路由,因为互联网迁移到IPv6。

IPv6的地址分配策略是优雅的,但简单,大致可以归纳如下:

  • 公共IPv6地址按主要地理区域分组(数字上)。

  • 在每个区域内,地址空间被该区域内的ISP进一步细分。

  • 在区域内的每个ISP中,地址空间进一步细分为每个客户。

处理IPv6地址分配的组织与处理IPv4地址分配的组织相同。国际互联网公司(ICANN)http://www.icann.org)拥有过程。ICANN为每个区域互联网注册中心(RIR)分配一个或多个IPv6地址范围,发布时存在五个IPv6地址范围,大致覆盖北美、中美洲/南美洲、欧洲、亚洲/太平洋和非洲。然后,这些rir将其分配的地址空间细分为更小的部分,将前缀分配给不同的isp和其他较小的注册中心,而isp则将更小的地址范围分配给它们的客户。


注意-互联网分配数字管理局(IANA)以前拥有地址分配过程,但它已过渡到ICANN。


IPv6全球地址分配计划导致更有效的路由,如图所示图丹麦队。图中显示了一个虚构的公司(Company1),它已经被一个虚构的ISP分配了IPv6前缀NA-ISP1(代表北美ISP number 1),图中列出了美国的Internet number注册表(ARIN),这是北美的RIR。

图丹麦队

IPv6全球路由的概念视图

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