第十章:实施IPv6

思科出版社

通过戴安娜Teare和凯瑟琳Paquet

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IPv6报头:这是基本的IPv6报头。
头敌手选择:当使用这个头时,处理所有啤酒花(路由器)包的路径。示例使用路由器警报,包括资源预约协议(RSVP)和组播侦听器发现(MLD)消息(在RFC 2711中定义的,IPv6路由器警告选项IPv6 Jumbograms)和(在RFC 2147中定义的,IPv6 Jumbograms)。
目的地选择头(当使用路由报头):这个头(next-header值= 60)遵循任何敌手选项头,在这种情况下,目的地选择头处理在指定的目的地,也在每个目的地的路由报头。另外,目的地选择头可以按照任何封装安全载荷(ESP)头,在这种情况下,目的地选择头处理只有在最终的目的地。移动IPv6使用这个头时的一个例子。
路由头:这个头(next-header值= 43)用于源路由和移动IPv6。IPv6源列表要访问一个或多个中间节点,在这个头包的目的地。
片段标题:这个头(next-header值= 44)时使用源必须片段一个数据包,大于最大传输单位(MTU)设备本身和目的地之间的路径。片段头用于每一个支离破碎的包。
身份验证头和封装安全载荷头:认证报头(AH) (next-header值= 51)和ESP报头(next-header值= 50)中使用IPsec提供身份验证,数据包的完整性和机密性。这些头IPv4和IPv6是相同的。
上层头:上层(运输)头是典型的头内部使用数据包传输数据。两个主要的传输协议是TCP (next-header值= 6)和UDP (next-header值= 17)。

MTU发现

在IPv4,路由器处理碎片,导致各种各样的处理问题。

IPv6路由器不再执行碎片;相反,一个发现的过程是用来确定最优MTU给定会话期间使用。在这个发现过程中,源IPv6设备试图发送一个数据包的大小是由上指定的IP层,例如,运输和应用程序层。如果设备接收到Internet控制消息协议(ICMP)“包太大”消息,它重新传输MTU发现与一个较小的MTU包;重复这个过程直到设备接收响应,发现包完整无损地运到了。然后设备集的MTU会话。

ICMP数据包太大”消息包含适当的MTU大小的路径。每个源设备跟踪MTU大小为每个会话。通常,跟踪是通过创建一个缓存基于目的地址;然而,它也可以通过使用标签。另外,如果执行基于源代码的路由,MTU大小的跟踪可以通过使用源地址。

发现过程是有益的,因为随着路由路径的变化,一个新的MTU可能更适合。当设备接收一个ICMP数据包太大”消息,它减少MTU大小如果ICMP消息包含一个推荐MTU小于当前MTU的设备。设备执行MTU发现每五分钟是否沿着路径MTU增加了。减少应用程序和传输层为IPv6接受MTU通知从IPv6层。如果由于某种原因这些上层不接受notifica-tions, IPv6有机制片段数据包太大;然而,上层是在鼓励雇主避免发送消息,需要分段。

IPv6地址表示

而不是使用点分十进制格式,IPv6地址被编写为十六进制数字之间用冒号每组四个十六进制数字(16位);我们喜欢称之为“结肠十六进制格式。的格式是x:: x x:: x:: x,在那里x是一个16位十六进制。一个例子地址如下:

2035:0001:2BC5:0000:0000:087C: 0000:000A

关键	IPv6地址格式幸运的是,您可以缩短IPv6地址的书面形式。0领先在每组四个十六进制数字可以省略,和一双冒号(“:”)可以使用,一旦在一个地址,来表示任意数量的连续的0。

例如,前面可以缩短到以下地址:

2035:1:2BC5:: 87 c: 0: A

一个all-0s地址可以写成::。

关键	只允许一对冒号两个冒号(::)在IPv6地址只可以使用一次。这是因为一个地址解析器标识缺失的数量由分离两部分并输入0 0到128位完成。如果两个:符号放置在地址,就没有办法确定0的每个块的大小。

类似于IPv4子网掩码可以写成一个前缀(例如,/ 24),IPv6使用前缀来表示网络或子网的比特数。

注意:十六进制数字的A, B, C, D, E, F在IPv6地址是大小写不敏感的。

IPv6地址类型

以下是三个主要类型的IPv6地址:

单播类似一个IPv4单播地址,IPv6单播地址是一个接口。一个包,发送一个单播地址的接口被地址。当前定义的两种类型的单播地址是全球aggregatable(也称为全球单播)和链接。在IPv4,子网前缀在IPv6与一个链接。IPv6单播地址空间包含整个IPv6地址范围,除了FF00:: / 8范围(地址从二进制1111 1111),用于多播地址。
Anycast——IPv6 anycast地址是一种新型的地址分配给一个集的接口不同的设备;一个anycast地址标识多个接口。一个数据包发送一个anycast地址去最亲密的接口(取决于所使用的路由协议)anycast确定的地址。因此,所有节点具有相同anycast地址应该提供统一的服务。的例子当anycast地址可以使用负载平衡和内容交付服务。
Anycast地址语法区别全球单播地址,因为Anycast从全球单播地址分配地址空间。
Anycast地址不能被用作IPv6数据包的源地址。
多播——IPv6多播地址标识一组接口在不同的设备上。数据包发送到一个多播地址是送到所有的多播地址标识的接口。多播地址在IPv6的范围大于在IPv4,在可预见的未来,IPv6多播组分配不是有限的。

在IPv4,广播导致许多问题,包括在网络上的每台计算机生成中断,在某些情况下引发故障,被称为广播风暴,它可以完全停止整个网络。

关键	IPv6没有广播地址在IPv6广播不存在;广播多播和anycast替换。

多播支持高效的网络操作通过使用一些特定的多播组发送请求数量有限的计算机网络。多播组阻止大多数IPv4的广播风暴问题。

关键	IPv6接口可能有多个地址单个接口可以转让任何类型的多个IPv6地址(anycast,单播和多播)。每个启用ipv6接口必须包含至少一个回路(::1/128)和一个链接地址。可选地,一个接口可能有多个独特的本地和全局地址。

接口标识符在IPv6地址

在IPv6,链接是一个网络中,网络节点使用链路层通信。接口标识符(id)在IPv6地址是用来确定一个特定的接口在一个链接。他们也可能被认为是IPv6地址的主机部分”。接口id必须是唯一的一个链接,也可以是唯一的在一个更广泛的范围。派生接口标识符时直接从数据链路层地址的接口,这个标识符的范围被认为是普遍的(全球)。

接口标识符总是64位和动态创建基于2层媒体和封装。

IPv6是定义在大多数当前的数据链路层,包括表1所示。

表10 - 1的链路层支持IPv6

以太网¹

点对点协议(PPP)¹

高级数据链路控制(为)¹

光纤分布式数据接口(FDDI)

令牌环

附加资源计算机网络(ARCNET)

Nonbroadcast多路存取(NBMA)

异步传输模式(ATM)²

帧中继³

IEEE 1394⁴

¹链路层支持思科。

²思科只支持ATM永久虚拟电路(PVC)和ATM局域网仿真(车道)。

³思科仅支持帧中继pvc。

⁴一个高性能串行总线标准,支持高达800 Mbps的数据传输速率(IEEE 1394 b)。

数据链路层定义了IPv6接口标识符创建和邻居发现如何处理数据链路层地址解析。rfc描述IPv6的行为,在每一个特定的数据链路层,但思科IOS软件并不支持。

关键	以太网接口标识符以太网的接口ID使用基于媒体访问控制(MAC)地址的接口和扩展通用标识符64位(行- 64)格式。行- 64格式接口ID来源于48比特位链路层之间插入十六进制数FFFE MAC地址上三个字节(组织唯一标识符(是的)字段)和下3个字节(供应商代码或序列号字段)的链路层地址。高阶字节的第七位设置为1(相当于IEEE G / L比特)来表示唯一性的48比特位地址。

这个过程中说明了图的纯。

图的纯

行,IPv6接口标识符- 64格式

第七位IPv6接口标识符被称为通用/当地(U / L)。这个标识是否这个接口标识符是当地独特的还是全局惟一的联系。创建接口标识符时从一个以太网MAC地址,假设MAC地址普遍是独一无二的,因此,界面统一的惟一标识符。U / L的目的是为未来使用由上层协议来唯一地标识一个连接,即使在变化的背景下最左边的地址的一部分。然而,这个特性还没有使用。

第八位在IPv6接口标识符,也被称为“G”,是团体/个人位管理组。

因为隐私和安全问题,主机可能创建一个随机接口标识符使用MAC地址作为基础。这被认为是隐私扩展,因为没有它,创建一个接口标识符从MAC地址允许跟踪活动的连接。微软Windows XP是目前唯一已知的实现这个功能,他更愿意使用这个地址为即将离任的通信,因为地址寿命很短,将定期再生。这个过程是在RFC 3041中定义的,IPv6隐私扩展的无状态地址自动配置。

IPv6全球单播地址

IPv6寻址体系结构是在RFC 4291中定义的。

关键	全球IPv6 Aggregatable单播地址全球IPv6 aggregatable单播地址,也被称为IPv6全球单播地址,相当于IPv4全球单播地址。

全球单播地址是IPv6地址从全球单播前缀。全球单播地址的结构使聚合路由前缀,以便在全球路由表条目的数量可以减少路由表。全球单播地址用于链接聚合向上通过组织,最终是互联网服务提供商,如所示图10 - 6。这提供了更高效和可扩展路由在互联网,和改进的带宽和用户流量的功能。

图10 - 6

IPv6的更大的地址空间使地址聚合

全球单播地址通常由一个全球路由前缀48比特位,16位子网ID,和一个64位的接口ID(通常是64行,格式),见中的示例图10-7。

子网ID可以通过各个组织确定子网和创建自己的本地解决层次结构。这个字段允许一个组织使用多达65536个单独的子网。

图10-7

IPv6全球单播地址的例子

地址前缀2000::通过E000 / 3(001年二进制)::/ 3(二进制111),不包括FF00:: / 8[二进制1111 1111]多播地址,需要有64位行- 64格式的接口标识符。

当前全球单播地址分配的互联网地址分配机构(IANA)使用地址的范围从二进制值001 (2000::/ 3)。这是八分之一的IPv6地址空间和是最大的块分配地址。

IANA分配是IPv6地址空间范围的2001::/ 16到注册中心。

现在废弃RFC 2374,一个IPv6 Aggregatable全球单播地址格式,全球路由前缀包括另外两个分层结构化字段称为顶级聚合器和层次聚合器。因为这些领域政策基础,IETF rfc决定删除字段。然而,一些现有的IPv6网络部署在早期可能仍然使用网络基于旧的体系结构。(RFC 2374现在已经被取代,RFC 3587,IPv6 Aggregatable全球单播地址格式。)