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IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫,其中Internet Protocol譯為“互聯網協議”。IPv6是IETF(互聯網工程任務組,Internet Engineering Task Force)設計的用于替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP協議
IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫,其中Internet Protocol譯為“互聯網協議”。IPv6是IETF(互聯網工程任務組,Internet Engineering Task Force)設計的用于替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP協議,號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個網址。
由于IPv4最大的問題在于網絡地址資源有限,嚴重制約了互聯網的應用和發展。IPv6的使用,不僅能解決網絡地址資源數量的問題,而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙
IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫,其中Internet Protocol譯為“互聯網協議”。IPv6是IETF(互聯網工程任務組,Internet Engineering Task Force)設計的用于替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP協議,號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個網址。
由于IPv4最大的問題在于網絡地址資源有限,嚴重制約了互聯網的應用和發展。IPv6的使用,不僅能解決網絡地址資源數量的問題,而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙
地址配置協議
IPv6使用兩種地址自動配置協議,分別為無狀態地址自動配置協議(SLAAC)和IPv6動態主機配置協議(DHCPv6)。SLAAC不需要服務器對地址進行管理,主機直接根據網絡中的路由器通告信息與本機MAC地址結合計算出本機IPv6地址,實現地址自動配置;DHCPv6由DHCPv6服務器管理地址池,用戶主機從服務器請求并獲取IPv6地址及其他信息,達到地址自動配置的目的。
一、無狀態地址自動配置
無狀態地址自動配置的核心是不需要額外的服務器管理地址狀態,主機可自行計算地址進行地址自動配置,包括4個基本步驟:
1. 鏈路本地地址配置。主機計算本地地址。
2. 重復地址檢測,確定當前地址唯一。
3. 全局前綴獲取,主機計算全局地址。
4. 前綴重新編址,主機改變全局地址。
二、IPv6動態主機配置協議
IPv6動態主機配置協議DHCPv6是由IPv4場景下的DHCP發展而來。客戶端通過向DHCP服務器發出申請來獲取本機IP地址并進行自動配置,DHCP服務器負責管理并維護地址池以及地址與客戶端的映射信息。
DHCPv6在DHCP的基礎上,進行了一定的改進與擴充。其中包含3種角色:DHCPv6客戶端,用于動態獲取IPv6地址、IPv6前綴或其他網絡配置參數;DHCPv6服務器,負責為DHCPv6客戶端分配IPv6地址、IPv6前綴和其他配置參數;DHCPv6中繼,它是一個轉發設備。通常情況下。DHCPv6客戶端可以通過本地鏈路范圍內組播地址與DHCPv6服務器進行通信。若服務器和客戶端不在同一鏈路范圍內,則需要DHCPv6中繼進行轉發。DHCPv6中繼的存在使得在每一個鏈路范圍內都部署DHCPv6服務器不是必要的,節省成本,并便于集中管理 。
路由協議
IPv4初期對IP地址規劃的不合理,使得網絡變得非常復雜,路由表條目繁多。盡管通過劃分子網以及路由聚集一定程度上緩解了這個問題,但這個問題依舊存在。因此IPv6設計之初就把地址從用戶擁有改成運營商擁有,并在此基礎上,路由策略發生了一些變化,加之IPv6地址長度發生了變化,因此路由協議發生了相應的改變。與IPv4相同,IPv6路由協議同樣分成內部網關協議(IGP)與外部網關協議(EGP),其中IGP包括由RIP變化而來的RIPng,由OSPF變化而來的OSPFv3,以及IS-IS協議變化而來的IS-ISv6。EGP則主要是由BGP變化而來的BGP4+ 。一、RIPng
下一代RIP協議(RIPng)是對原來的RIPv2的擴展。大多數RIP的概念都可以用于RIPng。為了在IPv6網絡中應用,RIPng對原有的RIP協議進行了修改:
UDP端口號:使用UDP的521端口發送和接收路由信息。
組播地址:使用FF02::9作為鏈路本地范圍內的RIPng路由器組播地址。
路由前綴:使用128位的IPv6地址作為路由前綴。
下一跳地址:使用128位的IPv6地址。
二、OSPFv3
RFC 2740定義了OSPFv3,用于支持IPv6。OSPFv3與OSPFv2的主要區別如下:
1. 修改了LSA的種類和格式,使其支持發布IPv6路由信息。
2. 修改了部分協議流程。主要的修改包括用Router-lD來標識鄰居,使用鏈路本地地址來發現鄰居等,使得網絡拓撲本身獨立于網絡協議,以便于將來擴展。
3. 進一步理順了拓撲與路由的關系。OSPFv3在LSA中將拓撲與路由信息相分離,在一、二類LSA中不再攜帶路由信息,而只是單純的拓撲描述信息,另外增加了八、九類LSA,結合原有的三、五、七類LSA來發布路由前綴信息。
4. 提高了協議適應性。通過引入LSA擴散范圍的概念進一步明確了對未知LSA的處理流程,使得協議可以在不識別LSA的情況下根據需要做出恰當處理,提高了協議的可擴展性。
三、BGP 4+
傳統的BGP 4只能管理IPv4的路由信息,對于使用其他網絡層協議(如IPv6等)的應用,在跨自治系統傳播時會受到一定的限制。為了提供對多種網絡層協議的支持,IETF發布的RFC2858文檔對BGP 4進行了多協議擴展,形成了BGP4+。
為了實現對IPv6協議的支持,BGP 4+必須將IPv6網絡層協議的信息反映到NLRl(Network Layer Reachable Information)及下一跳(Next Hop)屬性中。為此,在BGP4+中引入了下面兩個NLRI屬性。
MP_REACH_NLRI:多協議可到達NLRI,用于發布可到達路由及下一跳信息。
MP_UNREACH_NLRI:多協議不可達NLRI,用于撤銷不可達路由。
BGP 4+中的Next Hop屬性用IPv6地址來表示,可以是IPv6全球單播地址或者下一跳的鏈路本地地址。BGP 4原有的消息機制和路由機制沒有改變。
四、ICMPv6協議
ICMPv6協議用于報告IPv6節點在數據包處理過程中出現的錯誤消息,并實現簡單的網絡診斷功能。ICMPv6新增加的鄰居發現功能代替了ARP協議的功能,所以在IPv6體系結構中已經沒有ARP協議了。除了支持IPv6地址格式之外,ICMPv6還為支持IPv6中的路由優化、IP組播、移動IP等增加了一些新的報文類型
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隨著互聯網的快速發展,IPv4地址資源逐漸枯竭,IPv6作為下一代互聯網協議應運而生。然而,IPv6的部署并非一蹴而就,許多現有的IPv4網絡設備和應用...
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