包头新一代网络协议ipv6分析(2)

新一代网络协义IPV6分析学 号:

学生姓名:田宇航

专 业:计算机应用技术指导教师:余飞跃

河南司法警官职业学院

信息技术系

213年4月

摘 要

下一代网络协议的核心协议就是 6,在PV地址大量匮乏的情况下,而企业尤其是电子商务企业、 电信运营商、终端用户对IP地址大量需求的情况下, IPv4过渡到Pv6势在必行。本文介绍并分析了P 协议,分析新一代网络协议IV6的产生、寻址方式,并对技术发展趋势作一个展望。

关键词

I PV6  部署 ; I PV4 ; 报文 ; 数据包 ; 网络协议 ; 即插即用 ; 地址

目录

摘 要错误未定义书签。

关键词错误未定义书签。

 . I PV6简介错误未定义书签。

   PV6的特点错误未定义书签。

3. PV6的优势错误未定义书签。

4. IV6操作方法错误未定义书签。

4. 1 Iv6的操作介绍错误未定义书签。

.2. IPv6数据包:包头错误未定义书签。

4.3.  Pv数据包扩展包头错误未定义书签。

4.4 I Pv数据包:上层协议数据单元错误未定义书签。

5. I PV的实际应用及安全性问题错误未定义书签。

5. 1   6编址错误未定义书签。

5. . Iv地址表示. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

. .  v6安装错误未定义书签。

5.4. I Pv的安全性问题错误未定义书签。

5.5. Pv4到 Pv6的过渡技术错误未定义书签。

  IP 地址设置及使用方法错误未定义书签。

6.  . Iv6协议栈的安装及IPv6地址设置指南. . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

 .2关于  v6使用上的一些技术说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

、展望错误未定义书签。

谢 辞错误未定义书签。

参考文献.............................................................................................错误未定义书签。

  IPV6简介

IPv6是“Iternet P tocol   sio  ”的缩写,它是IEF设计的用于替代现行版本P协议-P4的下一代 协议。

目前的全球因特网所采用的协议族是TC/I协议族。 P是TC/IP协议族中网络层的协议,是P IP协议族的核心协议。

Iv6正处在不断发展和完善的过程中,它在不久的将来将取代目前被广泛使用的P 。每个人将拥有更多IP地址。

目前我们使用的第二代互联网IPv技术,核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址60万个网络、 4亿台主机。但采用A、 B、 C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣 以至目前的I地址近乎枯竭。其中北美占有/4,约0亿个而人口最多的亚洲只有不到亿个 中国截止201 年月I4地址数量达到2.5亿,落后于4. 亿网民的需求。地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。一方面是地址资源数量的限制,另一方面是随着电子技术及网络技术的发展,计算机网络将进入人们的日常生活可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。在这样的环境下, IPv6应运而生。单从数字上来说, P6所拥有的地址容量是Iv的约8×10 28倍,达到2^12(算上全零的)个。这不但解决了网络地址资源数量的问题,同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。但是与P4一样, IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。准确的说使用IPv6的网络并没有2^1 8个能充分利用的地址。首先要实现I地址的自动配置,局域网所使用的子网的前缀必须等于4,但是很少有一个局域网能容纳2  4个网络终端;其次 由于Iv的地址分配必须遵循聚类的原则,地址的浪费在所难免。

但是,如果说Pv实现的只是人机对话而IP6则扩展到任意事物之间的对话,它不仅可以为人类服务,还将服务于众多硬件设备,如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等,它将是无时不在无处不在的深入社会每个角落的真正的宽带网。而且它所带来的经济效益将非常巨大。当然 IPv6并非十全十美、一劳永逸,不可能解决所有问题。 IPv6只能在发展中不断完善也不可能在一夜之间发生,过渡需要时间和成本,但从长远看,  v6有利于互联网的持续和长久发展。 目前,国际互联网组

织已经决定成立两个专门工作组,制定相应的国际标准。

2. IV6的特点

2. 1IPV地址长度为1 8比特,地址空间增大了2的6次方倍;

  2灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV中可变长度的选项字段。 IV中选项部分的出现方式也有所变化使路由器可以简单路过选项而不做任何处理,加快了报文处理速度;

  IP6简化了报文头部格式,字段只有7个加快报文转发,提高了吞吐量;

2. 提高安全性。身份认证和隐私权是I6的关键特性;

2. 支持更多的服务类型;

2.6允许协议继续演变,增加新的功能,使之适应未来技术的发展.

3. IPV6的优势

与PV4相比 IPV具有以下几个优势:

一 IPv6具有更大的地址空间。 Pv4中规定 地址长度为 ,即有2  321 (符号^表示升幂,下同个地址;而IPv6中IP地址的长度为 28,即有2^12-个地址。

二 Pv6使用更小的路由表。 I6的地址分配一开始就遵循聚类ggr atin)的原则这使得路由器能在路由表中用一条记录(ntry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度提高了路由器转发数据包的速度。

三, Pv6增加了增强的组播(Mul  i  s  )支持以及对流的支持low Cot  l) ,这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(Qo Qua  y o  rvice)控制提供了良好的网络平台。

四, I 加入了对自动配置Auo ofig atio)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。

五 IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大的增强了网络的安全性

IP 的长分布式结构图

.  P6操作方法

.  I6的操作介绍

IPv包由P6包头(40字节固定长度) 、扩展包头和上层协议数据单元三部分组成。 IPv6包扩展包头中的分段包头下文详述中指名了P6包的分段情况。其中不可分段部分包括 I6包头、Ho-y-op选项包头、目的地选项包头(适用于中转路由器)和路由包头可分段部分包括:认证包头、 SP协议包头、 目的地选项包头适用于最终目的地和上层协议数据单元。但是需要注意的是,在Iv6中只有源节点才能对负载进行分段并且IPv6超大包不能使用该项服务。

4. . I Pv6数据包:包头

IPv6包头长度固定为40字节,去掉了IPv4中一切可选项,只包括8个必要的字段,因此尽管Iv6地址长度为P 的四倍 Iv6包头长度仅为Pv4包头长度的两倍。

其中的各个字段分别为:

Vers  on(版本号 :4位, IP协议版本号,值=  。

T  ficClass(通信类别 :8位,指示IPv数据流通信类别或优先级。功能类似于P4的服务类型(T)字段。

low L el 流标记) :20位,  v新增字段,标记需要IPv6路由器特殊处理的数据流。该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信,诸如音频或视频等实时数据传输。在P6中,同一信源和信宿之间可以有多种不同的数据流,彼此之间以非“  ”流标记区分。如果不要求路由器做特殊处理则该字段值置为“0”。

y oa Lengt(负载长度 6位负载长度。负载长度包括扩展头和上层PD, 16位最多可表示65  5字节负载长度。超过这一字节数的负载,该字段值置为“0” ,使用扩展头逐个跳段Ho- Hop选项中的巨量负载Jumbo Pyload选项。

 t ader 下一包头 :8位,识别紧跟IP6头后的包头类型,如扩展头(有的话或某个传输层协议头(诸如TCP,DP或着ICMPv6) 。

op  it(跳段数限制) :8位,类似于IPv的TL生命期)字段,用包在路由器之间的转发次数来限定包的生命期。包每经过一次转发,该字段减1,减到0时就把这个包丢弃。

So  e Addr  s 源地址) : 128位,发送方主机地址。

esti tin Adre   目的地址) : 128位,在大多数情况下,目的地址即信宿地址。但如果存在路由扩展头的话,目的地址可能是发送方路由表中下一个路由器接口。

4 3  v数据包扩展包头

IP6包头设计中对原Pv4包头所做的一项重要改进就是将所有可选字段移出IPv6包头,置于扩展头中。 由于除Hop-by-op选项扩展头外,其他扩展头不受中转路由器检查或处理这样就能提高路由器处理包含选项的Iv6分组的性能。

通常一个典型的IPv6包没有扩展头。仅当需要路由器或目的节点做某些特殊处理时,才由发送方添加一个或多个扩展头。与IPv4不同, P6扩展头长度任意,不受40字节限制以便于日后扩充新增选项,这一特征加上选项的处理方式使得IPv选项能得以真正的利用。 但是为了提高处理选项头和传输层协议的性能扩展头

总是字节长度的整数倍。

目前,F  60中定义了以下个IPv6扩展头 Ho-b-op 逐个跳段选项包头、 目的地选项包头、路由包头、分段包头、认证包头和EP协议包头:

(一)Hpbyop选项包头包含分组传送过程中,每个路由器都必须检查和处理的特殊参数选项。其中的选项描述一个分组的某些特性或用于提供填充。这些选项有:

Pa 选项选项类型为 ) ,填充单字节。

PadN选项选项类型为1 ,填充2个以上字节。

Jumbo Paload选项(选项类型为194) 用于传送超大分组.使用Jumbo Pay ad选项,分组有效载荷长度最大可达4 24 96  9字节。负载长度超过6, 35字节的IPv包称为“超大包”。

路由器警告选项(选项类型为5) 提醒路由器分组内容需要做特殊处理。路由器警告选项用于组播收听者发现和RSV(资源预定协议。

二 目的地选项包头指名需要被中间目的地或最终目的地检查的信息。有两种用法: 如果存在路由扩展头,则每一个中转路由器都要处理这些选项。如果没有路由扩展头,则只有最终目的节点需要处理这些选项。

三)路由包头:类似于IP4的松散源路由。 IPv6的源节点可以利用路由扩展包头指定一个松散源路由,即分组从信源到信宿需要经过的中转路由器列表。

(四分段包头:提供分段和重装服务。当分组大于链路最大传输单元(MTU)时,源节点负责对分组进行分段并在分段扩展包头中提供重装信息。

五)认证包头提供数据源认证、数据完整性检查和反重播保护。认证包头不提供数据加密服务,需要加密服务的数据包可以结合使用SP协议。

(六)EP协议包头:提供加密服务。

4 4. I Pv数据包:上层协议数据单元

上层数据单元即PU,全称为Prtoo  ata Unit。 D由传输头及其负载如ICMP6消息、或UD消息等)组成。而Iv6包有效负载则包括IPv6扩展头和PDU,通常所能允许的最大字节数为 5 字节,大于该字节数的负载可通过使用扩展头中的Jubo a  ad(见上文)选项进行发送。

5. I PV的实际应用及安全性问题

5. 1 .  Pv6编址

从Pv4到Pv最显著的变化就是网络地址的长度。F 23 和RC 374定义的IPv地址,就像下面章节所描述的有 2位长; Pv地址的表达形式一般采用 个十六进制数。

Iv6中可能的地址有  4×1  ^  个。也可以想象为6个因为3位地址每位可以取6个不同的值。