【文档说明】计算机网络第十五章课件.pptx，共(34)页，294.354 KB，由小橙橙上传

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15.1IPv4的不足与缺点1.IP地址空间危机IP地址数量消耗情形1985,使用1/161990,使用1/81995,使用1/32000,使用1/22003,使用2/3(即將不敷使用…)www.niuwk.com牛牛文库文档分享第1页，

共34页。2.IP性能问题3.IP安全性问题4.配置问题www.niuwk.com牛牛文库文档分享第2页，共34页。15.2改进IPv4的各种努力1.Internet发展的问题2.各种努力www.niuwk.com牛牛文库文档分享第3页，共34页。15.3IPv6对IPv4的改进1

.扩展地址2.简化的包头3.对扩展和选项支持的改进4.身份验证和保密www.niuwk.com牛牛文库文档分享第4页，共34页。15.4数据包结构1.IPv6数据报的首部IPv6将首部长度变为固定的40字节，称为基本首部(baseheader)。将不必要的功能取消了，首部的字段数减少到只

有8个。取消了首部的检验和字段，加快了路由器处理数据报的速度。在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部。所有的扩展首部和数据合起来叫做数据报的有效载荷(payload)或净负荷。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第5页，共34页。IPv6数据报的一般形式基本首

部扩展首部1扩展首部N…数据部分选项IPv6数据报有效载荷www.niuwk.com牛牛文库文档分享第6页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24有效载荷（扩展首部/

数据）IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效载荷（至64KB）www.niuwk.com牛牛文库文档分享第7页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位t）有效载荷长度跳数

限制24扩展首部/数据IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效载荷（至64KB）有效载荷（扩展首部/数据）www.niuwk.com牛牛文库文档分享第8页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流

标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B版本(version)——4位。它指明了协议的版本，对IPv6该字段总是6。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第9页，共34页。041

631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B通信量类(trafficclass)——8位。这是为了区分不同的IPv6数据报的类别或优先级。目前正在进行不同的通

信量类性能的实验。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第10页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B

流标号(flowlabel)——20位。“流”是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报，“流”所经过的路径上的路由器都保证指明的服务质量。所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号。www.niuwk.com牛牛文库文

档分享第11页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B有效载荷长度(payloadlength)——16位。它指明IPv6数据报除基本首部以外的字节数（所有扩展首部都算在有效载

荷之内），其最大值是64KB。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第12页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B下一个首部(nextheader)

——8位。它相当于IPv4的协议字段或可选字段。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第13页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B跳数限制(hoplimi

t)——8位。源站在数据报发出时即设定跳数限制。路由器在转发数据报时将跳数限制字段中的值减1。当跳数限制的值为零时，就要将此数据报丢弃。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第14页，共34页。041631版本位目的地址

源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B源地址——128位。是数据报的发送站的IP地址。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第15页，共34页。041631版本位目的地址源地址下一个首部流

标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是数据报的接收站的IP地址。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第16页，共34页。041631版

本位目的地址源地址下一个首部流标号12通信量类（128位）（128位）有效载荷长度跳数限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是数据报的接收站的IP地址。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第17页，共34页。2.扩展首部及下一个首部字段IPv6把原

来IPv4首部中选项的功能都放在扩展首部中，并将扩展首部留给路径两端的源站和目的站的主机来处理。数据报途中经过的路由器都不处理这些扩展首部（只有一个首部例外，即逐跳选项扩展首部）。这样就大大提高了路由器的处理效率。www.niuwk.co

m牛牛文库文档分享第18页，共34页。六种扩展首部在RFC2460中定义了六种扩展首部：逐跳选项路由选择分片鉴别封装安全有效载荷目的站选项www.niuwk.com牛牛文库文档分享第19页，共34页。有效载荷有效载荷IPv6的扩展首

部基本首部下一个首部=TCP/UDP基本首部下一个首部=路由选择路由选择首部下一个首部=分片分片首部下一个首部=TCP/UDPTCP/UDP首部和数据(TCP/UDP报文段）TCP/UDP首部和数据(TCP/UDP报文段）无扩展首部有扩展首部www.niuwk.com牛牛文库文档分享第20页

，共34页。扩展首部举例IPv6把分片限制为由源站来完成。源站可以采用保证的最小MTU（1280字节），或者在发送数据前完成路径最大传送单元发现(PathMTUDiscovery)，以确定沿着该路径到目的站的最小MTU。分片扩展首部的格式如

下：0291631位下一个首部片偏移8标识符保留保留Mwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第21页，共34页。扩展首部举例IPv6数据报的有效载荷长度为3000字节。下层的以太网的最大传送单元MTU是1500

字节。分成三个数据报片，两个1400字节长，最后一个是200字节长。IPv6基本首部分片首部1第一个分片1400字节IPv6基本首部分片首部2第二个分片1400字节IPv6基本首部分片首部3第三个分片200字节扩展首部www.

niuwk.com牛牛文库文档分享第22页，共34页。10.5IPv6的地址空间1.地址的类型与地址空间IPv6数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一：(1)单播(unicast)单播就是传统的点对点通信。(2)多播(multicast)多播是一点对多点的通信。(3)任播(a

nycast)这是IPv6增加的一种类型。任播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交付其中的一个，通常是距离最近的一个。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第23页，共34页。冒号十六进制记法(colonhexade

cimalnotation)每个16位的值用十六进制值表示，各值之间用冒号分隔。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF零压缩(zerocompression)，即一连串连续的零可以为一对冒号所取代。FF05:0:0:0:0:0:0:B3可

以写成：FF05::B3www.niuwk.com牛牛文库文档分享第24页，共34页。冒号十六进制数记法可结合有点分十进制数记法的后缀。对0：0：0：0：0：0：128.10.2.1使用零压缩后为::128.10.2.1www.niuwk.com牛

牛文库文档分享第25页，共34页。2.地址空间的分配IPv6将128位地址空间分为两大部分。第一部分是可变长度的类型前缀，它定义了地址的目的。第二部分是地址的其余部分，其长度也是可变的。类型前缀地址的其他部分长度可变长度可变

128位www.niuwk.com牛牛文库文档分享第26页，共34页。3.特殊地址未指明地址这是16字节的全0地址，可缩写为两个冒号“::”。这个地址只能为还没有配置到一个标准的IP地址的主机当作源地址使用。环回地址即0:0:0:0:0:0:0:1（记为::1）。基于IP

v4的地址前缀为00000000保留一小部分地址作为与IPv4兼容的。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第27页，共34页。前缀为00000000的地址前缀为00000000是保留一小部分地址与IPv4兼容的，这是因为必须要考虑

到在比较长的时期IPv4和IPv6将会同时存在，而有的结点不支持IPv6。因此数据报在这两类结点之间转发时，就必须进行地址的转换。0000..................0000FFFFIPv4地址80位16位32位IPv4映射的IPv6地址

www.niuwk.com牛牛文库文档分享第28页，共34页。IPV6将128BIT地址空间分为两大部分。第一部分是可变长度的类型前缀，它定义了地址，剩下的是地址的其余部分。IPv6的地址分配方案类型前缀（二

进制）地址的类型占地址空间的份额00000000保留（与IPv4兼容）1/2560000001保留给NSAP地址1/1280000010保留给IPX地址1/128001可聚合的全球单播地址1/81111111010本地链路单播地址1/1

0241111111011本地网点单播地址1/102411111111多播地址1/256其余未指派www.niuwk.com牛牛文库文档分享第29页，共34页。4.全球单播地址的等级结构IPv6扩展了地址的分级概念

，使用以下三个等级：(1)全球路由选择前缀，占48位。(2)子网标识符，占16位。(3)接口标识符，占64位。第一级第三级接口标识符（64位）子网标识符（16位）第二级全球路由选择前缀（48位）位04864127www.niuwk.com

牛牛文库文档分享第30页，共34页。用双协议栈进行从IPv4到IPv6的过渡双协议栈IPv6/IPv4IPv6IPv6IPv4网络ABCDEF流标号：X源地址：A目的地址：F……数据部分流标号：无源地址：A目的地址：F

……数据部分双协议栈IPv6/IPv4…IPv6数据报IPv6数据报源地址：A目的地址：F……数据部分源地址：A目的地址：F……数据部分IPv4数据报www.niuwk.com牛牛文库文档分享第31页，共3

4页。隧道技术（TUNNELING）的原理。这种方法的要点就是将IPV6数据报在要进入IPV4区域时，封装成为IPV4数据报（整个IPV6数据报变成了IPV4数据报的数据部分）。当IPV4数据报离开IPV4区域时再将其数据部分（即原来的IPV6数据报）交给主机的IPV6协议栈。要使双

协议栈的主机知道IPV4数据报里面封装的数据是一个IPV6数据报，就必须将IPV4首部的协议字段的值设置为41（41表示数据报的数据部分是IPV6数据报）。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第32页，共34页。IPv4网络IPv6IPv6ABCDEF…IPv

4数据报IPv4数据报IPv4网络IPv6IPv6ABEF隧道源地址：B目的地址：EIPv6数据报双协议栈IPv6/IPv4双协议栈IPv6/IPv4双协议栈IPv6/IPv4双协议栈IPv6/IPv

4IPv4网络流标号：X源地址：A目的地址：F……数据部分IPv6数据报流标号：X源地址：A目的地址：F……数据部分IPv6数据报源地址：B目的地址：EIPv6数据报使用隧道技术从IPv4到IPv6过渡www.niuwk.c

om牛牛文库文档分享第33页，共34页。6ICMPv6ICMPv6的报文格式和IPv4使用的ICMP的相似，即前4个字节的字段名称都是一样的。但ICMPv6将第5个字节起的后面部分作为报文主体。ICMPv6的报文划分为四大类差错报告报文提供信息的报文

多播听众发现报文邻站发现报文www.niuwk.com牛牛文库文档分享第34页，共34页。