IPv6接入技术

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1 IPv6 技术基础 中国科技网鲍杰

2 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 2

3 IPv6 技术的出现 IPv4 存在的问题 IPv4 地址资源日益紧缺 路由表急剧膨胀 网络安全 3

4 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 4

5 CNGI 项目概况 中国下一代互联网 CNGI 示范网络 由核心网 用户接入网 / 驻地网 网络交换中心 ( 含国内 / 国际 ) 三个部分构成 核心网由 CERNET 中国电信 中国联通 中国网通 / 科学院 中国移动和中国铁通 6 个试验内容和业务定位各具特点并相互独立的主干网互联组成 中国网通 / 中科院 CNGI 核心网在北京 上海 广州 沈阳 长春 成都 兰州共 7 个节点进行建设 5

6 CNGI 项目概况 ( 续 ) CSTNET 骨干网 网通 / 中科院 CNGI 骨干网 6

7 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 7

8 IPv6 技术特性 近乎无限的地址空间 更简洁的报文头部 简单的管理 : 即插即用 内置的安全性 更好的 QoS 支持 更好的移动性 8

9 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 9

10 IPv6 报文格式 IPv6 数据包 10

11 IPv6 报文格式 ( 续 ) IPv6 报头 长度为 40 字节 11

12 IPv6 地址格式 IPv6 地址表示方法 用十六进制表示 4 位一组, 中间用 : 隔开 若以零开头可以省略, 全零的组可用 :: 表示 地址前缀长度用 /xx 来表示 例子 0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/96 1:123:0:0:0:ABCD:0:1/96 1:123::ABCD:0:1/96 12

13 IPv6 地址格式 ( 续 ) IPv6 地址分类 单播地址 (Unicast Address) 组播地址 (Multicast Address) 任播地址 (Anycast Address) 13

14 IPv6 地址格式 ( 续 ) 单播地址 (Unicast Address) 可聚集全球地址 ( Aggregateable Global Unicast Addresses) 001 1/8 total space 链路本地地址 (Link-Local Unicast Addresses) /1024 total space automatically configured with interface id used for neighbor and router discovery 节点本地地址 (Site-Local Unicast Addresses) /1024 total space 14

15 IPv6 地址格式 ( 续 ) 组播地址 (Multicast Address) Flags: 用来表示 permanent 或 transient 组播组 Scope: 表示组播组的范围 0: 预留 1: 节点本地范围 2: 链路本地范围 5: 站点本地范围 Group ID: 组播组 ID 15

16 IPv6 地址格式 ( 续 ) 任播地址 (Anycast Address) 用于标识一组网络接口 目标地址为任播抵制的数据报将发送给最近的一个接口 16

17 IPv6 地址格式 ( 续 ) 回送地址 (Loopback Addresses) ::1 类似 IPv4 中的 IPv4 兼容 IPv6 地址 ::<IPv4 address> 6to4 地址 2002::/16 17

18 IPv6 地址管理机构 IANA - Internet Assigned Numbers Authority(IP 地址的顶级管理机构 ) RIR Regional Internet Registry ( 区域管理机构 APNIC/ARIN/RIPE NCC) NIR National Internet Registry ( 国家地址管理机构 CNNIC/JPNIC) LIR/ISP Local Internet Registry ( 本地地址注册机构 (ISP)) EU End User( 最终用户 ) IR- Internet Registry ( 所有地址管理机构统称为 IR) 18

19 IPv6 地址分配 /23 /32 /48 / Interface ID Registry ISP prefix Site prefix LAN prefix 19

20 IPv6 地址分配 ( 续 ) 6Bone 3FFE::/16 全球聚合地址 2001::/16 APNIC 2001:0200::/23 & 2001:0C00::/23 中国科技网 IPv6 地址 2001:0CC0::/32 20

21 IPv6 地址配置方法 手工配置 有状态地址自动配置 (DHCPv6) 无状态地址自动配置 21

22 IPv6 地址配置方法 ( 续 ) IPv6 地址 = 前缀 + 接口标识 前缀 : 相当于 IPv4 地址中的网络 ID 接口标识 : 相当于 IPv4 地址中的主机 ID 无状态地址自动配置 前缀获得 接口 ID 生成 IEEE EUI-64 规范 将 48 位 MAC 地址转化为 64bit 的接口 ID 重复地址检测 (DAD) 22

23 IPv6 地址配置方法 ( 续 ) 无状态地址自动配置 MAC 地址 接口 ID 23

24 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 24

25 IPv6 过渡技术 双栈 隧道 手工隧道 GRE 隧道 6to4 隧道 6PE IPv6 与 IPv4 互通 NAT-PT 25

26 IPv6 过渡技术 ( 续 ) 双栈 IPv4/v6 S S IPv6 R IPv4/v6 PC PC PC IPv4 IPv4/v6 IPv6 26

27 IPv6 过渡技术 ( 续 ) 隧道 IPv6 网络 R R IPv6 网络 IPv4 网络 R IPv6 网络 27

28 IPv6 过渡技术 ( 续 ) 手工隧道 IPv6 报文被包含在 IPv4 报文中作为 IPv4 的载荷 优点 通用性好 技术成熟, 易于理解 缺点 维护复杂 28

29 IPv6 过渡技术 ( 续 ) GRE 隧道 IPv6 报文被包含在 GRE 报文中作为 GRE 的载荷 优点 通用性好 技术成熟, 易于理解 缺点 维护复杂 29

30 IPv6 过渡技术 ( 续 ) 6to4 隧道技术 目的地址为 6to4 地址, 包含的 IPv4 地址即为隧道末端 6to4 地址 : 2002:a.b.c.d:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx 可通过 6to4 中继路由器, 使 6to4 网点连接到大的纯 IPv6 网络 优点 缺点 不需要为每条隧道预先配置, 维护方便 整个 IPv6 网点使用特殊的 6to4 地址 30

31 IPv6 过渡技术 ( 续 ) 6PE 通过 IPv4 或 MPLS 网络连接多个 IPv6 孤岛, 使用 BGP 交换 IPv6 可达信息 IPv6 网络可被看作 VPN 网, 多个 IPv6 孤岛属于同一 VPN, 利用 VPN 机制在 PE 之间建立隧道连接 可以充分利用已有 MPLS 或 VPN 网络 31

32 IPv6 过渡技术 ( 续 ) NAT-PT IPv6 网络 S IPv4 网络 32

33 IPv6 过渡技术 ( 续 ) NAT-PT 工作原理 类似于传统 NAT, 但是将 IPv6 地址和 IPv4 地址互相转换, 另加上协议转换 通过中间的 NAT-PT 协议转换服务器, 实现纯 IPv6 节点和纯 IPv4 节点间的互通 NAT-PT 服务器分配 IPv4 地址来标识 IPv6 主机 NAT-PT 服务器向相邻 IPv6 网络宣告 96 位地址前缀信息, 用于标识 IPv4 主机 优点 只需设置 NAT-PT 服务器 缺点 资源消耗较大, 服务器负载重,NAT-PT 设备是性能瓶颈 33

34 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 34

35 IPv6 路由协议 静态路由协议 动态路由协议 RIPng OSPFv3 ISIS MBGP 35

36 IPv6 路由协议 ( 续 ) 与 RIPv2 一样, RIPng 具备如下特性 RIPng 是距离矢量路由协议, 利用 UDP 传输机制 ( 端口号为 521) RIPng 用跳数度量路由,16 跳为不可达 RIPng 利用水平分割与毒性逆转技术来减少环路发生可能性 RIPng 必须支持 IPv6 所以 RIPng 报文格式及路由数据库与 RIPv2 不同 36

37 IPv6 路由协议 ( 续 ) OSPF V3 在基本运行机制上未有改变 (flooding, DR election, area support, SPF calculations) OSPF V3 在如下意义上被重新定义 OSPF 报文和基本的 LSA 去除了编址语义以更好支持多协议 OSPF V3 新定义了一些 LSA 以携带地址和前缀 OSPF 基于链路而不是基于网段运行 OSPF 认证机制被去除 37

38 IPv6 路由协议 ( 续 ) IS-IS 本身是一个可扩展路由协议, 它对 IPv4 的支持本身就是在对 OSI 网络的一个扩展 为使其支持 IPv6, 我们需要定义 IPv6 Reachability 和 IPv6 Interface Address 两个 TLV 38

39 IPv6 路由协议 ( 续 ) Multi-protocol BGP 是一个旨在让 BGP 可以传输多种协议 ( 不仅仅 IPv4) 的扩展, 也称为 BGP4+ 与 IS-IS 类似,MBGP 支持 IPv6 也是比较容易, 只需要将 IPv6 前缀信息和下一跳信息置于新定义的 MP-NLRI 即可 39

40 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 40

41 IPv6 用户端配置 Linux Windows Windows 2003 Windows XP Windows

42 IPv6 用户端配置 ( 续 ) Linux 下 IPv6 配置 Linux 在内核版本 以后就支持 IPv6 查看是否已加载 IPv6 模块 /sbin/lsmod 加载 IPv6 模块 /sbin/modprobe ipv6 如果加载出错, 说明没有此模块, 重新编译内核, 以支持 IPv6 网络启动的时候自动加载 IPv6 模块 编辑 /etc/sysconfig/network 文件, 加入新的一行 NETWORKING_IPv6=YES 42

43 IPv6 用户端配置 ( 续 ) Linux 下 IPv6 相关的命令 # /sbin/ifconfig eth0 inet6 add 2001:CC0:FFFF::/64 /* 添加固定 IPv6 地址 */ # route -A inet6 add 2000::/3 gw 2001:CC0:FFFF::1 /* 添加路由 */ # ping6 如果由隧道接入, 则进行下面步骤 /sbin/ip tunnel add sit1 mode sit ttl 128 remote x.x local x.x /* 建立隧道 */ /sbin/ip link set sit1 up /sbin/ip -6 addr add 2001:CC0:FFFF::/64 dev sit1 /* 设定 IPv6 地址 */ /sbin/ip -6 route add 2000::/3 via 2001:CC0:FFFF::1 /* 设置路由 */ 43

44 IPv6 用户端配置 ( 续 ) Windows XP/2003 下的 IPv6 配置 Windows2003 内置了 IPv6 协议栈 WindowsXP 至少升级为 SP1 安装 IPv6 协议 ipv6 install Windows 2000 下的 IPv6 配置 安装 IPv6 协议栈 下载 IPv6 协议安装包 在 本地连接 属性中添加 IPv6 协议栈 44

45 IPv6 用户端配置 ( 续 ) Windows 下的 IPv6 相关命令 查看接口状态 ipv6 if 配置命令 netsh ipv6 测试命令 ping6 tracert6 45

46 Agenda IPv6 技术的产生 CNGI 项目概况 IPv6 技术 IPv6 技术特性 IPv6 地址格式 IPv6 过渡技术 IPv6 路由协议 IPv6 用户端配置 IPv6 域名系统 46

47 IPv6 域名系统 IPv4 和 IPv6 共同拥有统一的域名空间 IPv6 地址的正向解析 AAAA 纪录 表示域名和 IPv6 地址的对应关系 不支持地址的层次性 A6 纪录 符合 IPv6 地址的层次结构, 支持地址聚合 修改简单 延长解析时间, 出错的机会也增加 47

48 IPv6 域名系统 ( 续 ) IPv6 地址的反向解析 PTR 纪录 地址表示形式 用. 分隔的半字节 16 进制数字格式 低位地址在前, 高位地址在后, 域后缀是 "IP6.INT." 与 "AAAA" 对应 二进制串格式 以 "\[" 开头,16 进制地址 ( 无分隔符, 高位在前, 低位在后 ) 居中, 地址后加 "]", 域后缀是 "IP6.ARPA." 与 A6 记录对应 支持地址层次特性 48

49 IPv6 域名系统 ( 续 ) DNS 服务器的自动发现 无状态 为子网内部的 DNS 服务器配置站点范围内的任播地址 采用站点范围内的多播地址或链路多播地址等 用站点范围内的任播地址作为 DNS 服务器的地址 有状态 通过类似 DHCP 这样的服务器把 DNS 服务器地址 域名和搜索路径等 DNS 信息告诉节点 49

50 Thank you! 50

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