(软考网络工程师)07下一代互联网

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考点

• 01 IPV6概念

  IPV6分组有一个固定头部和N个扩展头部以及上层协议的负载组成

  固定头部：各字段解释含义：

  • 版本0110，4位，代表IPV6
  • 通信类型：8位，IP分组优先级，同服务类型
  • 流标记：20位，标记特殊处理的分组
  • 负载长度：16位，除了固定，扩展和负载
  • 下一头部：8位，指明扩展头部或高层协议
  • 跳数限制：8位，检测路由循环减1变为0丢弃
  • 源地址：128位，发送端的地址
  • 目标地址：128位，接收端的地址

  IPV6扩展头部分组封装顺序：

  • IPV6头部
  • 逐跳选项头
  • 目标选项头（第一个目标节点要处理的信息）
  • 路由选择头
  • 分段头
  • 认证头
  • 封装安全负荷头
  • 目标选项头（最后的目标节点要处理的信息）
  • 上层协议头部

  IPV6地址，128位，冒分十六进制。（8段，每4位二进制，写成十六进制）

  IPV6地址简化书写：

  • 前面的 0 可以省，后面的不可以省
  • 多个 0 可以用冒号，但只能一次
  • 多个 0 可以压缩为一个 0

  IPV6地址分类：

  ①单播地址

  ②任意播地址

  ③组（多）播地址

  • 单播地址：标识一个接口，目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口。

    4类：可聚合全球单播、链路本地地址、站点本地地址、特殊单播地址

    • 可聚合全球单播（相当于公网IP）：前缀001（/3）

      2000::/3 目前分配可聚合全球单播地址前缀

      2001::/16 目前实际用于IPV6因特网的前缀

      2002::/16 为使用 6 to 4 过渡机制的节点前缀

    • 链路本地地址（相当于自动专用IP）：前缀 1111 1110 10（/10或/64）

    • 站点本地地址（相当于私有IP）：格式前缀 1111 1110 11（/10 或 /48 或 /64）

    • 特殊单播地址：不确定地址 0:0:0:0:0:0:0:0 ，回环地址 0:0:0:0:0:0:0:1。

  • 组播地址：标识多个接口，目的地址为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口。

    格式前缀 1111 1111（/8），还包括标志、范围、组ID字段

  • 任意播地址：表示多个接口，目的地址为任意播地址的报文会被送到最近的一个被标识的接口。

    仅用作目标，且只分配给路由器。默认路由器接口都被分配任意播地址。子网-路由器任意播地址，子网前缀必须固定，其余位置全0

  • IPV6没有定义广播地址。

IPV6地址配置：默认自动配置有2种：

• 全状态自动配置：动态主机配置协议DHCP，实现了IP地址的自动配置。

• 无状态自动配置：

  • 获得链路本地地址：链路本地地址前缀 1111 1110 10 后加网卡MAC地址，产生一个链路本地地址，并发出一个ICMPV6请求，确认唯一性。
  • 获得可聚合全球单播地址：向本地链路中所有组播ICMPv6路由器请求，主机获得单播前缀001后加自己的接口ID，自动配置单播地址

IPV6地址和IPV4比较

• 扩展寻址能力：扩展到128位，支持多级地址层次，改进组播，增加任意播更实用。
• 简化报头格式：IP头部字段有12个减少为8个，中间路由器有6个减少为4个，提高效率。
• 改进路由选项：路由选项放在扩展头部，仅在需要时插入路由选项，更灵活，更流畅。
• 提供流标记：对某些分组进行特别处理，可以提供特别的服务质量，更好的传送数据。

IPV6向IPV4过渡技术

• 隧道技术：用于解决IPV6网络节点之间通过IPV4网络进行通信的问题。

  优点：充分利用现有网络投资，过渡初期实现方便。

  缺点：路由器隧道出入口负载重，实现复杂，不利于大规模应用。

  技术：有 6to4隧道、6over4隧道、ISATAP隧道。

  • 6to4隧道：IPV6穿越IPV4。 6to4地址：前缀2002，如192.0.2.42对应的6to4地址为 2002:c000:022a::/48，隧道两端的节点必须都支持IPV4和IPV6协议栈
  • 6over4隧道：IPV4自动生成IPV6地址。例如192.0.2.142对应的链路本地地址为 FE80::C000:028E/64，这种方法就是无状态自动配置。依赖于IPV4组播，受到局限。
  • ISATAP隧道 ：站内自动隧道寻址协议，自动分配地址的技术，例如10.40.1.129对应链路本地地址 FE80:5EFE:0A28:0181/64，可以穿透NAT设备。

• 协议翻译技术：使得纯IPV6节点之间和纯IPV4节点之间可以通信。

  优点：不需要升级改造，开启NAT-PT即可。

  缺点：转换不能完全保持原有含义，缺乏安全性。

  技术：有SIIT翻译、NAT-PT翻译、TRT翻译。

• 双协议栈技术：使得IPV4和IPV6共存于同一设备和同一网络中。

  优点：网络规模相对简单，可以充分发挥安全性、路由约束和流支持。

  缺点：对设备要求较高，维护大量协议和数据，升级改造投资大、建设周期比较长。

  技术：有BIS双栈、BIA双栈。

IPV6路由协议：定义了5种路由协议

• RIPng：RIPv2的扩展，UDP 521端口。

• OSPFv3：OSPFv2的扩展，做了较大改进。

• BGP4+：BGP4的扩展，用来支持IPV6。

• ICMPv6：ICMP的扩展，集成了ARP功能。

• IS-IS：中间系统到中间系统，IS-IS属于内部网关路由协议。IS-IS是一种链路状态协议，与TCP/IP网络中的OSPF协议非常相似，使用最短路径优先算法进行路由计算。

• 02 移动IP的概念

  移动主机在移动的同时，能够在任何地方使用他的家乡地址进行联网。

  原理：

  • 移动主机分配一个家乡地址作为永久标识。如果到外地赋予一个转交地址，家乡地址会获得外地的转交地址。