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1 IPv6的由來 隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，ip地址越來越少?？茖W(xué)家想了很多辦法，比如劃分子網(wǎng)私網(wǎng)ip，NAT地址轉(zhuǎn)換等等。但是這些都是治標(biāo)不治本的，隨著互聯(lián)網(wǎng)的進一步普及，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，ip v4的地址即將枯竭。 這里舉一個直觀的例子，我們現(xiàn)在家庭寬帶獲的公網(wǎng)地址，百度查詢IP地址就可以。 查詢本機的真實IP 部署IPv6，也是從國家安全的戰(zhàn)略高度進行考慮的。2018年5月2日，工信部發(fā)布關(guān)于貫徹落實《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計劃》的通知，大力推進IPv6部署，加快網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施升級步伐，促進下一代互聯(lián)網(wǎng)與經(jīng)濟社會各領(lǐng)域的融合創(chuàng)新。大家都知道有限的幾個根域名服務(wù)器位于美國日本，歐洲等這些發(fā)達國家，可以說美國掐住了互聯(lián)網(wǎng)的命脈。我國只有抓住現(xiàn)在的機會大力發(fā)展IPv6，才能擺脫受制于人的現(xiàn)狀。 2 IPv6地址 先舉個例子：2035:0001:2BC5:0000:0000:087C:0000:000A 1）IPv6地址由128位組成，分為8段，每段用4個16進制數(shù)表示表示，之間使用英文冒號:分開，格式為：x:x:x:x:x:x:x:x x。 2）IPv6地址包括兩部分：前綴+本地標(biāo)識，前綴：通過在IPV6地址后面加一個斜線/，再跟一個十進制的數(shù)字來標(biāo)識一個IPV6地址的起始位由多少位是前綴位，一般前綴為64位，如：3ffe:1994:100:a::/64。接口標(biāo)識：從接口的MAC地址直接派生出接口標(biāo)識，該標(biāo)識是全局唯一。長度為64位，根據(jù)MAC地址動態(tài)創(chuàng)建。 3）IPv6定義了一些特殊的ip6地址特殊的IPv6地址如下表： 特殊的IPv6地址 4） IPV6地址比較長，可以實現(xiàn)簡寫，定義了一些簡寫規(guī)則，主要是省略前導(dǎo)0，冒號省略0：在4個十六進制位組成的字段中，可以省略前導(dǎo)0;如：09C0=9C0,0000=0;在每個地址中，可使用一對冒號(::)來表示任意數(shù)量的連續(xù)的0,;如： ff02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0005=ff02::5,一個地址中只能出現(xiàn)一對冒號，否則無法唯一確定地址。 5）ipV6地址的類型
6）全球單播地址格式： 網(wǎng)絡(luò)部分提供一臺設(shè)備到下行專用數(shù)據(jù)鏈路的定位，主機部分提供這條數(shù)據(jù)鏈路上該設(shè)備的標(biāo)識 。可在全球范圍內(nèi)路由和到達的，相當(dāng)于IPv4里面的global addresses。前三個bit是001，16位的子網(wǎng)ID字段可以提供65536(216)個不同的子網(wǎng)。 7）本地單播地址：使用范圍限定在單條鏈路上的地址。用于同一個鏈路上的相鄰節(jié)點之間通信，相當(dāng)于IPv4里面的169.254.0.0/16地址。Ipv6的路由器不會轉(zhuǎn)發(fā)鏈路本地地址的數(shù)據(jù)包。前10個bit是1111 1110 10，由于最后是64bit的interface ID，所以它的前綴總是FE80::/64。唯一性只在所在的鏈路有效，相同的地址也可能存在于另一條鏈路上，因此此地址離開所在的鏈路是不可路由的。鏈路本地單播地址的起始10位是1111111010(FE80::/10)。 3 IPv6協(xié)議報文格式 版本號(version)： 不同的IP協(xié)議版本使用不同的數(shù)據(jù)報格式。 通信量等級(Traffic Classes)：使得源節(jié)點和路由器能夠識別IPv6信息包的優(yōu)先級。與IPv4服務(wù)類型TOS字段含義類似。 流標(biāo)簽(Flow Label)：標(biāo)記那些需要IPv6路由器特殊處理(如一種非默認(rèn)服務(wù)質(zhì)量或?qū)崟r服務(wù))的信息包順序。 有效負(fù)載長度(Payload Length)：定長40字節(jié)數(shù)據(jù)報首部后面的字節(jié)數(shù)量，包括擴展報頭和負(fù)載數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)報長度-40。 下一個首部(Next Header)：當(dāng)IPv6沒有擴展報頭時，該字段的作用和IPv4的上層協(xié)議字段一樣。當(dāng)含有擴展報頭時，該字段的值即為第一個擴展報頭的類型。 跳限制(Hop Limit)： 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報的每臺路由器對該字段的值減1，若減為0則丟棄該數(shù)據(jù)報。 源和目的IP地址(Source/Destination Address) 數(shù)據(jù)(Data)： 當(dāng)數(shù)據(jù)報到達目的地時，該有效載荷就從IP數(shù)據(jù)報移出，并交給下一個首部字段中指定的協(xié)議。 源和目的IP地址(Source/Destination Address) 選項(Options)：選項字段允許IP首部被擴展，由此導(dǎo)致數(shù)據(jù)報首部長度可變，故不能預(yù)先確定數(shù)據(jù)字段從何開始，同時也使路由器處理一個IP數(shù)據(jù)報所需時間差異很大(有的要處理選項，有的不需要)。 數(shù)據(jù)(Data)： 當(dāng)使用TCP/UDP協(xié)議時，數(shù)據(jù)即為傳輸層報文段(TCP/UDP)。數(shù)據(jù)字段也可承載其他類型數(shù)據(jù)，如ICMP報文段。 IPv6報文格式 4 IPv4到IPv6的過渡 目前已有多種策略和技術(shù)方案及其實現(xiàn)，可以完成從ipv4向ipv6的轉(zhuǎn)換。按工作原理劃分有三種:隧道技術(shù)，雙協(xié)議棧技術(shù)和協(xié)議翻譯技術(shù)。 1）隧道技術(shù) 隧道技術(shù)的工作原理是在ip v6網(wǎng)絡(luò)與ip v4網(wǎng)絡(luò)間的隧道入口處，路由器將ipv6的數(shù)據(jù)分組封裝入ipv4中。ip v4分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的ipv4地址，在隧道的出口處，再將ip v6分組取出，轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點。這種技術(shù)能充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，但是沒有解決ip v4和ipv6網(wǎng)絡(luò)之間的互通，因此只能是過渡初期交委方便的選擇。 隧道技術(shù) 2）雙協(xié)議棧技術(shù) 雙協(xié)議棧技術(shù)指在完全過渡的ip v6之前，是一部分主機或路由器，同時支持ip v4和ip v6兩種協(xié)議，這種雙協(xié)議棧設(shè)備既能識別ip v4報文，也能識別ip v6報文，從而實現(xiàn)與ipv4網(wǎng)絡(luò)和ipv6網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信，主機具體使用ip v4協(xié)議還是ipv6協(xié)議來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，是有目的地址來決定的。這種機制主要用來解決從ipv6網(wǎng)絡(luò)中的雙棧主機與其他ip v4節(jié)點通信的問題，但沒有解決ip v4地址的問題。 雙棧技術(shù) 3）協(xié)議翻譯技術(shù) 翻譯技術(shù)實際是一種協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，為了是ipv4和ip v6，網(wǎng)絡(luò)中的主機能夠互相識別對方，而進行的協(xié)議頭之間的轉(zhuǎn)換。其中NAT-PT是實現(xiàn)翻譯策略的一種主要技術(shù)，翻譯轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點是不需要進行ip v4ip v6節(jié)點的改造，就能有效解決ip v4節(jié)點與ip v6節(jié)點相互通信的問題。但是ip v4節(jié)點訪問ip v6節(jié)點的方法比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開銷大，一般在其他互通方式實現(xiàn)不了的情況下使用。 5 影響IPv6發(fā)展的因素和運維建議 當(dāng)前影響ip6發(fā)展的因素主要有軟硬件設(shè)備的升級,ip v6網(wǎng)絡(luò)資源不足，應(yīng)用缺乏,運營商的需求不大等問題，其中最關(guān)鍵的應(yīng)該是缺少殺手級的應(yīng)用。 目前大多數(shù)網(wǎng)管產(chǎn)品還不支持ipv6下的網(wǎng)管功能。計費認(rèn)證功能也不完善。因此現(xiàn)階段的運維技術(shù)主要采用開源產(chǎn)品進行自主開發(fā)。 |
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