ipv6地址概述——带你了解ipv6与ipv4的不同

2022-11-20 10:01:21 浏览数 (1)
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目录

 前言

一.ipv4与ipv6

1.ipv4与ipv6概述

在开始Pv6的学习以前，每个人都会问这样的问题：

2.IPv4的概念与存在的问题

①ipv4概念

②ipv4存在的问题

ipv4存在问题总结：

针对地址危机临时的解决方法

CIDR

NAT

DHCP

3.ipv6概述

4.IPv6相对于IPv4的优点

5.IPv6相对IPv4的变化概述

IPv4的包头

IPv6的包头

IPv4和IPv6的包头比较

6.IPv6 的基本术语IPv6 的基本术语

7.链路MTU 发现机制

 前言

本章主要目的是，了解ipv6和他的地址类型。

随着互联网的飞速发展，IP地址的消耗速度惊人，据IANA测算，ipv4地址即将彻底消耗完毕。时至今日，ipv6已成为我国信息产业不得不做的一件事。

一.ipv4与ipv6

1.ipv4与ipv6概述

lnternet设计的最初动机是为了解决如何在核战争爆发时提供可靠的数据通信，TCP/P协议提供 了一个可行的方案，这个时期的计算机基本上都是安装在有雕花地板的空调机房中，并且价格昂贵，动辄上百万美元，摩尔定理此时也不为人所知，因为上述一些原因，设计者们没有意识到在多年之后，计算机会变得如此普及、以至于很多家庭基本上每人都拥有一台计算机，并且还接入互联网。这时，当初看起来完美的设计变得不完美了，解决Internet缺陷的需求变得越来越迫切，而iPv6的出现正是对这种需求的回应。

在开始Pv6的学习以前，每个人都会问这样的问题：

①我们为什么要学习它？

②这个新技术能给我们带来什么好处?

③为什么要研究ipv6技术呢？

在回答这个问题以前，我们先回顾一下Pv4的相关知识，

2.IPv4的概念与存在的问题

①ipv4概念

现在Internet所采用的是TCP/P协议族，IP是TCP/P协议族中网络层的协议，也是TCP/P协议 族的核心协议，目前，IP协议的版本号是4.因此称为Pv4，Pv4提供了hternet中系统之间主机到主 机的通信，它发展至今已经有30多年了，IPv4使用的地址位数为32位，即最多可以有2的32次方台计算机连到nteret上.近十年来由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量越来越大，使得IP地址的发放愈趋严格，各项资料显示，全球Pv4地址即将耗尽。

②ipv4存在的问题

IPv4在实际使用中存在许多问题，

  1. 首先，是地址空间使用效率比较低。
  2. 例如：当一个组织得到一个A类地址时，就有1600多万个地址被该组织独占，即便这个组织可能永远也不会有超过100万台计算机.典型的一个实例就是HP公司，由于该公司成功地合并了几个大公司，如Cormpaq,Digital，所以HP公司就顺理成章地合法拥有了好几个A类地址空间，还有一个事实是，当26个中国人分享一个IP地址的时候，平均每个美国人享有6个IP地址，在D类和E类地址中有好几百万个地址被浪费掉.虽然NAT等策略能够减轻所遇到的问题，但仍会使路由更加复杂。
  3. 其次，随着各种应用的出现，人们要求lhnternet必须能够适应实时的音频和视频的传输，这些类型的传输需要最小时延的策略和预留资源，但在IPv4的设计中并没有提供。
  4. 另外，由于受其诞生时代背景的影响，Pv4对于移动特性并没有很好的支持，对于某些应用用，Ihternet必须能够对数据进行加密和鉴别，但Pv4不提供数据的加密和鉴别。

ipv4存在问题总结：

  1.     地址空间不足
  2.     缺乏移动性支持
  3.     骨干路由表膨胀
  4.     配置复杂
  5.     安全问题
  6.     Qos和性能问题突出

针对地址危机临时的解决方法

CIDR

一定程度能节省IPv4地址空间的使用 不能解决IPv4地址短缺

NAT

能缓解IPv4地址短缺的问题 一些端到端的应用，如VoIP会出问题 实现复杂，性能下降

DHCP

通过释放一段时间不用的IP，能部分缓解IPv4地址短缺 不能解决IPv4的地址短缺

3.ipv6概述

IPv6是下一版本的互联网协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限 地址空间将被耗尽，为了扩大地址空间，计划通过IPv6重新定义地址空间，不过随着Pv6开始进入 设计阶段，设计者们不再单纯地将目标定位在解决地址空间短缺的问题上，提供一个更为高效，更 为安全并能更好地支持不同业务流和移动特性的新路由架构成为IPV6的最终目的，在后续的内容 中，我们会对如何达到这样的目标有一个初步的探讨。

4.IPv6相对于IPv4的优点

  1. 更大的地址空间
  2. 更高效的路由基础
  3. 更好的安全型
  4. 移动性
  5. 更好的QoS

5.IPv6相对IPv4的变化概述

在接下来的内容中，我们将通过对IPv4和IPv6包头的比较，来研究为什么Pv6能够实现比IPv4更强大的功能。

IPv4的包头

IPv6的包头

 流量类型:

相当于IPv4中的TOS字段，规定使用的服务类型

流标签:

长度为20位，用于标识同一业务流的数据。中间转发路由器对于同一源和目的的一个业务   流数据采用相同的转发行为，来提高转发效率

下一报文首部:

指出扩展头的位置

跳数限制:

类似于IPv4中的TTL，但是跳数的上限由上层协议来规定

IPv4和IPv6的包头比较

IPv6 数据包相对于IPv4 更加简化

  1.       引入流概念，降低路由器工作量
  2.       分片重组信息放到扩展头部
  3.       增加安全验证机制

6.IPv6 的基本术语IPv6 的基本术语

  1.  邻节点，在同一个链路上的两个节点
  2.    网段，以二层交换机位边界的 单一介质组成
  3.    链路， 以路由器位边界的一个局域网网络
  4.    子网，包含一个路由器在内的及格链路组成的网络
  5.    MTU：路由器接口可以接受的最大数据单元  以字节位单位

7.链路MTU 发现机制

1，IPv6 的分片和重组只发生在源端和目标端主机

   2， 中间路由器不再进行任何分片和重组

   3，当路由器接收到大于自己可已接受的MTU 时

        向源端发送 ICMP 错误包 报告自己可以接受的最大MTU

   4, 源端主机收到后按照这个MTU 分片重新发送。

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ipv6 tcp/ip nat NAT网关

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