中国科学技术大学：《信息网络协议基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 IPv6协议

第三章IPv6协议

信息网络与协议 第三章 IPv6协议

中国钟学我术大草 信息网倍与协议 UKIVERIT背OP SCIENC建D TECHNOLO0YO年Ca框NA 主要内容 ·概述 ·Pv4的可扩展性问题 。 IPv6基本协议 ·Pv6网络中的邻居发现机制 ·Pv6地址自动配置 ·IPv6路由 ·IPv4/IPv6过渡 2

信息网络与协议 主要内容 • 概述 • IPv4的可扩展性问题 • IPv6基本协议 • IPv6网络中的邻居发现机制 • IPv6地址自动配置 • IPv6路由 • IPv4/IPv6过渡 2

中国斜学技术大享 信息网给与协议 UKIVERIITY OF SCIENCE AND TECHNOLOOY OF CHINA 为什么引入P ，异构网络互连 在Internet中，不同网络的主机可能采用不同的通信技术，包括以太网、无线局域 网、点对点链路、ATM、颅中继等 链路层协议、服务模型等不同 IP实现采用不同通信技术的节点之间的互联，接入Internet的每个节点都运行引P协议 Internet Protocol(IPv4/IPv6) 以太 ATM 移动通信 WMAN WLAN Frame 网(4G、 IEEE IEEE 网 Relay 3G、2.5G) 802.16/a/e 802.11/b/g/m 大规模网络互连 高效性 ·分组交换技术 ·网络中的路由器只是转发数据，并不对数据进行服务质量控制等复杂的处理 可扩展性 Internet由几十亿个节点互连，并且网络规模还在不断扩大中. Internet的发展验证了IP的有效性，能够满足大规模网络互连的需求

信息网络与协议 为什么引入IP • 异构网络互连 – 在Internet中，不同网络的主机可能采用不同的通信技术，包括以太网、无线局域 网、点对点链路、ATM、帧中继等 • 链路层协议、服务模型等不同 • 大规模网络互连 – 高效性 • 分组交换技术 • 网络中的路由器只是转发数据，并不对数据进行服务质量控制等复杂的处理 – 可扩展性 • Internet由几十亿个节点互连，并且网络规模还在不断扩大中…. Internet Protocol(IPv4/IPv6) WMAN IEEE 802.16/a/e WLAN IEEE 802.11/b/g/n … ATM Frame Relay 以太 网 移动通信 网（4G、 3G、2.5G） IP实现采用不同通信技术的节点之间的互联，接入Internet的每个节点都运行IP协议 Internet的发展验证了IP的有效性，能够满足大规模网络互连的需求

中国钟学我术大草 信息网给与协议 服务模型 ·IP提供的是尽力传送服务(best-effort) -无连接，分组携带足够的信息能使网络将分组传送到目的地 一不保证分组可靠到达目的地，可能出现分组的丢失，乱序 设计原则：使网络尽可能的简单 主机（复杂处理） 主机（复杂处理） 应用处理F,lmh…印metP… 传输控制… TCP UDP 路由器（尽力转发） TCP UDP P P P Ether Packet Point-to- Ether PacketPoint-to- Ether Packet Point-to- net Radio Point net Radio Point net Radio Point

信息网络与协议 服务模型 • IP提供的是尽力传送服务（best-effort） – 无连接，分组携带足够的信息能使网络将分组传送到目的地 – 不保证分组可靠到达目的地，可能出现分组的丢失，乱序 路由器（尽力转发） 设计原则：使网络尽可能的简单 主机(复杂处理) 主机(复杂处理) 传输控制 应用处理

中国钟学我术大草 信息网倍与协议 UKIVERIT背OP SCIENC建D TECHNOLO0YO年Ca框NA 主要内容 ·概述 。 IPv4的可扩展性问题 ● IPv6基本协议 ·Pv6网络中的邻居发现机制 ·Pv6地址自动配置 ·IPv6路由 ·IPv4/IPv6过渡 5

信息网络与协议 主要内容 • 概述 • IPv4的可扩展性问题 • IPv6基本协议 • IPv6网络中的邻居发现机制 • IPv6地址自动配置 • IPv6路由 • IPv4/IPv6过渡 5

中国斜学技术大享 信息网给与协议 问题描述 IPv4地址长度为32比特，理论上IPv4地址的最大数量为232， 大约为43亿 IPv4引入的时候主机的数量不到400！ 8 bits 二进制表示 10101010 01010101 00110011 11001100 十进制表示 (W.X.Y.Z) 170 85 51 204 0 31 网络号(NET) 主机号(HOST) 网络号：标识IP地址所对应节点所在的网络，也被称为网络前缀 主机号：在网络号所指定的网络中标识P地址所对应的节点，主 机号的长度决定了网络所能容纳节点的数量！

信息网络与协议 问题描述 • IPv4地址长度为32比特，理论上IPv4地址的最大数量为2 32 ， 大约为43亿 – IPv4引入的时候主机的数量不到400！ 网络号（NET） 主机号（HOST） 10101010 01010101 00110011 11001100 8 bits 170 85 51 204 十进制表示 (W.X.Y.Z) 二进制表示 网络号：标识IP地址所对应节点所在的网络，也被称为网络前缀 主机号：在网络号所指定的网络中标识IP地址所对应的节点，主 机号的长度决定了网络所能容纳节点的数量！ 0 31

中国斜学技术大享 信息网给与协议 IVERIITY OF SCIENCADT比CHNOLO0YO年N 问题描述 ·地址不够用！ 用户需求的不断增长，在LTE及其后继演进中要求话音通过P进行 传输，因此需要每个手持设备拥有P地址；物联网中每个节点都 需要P地址 GlobalWeblndex:统计表明平均每人3.64台设备（2016) 地址利用率不高，分配粒度太大 单播 Class A NET HOST HOST HOST (0-127) 地址 Class B 10 NET NET HOST HOST (128-191) Class C 110 NET NET NET HOST (192-223) Class D 1110 组 播 地 址 Class E 11110保 留 地 址 (240-247) 有类别地址分配 P地址中网络号或主机号为全0或全1的一般用做特殊处理，不用 来标识网络或主机

信息网络与协议 问题描述 • 地址不够用！ – 用户需求的不断增长，在LTE及其后继演进中要求话音通过IP进行 传输，因此需要每个手持设备拥有IP地址；物联网中每个节点都 需要IP地址 • GlobalWebIndex统计表明平均每人3.64台设备（2016） – 地址利用率不高，分配粒度太大 – IP地址中网络号或主机号为全0或全1的一般用做特殊处理，不用 来标识网络或主机 单播 地址 (128 – 191) (192 – 223) Class A Class B Class C (0–127) Class D Class E (240-247) HOST HOST HOST NET HOST HOST NET NET HOST 0 NET 10 NET 110 NET 播 地 留 地 1110 11110 保 组 址 址 有类别地址分配

中国钟学我术大草 信息网给与协议 Class D and E 12.5% Class C 12.5% Class A 50% Class B 25% Figure 1-1 Classful IPv4 Address Allocarion Class A networks,with a /8 mask,can each have a total of 16,777,214 Class B networks have a /16 mask,which means they can have a total of 65,534 Class C networks,with a /24 mask,can have a maximum of only 254

信息网络与协议

中国斜学巷术大享 信息网给与协议 UKIVERIITY OF SCIENCE AND TECHNOLOOY OF CHINA 问题描述 路由器特别是核心网络路由器路由表（转发表）表项急剧膨 胀，从而降低路由效率 每个路由器上都有一个路由表，有手动配置或者根据路由协议自 动生成 对于nternet:每增加一个网络，必须在路由表中建立该网络网络号 所对应路由表表项 路由表结构 R1#show ip bgp BGP table version is 9,local router ID is 11.1.1.1 Status codes:s suppressed,d damped,h history,valid,best,i-internal, r RIB-failure,s stale origin codes:i-IGP,e EGP,incomplete Network Next Hop Metric LocPrf weight Path 1.0.0.0 :0.0.0.0 0 32768i >2.0.0.0 :10.1.12.2日 02001 3.0.0.0 :10.1.14.4日 04003001 目的网络 下一跳

信息网络与协议 问题描述 • 路由器特别是核心网络路由器路由表(转发表)表项急剧膨 胀，从而降低路由效率 – 每个路由器上都有一个路由表，有手动配置或者根据路由协议自 动生成 – 对于Internet每增加一个网络，必须在路由表中建立该网络网络号 所对应路由表表项 路由表结构 目的网络 下一跳

中国钟学我术大草 信息网给与协议 ERIITY OF SCC建AND TECHNOLOYO年N Growth of the BGP Table-1994 to Present 900000 B00000 800,000 700000 600000 500000 盘 400000 300000 200000 100000 97 9 02 03 05 07 06 10 11 121845167692020 更多的关于路由器路由表统计信息参考：htp:bgp.potaroo.net/

信息网络与协议 Growth of the BGP Table - 1994 to Present 更多的关于路由器路由表统计信息参考：http://bgp.potaroo.net/ 800,000 2020