IPv6技术培训课件.ppt
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- IPv6 技术培训 课件
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1、IPv6 技术培训专题技术培训专题培训目的 通过此次培训,你可以l了解了解IPv6地址结构地址结构l掌握掌握IPv6地址配置技术地址配置技术l掌握掌握IPv6邻居发现原理邻居发现原理l掌握掌握OSPFv3路由协议路由协议l了解了解IPv6过渡技术过渡技术课程内容l第一章第一章 IPv6IPv6地址格式及分类地址格式及分类l第二章第二章 IPv6IPv6邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置l第三章第三章 OSPFv3OSPFv3l第四章第四章 IPv6IPv6过渡技术介绍过渡技术介绍IPv6地址格式 IPv6地址=前缀+接口标识l前缀:相当于v4地址中的网络IDl接口标识:相当于v4地址中的主机
2、ID 128位长,用冒号将128比特分割成8个16比特的部分,每个部分包括4位的16进制数字。地址前缀长度用“/+数字”来表示 举例:l3ffe:3700:1100:0001:d9e6:0b9d:14c6:45ee/64IPv6地址缩写 每个16位的分段中开头的零可以省略 一个或多个相邻的全零分段可以用双冒号:表示 双冒号只能使用一次 以下是同一个地址不同表示法的例子:l0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/96l1:123:0:0:0:ABCD:0:1/96l1:123:ABCD:0:1/96IPv6地址分类 单播地址(单播地址(Unicast Ad
3、dress)组播地址(组播地址(Multicast Address)任播地址(任播地址(Anycast Address)特殊地址特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00.0 (128 bits):/128环回地址00.1 (128 bits):1/128组播11111111FF00:/8链路本地地址1111111010FE80:/10站点本地地址1111111011FEC0:/10全局单播(其他)单播地址识别单一接口l发送到单播地址的数据包被传输到这个单播地址对应的接口IPv6单播地址分类(根据地址范围):l全局单播地址 例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58
4、l链路本地地址 例 FE80:E0:F726:4E58l站点本地地址 例 FEC0:E0:F726:4E58全局单播地址全球唯一地址带有全球地址的数据包可被转发到全球网络的任何部分(理想情况)全局单播地址层次结构全局单播地址层次结构全局路由前缀全局路由前缀子网子网ID接口接口ID45位位16位位64 位位001链路本地地址用于单个链路,可进行自动地址配置、邻居发现或在没有路由器时进行单个链接编址 带有链路-本地源或目的地址的数据包不转发到其它链路链路本地地址结构链路本地地址结构0接口接口ID1111111010541064站点本地地址用于单个站点内部编址带有站点-本地源或目的地址的数据包不转发
5、到其它站点相当于V4网络中的私有地址(RFC 1918)站点本地地址结构站点本地地址结构0接口接口ID1111111011105464IPv6地址分配下面的格式是IANA有权分配的全球单播地址格式,剩余的保留将来定义IPv6地址空间的最小地址分配块为32比特IPv6的地址空间管理是按规定的等级结构在全球范围内分配,即IANA-区域注册机构RIR-国家注册机构NIR-ISP/本地注册机构LIR-最终用户(或ISP)每个用户可以获得48比特地址前缀,此处用户并非个人用户,而是相当于一所大学用户只有一个网络和子网时,可以得到64bits地址前缀l 移动设备仅有一台联网设备时,可以分配128bits地
6、址前缀l 拨号345166400129bits16bits16bits64bitsLIR/32接口ID客户站点/48子网/64设备/128接口ID对链路来说是唯一的可动态获得lIEEE采用MAC-to-EUI-64转换l其它链路采用其它的自动方法可用来形成链路-本地地址可用来形成带有无状态自动配置功能的全球地址EUI-64规范 将将48比特的比特的MAC地址转化为地址转化为64比特的接口比特的接口IDl 由设备自动生成l MAC唯一,所以接口ID也唯一 步骤:步骤:l 在MAC地址的公司ID(高24位)和节点ID(低24位)中间插入FFFEl 将MAC地址中g比特位的前一位求反组播地址 Fla
7、gsl 前3位设为0l 最后一位定义地址类型 0=固定或众所周知 1=本地分配或短期 Scopel 表示组播组的范围 Group IDl 组播组ID V6组播组播MAC地址地址l 3333+组播组ID0预留1节点本地范围2链路本地范围5站点本地范围8企业本地范围E全局范围F预留预定义的组播地址IPv6预定义组播地址IPv4预定义组播地址组播组节点本地范围FF01:1224.0.0.1所有节点地址FF01:2224.0.0.2所有路由器地址链路本地范围FF02:1224.0.0.1所有节点地址FF02:2224.0.0.2所有路由器地址FF02:5224.0.0.5所有OSPF路由器FF02:6
8、224.0.0.6所有OSPF指派路由器FF02:9224.0.0.9所有RIP路由器FF02:13224.0.0.13所有PIM路由器站点本地范围FF05:2224.0.0.2所有路由器全局FF0 x:101224.0.1.1NTP协议Solicited-NodeSolicited-Node组播地址IPv6中特有的组播地址中特有的组播地址l 每个节点必须为分配给它的每个单播和任播地址加入的一个组播地址,用于DAD地址重复检测(RFC2373)Solicited-Node组播地址生成过程组播地址生成过程l 接口ID的后24位:XX:XXXXl 前缀FF02:0:0:0:0:1:FFl FF02
9、:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX例:主机的MAC地址为 00-02-b3-1e-83-29IPv6地址为 fe80:0202:b3ff:fe1e:8329 Solicited-Node组播地址:ff02:1:ff1e:8329IPv6地址新类型 任播(Anycast)被分配给多个接口,仅用于路由器发往任播地址的数据包被路由转发给分配了任播地址的接口中距离最近的一个同组播地址相同,不能做为源地址使用Whos Gateway?Im nearest one.特殊地址 未指定地址未指定地址(Unspecified Address)l 0:0:0:0:0:0:0:0=:/128 Loopback
10、 地址地址l 0:0:0:0:0:0:0:1=:1/128内嵌内嵌IPv4地址的地址的IPv6地址地址l 用于与传统网络之间的互联互通,以使IPv4网络和IPv6网络之间能进行无缝通信,这里使用的IPv4地址必须是全球唯一IPv4单播地址。l IPv4兼容的IPv6 地址l IPv4映射的IPv6地址节点所需要的地址主机节点需要如下地址来标识自己主机节点需要如下地址来标识自己l Link-Local地址(必须地址)l 手工或自动配置的单播地址(可选地址)l loopback地址(必须地址)l“All-Nodes”和“Solicited-Node”及其它所属于的组播地址(必须地址)路由器节点除了
11、以上地址,还要有路由器节点除了以上地址,还要有l 路由器上配置的任播地址(可选地址)l“All-Routers”组播地址(必须地址)课程内容l第一章第一章 IPv6IPv6地址格式及分类地址格式及分类l第二章第二章 IPv6IPv6邻居发现及地址配置邻居发现及地址配置l第三章第三章 OSPFv3OSPFv3l第四章第四章 IPv6IPv6过渡技术介绍过渡技术介绍邻居发现协议的作用RFC2461中定义了邻居发现协议l发现邻居物理地址(代替IPv4使用的ARP)l路由器发现l地址冲突检测(Duplicate Address Detect)l检验邻居的可达性和状态l自动地址配置l重定向邻居发现协议报
12、文基于ICMPv6报文实现其功能路由器请求(Router Solicitation)路由器通告(Router Advertisement)邻居请求(Neighbor Solicitation)邻居通告(Neighbor Advertisement)重定向(Redirect)Router Solicitation报文RS是主机发送的报文,触发路由器迅速产生路由器通告。回应报文为RA报文报文结构如下:Router Solicitation报文结构IP 部分l 源地址:接口的link-local地址或者unspecified(全0)。l 目的地址:全部路由器组播地址FF02:2l 跳数:255ICM
13、P部分l Type=133l Code=0l 选项部分包含了发送者的link-layer地址Router Advertisement报文由路由器发出路由器周期性地发送路由器通告消息,或者对路由器请求作出响应报文结构如下:Router Advertisement报文结构IP部分l 源地址:发送者Link-localLink-local地址l 目的地址:全部节点组播地址FF02:1或发送RS的主机单播地址l 跳数:255ICMP部分l Type=134l Code=0l Cur hop limit=主机发送的数据包的默认跳数l 选项部分包含了发送者的link-layer地址l 选项部分包含了MTU
14、、地址前缀l Router Lifetime,表示存在于主机default router缓存中的时间l Reachable Time,表示存在于主机邻居缓存中的时间l Retrans Timer,表示进行邻居检测时的重新发送间隔Neighbor Solicitation报文用途:l 地址解析l 地址重复检测l 邻居状态跟踪报文结构如下:Neighbor Solicitation报文结构 IP部分l 用作地址解析:源地址:发送者IPv6地址 目的地址:目的地的Solicited-NodeSolicited-Node组播地址l 用作邻居状态跟踪:源地址:发送者IPv6地址 目的地址:目的地的单播地
15、址l 用作DAD:源地址:unspecified地址“:”目的地址:目的地的Solicited-NodeSolicited-Node组播地址l 跳数:255ICMP部分lType=135lCode=0lTarget address地址解析:目的IPv6地址可达性检测:目的IPv6地址DAD:需要检测的地址Neighbor Advertisement报文回复NS报文,通告链路层地址的改变报文结构如下:Neighbor Advertisement报文结构IP部分l 源地址:发送者IPv6地址l 目的地址:全部节点组播地址FF02:1(DAD用)或发送NS的主机单播地址(回应地址解析/邻居状态检测)
16、l 跳数:255ICMP部分l Type=136l Code=0Redirect报文结构IP部分l 源地址:接口的链路本地地址l 目的地址:触发重定向的数据包的源地址l 跳数:255ICMP部分l Type=136l Code=0l Target:是重定向的地址邻居发现协议地址解析地址解析在三层完成,不同的二层介质可以采用相同的地址解析协议可以使用三层的安全机制(例如IPSec)避免地址解析攻击使用组播方式发送请求报文,减少了二层网络的性能压力邻居发现协议地址解析使用两种ICMPv6报文完成交互过程l 邻居请求NSl 邻居通告NA以太网报头目的MAC:组播MAC地址IPv6报头源地址:A目的地
17、址:B的请求节点多播地址ICMP类型135NS报文头目标地址:BNS选项A的MAC地址我要找B,它在哪?我在这呢以太网报头目的MAC:A的MAC地址IPv6报头源地址:B目的地址:AICMP类型136NA报文头目标地址:BNA选项B的MAC地址NSNAAB邻居发现协议重复地址检测(DAD)重复地址检测确保网络中无两个相同的单播地址所有地址都需要做DAD使用NS和NA完成DAD交互过程若发现有地址重复l随机生成地址:不安排给接口l链路本地地址:将接口置于不可用状态重复地址检测过程地址在配置给接口前称为“临时地址”首先加入到all-nodes组播地址和solicited-node组播地址(临时地址
18、所在的组播)周期性的发出Neighbor Solicitation报文l源地址:unspecified地址l目的地址:请求节点组播地址lTarget address:临时地址重复地址检测过程NS和NA完成DAD交互的过程2000:1新配置地址 2000:1以太网报头目的MAC地址:请求节点组播MAC地址IPv6报头源地址::目的地址:FF02:1:FF00:1ICMP类型135NS报头目标地址:2000:1NSNA以太网报头 目的MAC地址:所有节点组播MAC地址IPv6报头 源地址:2000:1 目的地址:FF02:1ICMP类型136NA报头 目标地址:2000:1XDuplicated!
19、邻居发现协议邻居状态跟踪邻居状态有5种lINCOMPLETE 未完成lREACHABLE 可达lSTALE 陈旧lDELAY 延迟lPROBE 探查邻居发现协议邻居状态跟踪IncompleteReachableDelayStaleProbeEmpty1.A先发送先发送NS,并生成缓存条目,状态为,并生成缓存条目,状态为 Incomplete2.若若B回复回复NA,则,则 Incomplete-Reachable,否则,否则10s后后Incomplete-Empty,即删除条目,即删除条目3.经过经过ReachableTime(默认默认30s),B的条目状态的条目状态Reachable-Stal
20、e4.或者在或者在Reachable状态,收到状态,收到B的非请求的非请求NA,且链路层地址不同,则马上,且链路层地址不同,则马上-Stale5.在在Stale状态若状态若A要向要向B发送数据,则发送数据,则Stale-Delay,并发送,并发送NS请求。请求。6.在在Delay_First_Probe_Time(默认默认5秒秒)内,内,Delay-Probe,若有,若有NA应答,则应答,则Delay-Reachable7.在在Probe状态,每隔状态,每隔RetransTimer(默认默认1秒秒)发送单播发送单播NS,发送,发送MAX_UNICAST_SOLICIT个个后再等后再等Restr
21、ansTimer,有应答则,有应答则-Reachable,否则进入否则进入Empty,删除表项,删除表项一个例子:节点一个例子:节点A要访问节点要访问节点B,A的缓存中无的缓存中无B的条目,下图是邻居状态机的变化的条目,下图是邻居状态机的变化邻居发现协议路由器发现链路上的路由器会定期的发送RA收到RA的主机将加入默认路由器列表中收到RA的路由器将检查RA内容的一致性IPv6报头源地址:路由器链路本地地址目的地址:所有节点组播地址(FF02:1)ICMP类型134RA报头当前跳限制、标志位、路由器生存期、可达性和重传定时器RA选项路由器链路层地址、MTU、前缀RARA邻居发现协议路由器发现主机初
22、始化时发送RS,路由器回应RARSRA 邻居发现协议重定向功能当网关知道更好的转发路径时,会以重定向报文的方式告知主机R1R2RedirectA应该把R2直接作为到达B的下一跳IPv6报头源地址:R1目的地址:AICMP类型137重定向报文头下一跳地址:R2目标地址:BABIPv6地址配置技术 自动配置l无状态自动配置(stateless autoconfiguration)l有状态自动配置(stateful autoconfiguration)手工配置l建议用于服务器和重要网络设备地址自动配置技术的作用 自动配置技术能够完成以下功能:赋予主机自己的地址参数l地址前缀l接口ID赋予主机其它的相
23、关参数l路由器地址l跳数lMTU地址自动配置过程接口初始化接口产生临时地址对“临时”地址进行地址重复检测(DAD)接口产生link-local地址,具备IP连接能力决定采用何种自动配置技术l由Router Advertisement报文及主机配置来决定l无状态自动配置(stateless autoconfiguration)l有状态自动配置(stateful autoconfiguration)获得全局地址无状态自动配置技术特点IPv6的标准功能lRFC2462无需进行手工配置 l即插即用性减轻网络管理的负担l对主机、路由器均可进行自动配置l可配置多个地址进行网络无缝迁移主机无状态自动配置过程
24、主机发送Router Solicitation报文路由器回应Router Advertisement报文主机获得前缀及其它参数IPv6地址地址=1:ABCDLink-local地址地址=FE80:ABCD源:源:FE80:ABCD目的:目的:FF02:2RS报文报文RA报文报文(前缀为前缀为1:)源:源:FE80:EFGH目的:目的:FF02:1Link-local地址地址=FE80:EFGHIPv6地址地址=1:1主机获得前缀及其它参数过程当存在以下情况时忽略RA发送的前缀:l RA报文选项中的“auto”未置位l 前缀与已有地址前缀重复(包括link-local地址)l RA报文选项中的“
25、preferred lifetime”时间大于“valid lifetime”l 前缀长度与接口ID长度之和不等于128位(大于或小于)除以上情况外,主机获得前缀同时也获得一些相关时间参数:l“preferred lifetime”发起新通讯的有效时间l“valid lifetime”原有通讯的有效时间主机会周期性的收到RA报文,并据此报文来更新自己的时间参数主机获得前缀及其它参数过程主机会保持获得的前缀,但保持时间依据如下规则:l“preferred lifetime”时间到期后,主机可继续在原有的通讯中使用此地址,但不能在新的通讯中使用l“valid lifetime”到期后,此地址为无效
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