【正文】 用 32 位來(lái)表示，而 IPv6 采用 128 位來(lái)表示，這樣大的一個(gè)地址空間，幾乎可以容納無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。 IPv6 將整個(gè)地址分為 8 段來(lái)表示，每段之間用冒號(hào)隔開，每段的長(zhǎng)度為16 位，表示如下： XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX 從上面可以看出， IPv6 中每一個(gè)段是 16 位，每段共四個(gè) X，其中 X 使用 4 bit 表示，一個(gè) X 就表示一個(gè)數(shù)字或字母，一個(gè)完整的地址共 128 bit。 0 4 8 16 19 24 31 版 本 頭長(zhǎng)度 業(yè)務(wù)類型（ TOS） 總長(zhǎng)度（ Total Length） 標(biāo)識(shí)符（ Identification） Flags 分段偏移量 Fragment Offset 生存時(shí)間（ TTL） 協(xié)議（ Protocol） 報(bào)頭校驗(yàn)和（ Header Checksum） 信源地址（ Source Address） （ 4 個(gè)字節(jié)） 圖 1 IPv4 的基本報(bào)頭 0 4 8 16 31 版本 優(yōu)先級(jí) 數(shù)據(jù)流標(biāo)號(hào) 有效載荷（ Payload） 下一個(gè)首部 跳數(shù)（ Hop）極限 信源地址（ Source Address） （ 16 字節(jié)） 信宿地址（ Destination Address） （ 16 字節(jié)） 圖 2 IPv6 的基本報(bào)頭 如圖 ： IPv6 的報(bào)頭結(jié)構(gòu)相比 IPv4 有了很大的改進(jìn)，主要的改變?nèi)缦拢? ◆對(duì)齊（ alignment）已經(jīng)從 32bit 的整數(shù)倍改為 64bit 的整數(shù)倍； ◆取消了報(bào)頭長(zhǎng)度字段，因?yàn)?IPv6 的基本報(bào)頭長(zhǎng)度固定為 40 個(gè)八比特組； ◆數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度字段被有效載荷長(zhǎng)度（ payload length）字段取代； ◆信源地址和信宿地址字段的大小都被增加成每個(gè)字段 16 個(gè)八比特組； ◆ 分片信息已經(jīng)從基本報(bào)頭的固定字段移到一個(gè)擴(kuò)展報(bào)頭中； ◆生存時(shí)間 TTL（ TimeToLive）字段改為跳數(shù)極限（ hoplimit）字段； ◆業(yè)務(wù)類型（ service type）改為數(shù)據(jù)流標(biāo)號(hào)（ flow label）字段； ◆協(xié)議（ Protocol）字段改為下一個(gè)報(bào)頭（ next header）字段，用來(lái)指明下一個(gè)報(bào)頭類型。 （ 四 ）、 IPV6 的 地址表示方法 對(duì)于一個(gè)完整的 IPv6 地址，需要寫 128 位，已經(jīng)被分成了 8 段，每段 4 個(gè)字符，也就是說完整地表示一個(gè) IPv6 地址，需要寫 32 個(gè)字母，這是相當(dāng)長(zhǎng)的，并且容易信宿地址（ Destination Address） （ 4 個(gè)字節(jié)） 選項(xiàng)（ Options） 填充（ Padding） 混淆和出錯(cuò)，所以 IPv6 在地址的表示方法上，是有講究的，到目前為止， IPv6 地址的表示方法分為三種，分別是： 首選格式、壓縮表示、 IPv4 內(nèi)嵌在 IPv6 中。 下面來(lái)看一些整個(gè)段 4 個(gè)字符都為 0 的 IPv6 地址使用壓縮格式來(lái)表示： 例 1： 壓縮前： 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 壓縮后： :: 說明： 可以看出，由于這個(gè)地址的 8 個(gè)段全部都為 0，所以只用 :: 就將整個(gè)地址表示出來(lái)，當(dāng)計(jì)算機(jī)拿到這個(gè)壓縮后的地址時(shí)，發(fā)現(xiàn)比正常的 128 位少了 128位，那么就會(huì)在 :: 的地方補(bǔ)上 128 個(gè) 0，結(jié)果為： 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 可以看出，計(jì)算機(jī)還原的地址就是壓縮之前的真實(shí)地址。 所以，在壓縮 IPv6 地址時(shí)，一個(gè)地址中只能出現(xiàn)一個(gè) :: 。下面來(lái)看一些省略前導(dǎo) 0 的地址表示形式： 例 1： 壓縮前： 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 壓縮后： 0:0:0:0:0:0:0:0 從結(jié)果中可以看出，計(jì)算機(jī)根本就不需要對(duì)這樣的地址還原，壓縮后的結(jié)果和壓縮前的結(jié)果是相等的。第三種壓縮方法就是結(jié)合前兩種方法，既將整段 4 個(gè)字符全為 0 的部分寫成 :: ， 也將無(wú)意義的 0 省略不寫，結(jié)果就可以出現(xiàn)以下一些最方便的表示方法： 例 1： 壓縮前： 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 壓縮后： :: 1 可以看到，結(jié)合了兩種壓縮格式的方法，但為簡(jiǎn)便。在表示時(shí)，是在 IPv4 原有地址的基礎(chǔ)上，增加96 個(gè) 0，結(jié)果變成 128 位，增加的 96 個(gè) 0 再結(jié)合原有的 IPv4 地址，表示方法為 0:0:0:0:0:0: 或者 ::.，如下： 0000:0000:0000:0000:0000:0000: 9 6 個(gè) 0 32 位 例： IPv4 地址為 ： 表示 IPv6 地址為 ： 0:0:0:0:0:0: 注： IPv6 中沒有廣播地址， IPv6 不建議劃子網(wǎng)，如果需要?jiǎng)澴泳W(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)位請(qǐng)不要低于 48 位。 單播地址有以下幾種形式 :全球單播地址 (GlobalUnicastAddress)、未指定地址 (UnspecifiedAddress)、環(huán)回地址 (LoopbackAddress)等。 ③接口 ID： 用來(lái)標(biāo)識(shí)鏈路上的接口。該地址不能分配給任何節(jié)點(diǎn)。 (2) 多播地址 多播地址標(biāo)識(shí)一組接口 (一般屬于不同節(jié)點(diǎn) )。多播地址格式如 表 2 所示。 ②范圍字段， 4 位，用于指示多播組是只包含同一本地網(wǎng)絡(luò)、同一站點(diǎn)、同一機(jī)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，還是全球地址空間內(nèi)的任何節(jié)點(diǎn)。因而，從語(yǔ)法上，任播地址與單播地址沒有區(qū)別。 （一） 雙協(xié)議棧技術(shù) 雙協(xié)議棧是指在單個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)支持 IPv4 和 IPv6 兩種協(xié)議棧。 雙協(xié)議棧方案的工作方式如下： 如果應(yīng)用程序使用的目的地址是 IPv4 地址，則使用 IPv4 協(xié)議。 雙協(xié)議棧主機(jī)的協(xié)議結(jié)構(gòu)見表 3： 表 3 雙協(xié)議棧主機(jī)的協(xié)議結(jié)構(gòu) 應(yīng)用程序 TCP/UDP 協(xié)議 IPv6 協(xié)議 IPv4 協(xié)議 接入網(wǎng)絡(luò) （二） 隧道 技術(shù) 隧道技術(shù)是將 IPv6 的報(bào)文分組封裝到 IPv4 的分組中，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。 在隧道的入口處，路由器將 IPv6 的數(shù)據(jù)報(bào)封裝入 IPv4 中， IPv4 數(shù)據(jù)報(bào)的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的 IPv4 地址。 主要隧道技術(shù)包括： GRE 隧道 、 手工隧道 （ 6 over 4）、 6to4 隧道 、 ISATAP 隧道 、 MPLS/BGP(6PE)隧道等 6 to 4 隧道： 6to4 邊界路由器是隧道的端口，當(dāng)它接收到 IPv6 分組時(shí)，從 IP 頭標(biāo)的 IPv6 地址域中提取出隧道末端的 IPv4 地址后，將 IPv6 報(bào)文封裝在以此 IPv4 地址為目的地址的 IPv4 報(bào)文中，同時(shí)將 IPv4 報(bào)頭中的協(xié)議域字段設(shè)為 41。 ISATAP 隧道： 站內(nèi)自動(dòng)隧道尋址協(xié)議 (ISATAP: IntraSite Automatic Tunnel Addressing Protocol) 過渡技術(shù)就是采用了雙棧和隧道技術(shù)，并基于企業(yè)網(wǎng)和主機(jī)的一種過渡技術(shù)。 NATPT 是最常用的協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，它通過 SIIT 協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)地址翻譯 (NAT)技術(shù)適當(dāng)?shù)嘏c應(yīng)用層網(wǎng)關(guān) (ALG)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了 IPv6 主機(jī)和純 IPv4 主機(jī)的大部分應(yīng)用的相互通信。 NATPT 可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模式 ： 靜態(tài) NATPT： 靜態(tài)模式提供一對(duì)一的 IPv6 地址和 IPv4 地址的映射。 動(dòng)態(tài) NATPT： 動(dòng)態(tài)模式也提供一對(duì)一的映射，但是使用應(yīng)該 IPv4 地址池。 NATPT DNS ALG： 動(dòng)態(tài) NATPT 映射可以和 DNS ALG 聯(lián) 合使用來(lái)轉(zhuǎn)換 DNS 傳輸，以自動(dòng)建立目的節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換地址。 實(shí)驗(yàn)： 靜 態(tài) NATPT 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D 路由器 R1 配置： 路由器 R3 配置： 路由器 R2 配置： R1 上 ping R3 上 ping 2020：： 1 （四） 三種過渡技術(shù)的對(duì)比分析 雙協(xié)議棧技術(shù) 隧道技術(shù) NATPT 技術(shù) 技術(shù)特點(diǎn) 同時(shí)運(yùn)行 IPv4 和IPv6 兩套協(xié)議棧，完全兼容 IPv4 和 IPv6。 IPv4 和 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的互通 存在問題 不能解決 IPv4 地址耗盡的問題；需要運(yùn)行兩套協(xié)議棧，增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。這些都給組建 IPv6 網(wǎng)絡(luò)提供了良好的基礎(chǔ)。采用同時(shí)支持 IPv6/IPv4 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)，使得校園網(wǎng)平臺(tái)同時(shí)支持兩種協(xié)議的應(yīng)用。 (2)新校園網(wǎng) IPv6 網(wǎng)絡(luò)互通方法 上述方案，校內(nèi) IPv6 內(nèi)部、 IPv4 內(nèi)部在各自網(wǎng)內(nèi)分別互通。 方案二： 老校園網(wǎng)升級(jí) (1)老校園網(wǎng) IPv6 組網(wǎng)方案分析 針對(duì)目前大多數(shù)高校，對(duì)已有的校園網(wǎng)部署 IPv6 組網(wǎng)方案，相比新建校園網(wǎng)要復(fù)雜，基本可以通過以下兩種方法實(shí)現(xiàn)，一是購(gòu)買新的雙棧設(shè)備，二是升級(jí)核心設(shè)備的軟硬件支持雙棧。而校內(nèi) IPv6和 IPv4 互通，是通過新建 IPv6 校園網(wǎng)雙棧核心交換機(jī)進(jìn)行地址協(xié)議轉(zhuǎn)換。并且由于 IPv6 建設(shè)初期用戶 較少，為了減少設(shè)備投資，考慮使用服務(wù)器模擬路由器作為邊界的雙棧設(shè)備。基于校園網(wǎng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，擬定了如下的試驗(yàn)網(wǎng) IPv6 方案。 ISATAP 配置方法中，邊界 路由器采用了 ISATAP 技術(shù)連接 CERNET2，雙?？蛻舳伺渲?ISATAP 技術(shù)。 具體如下： NameVirtualHost [2020:da8:8004::5] //偵聽