【正文】 6 的版本號(hào)為“ 6”。在需要的時(shí)候可能還會(huì)定義其他的選項(xiàng)和擴(kuò)展。如果使用該選項(xiàng)，要求 IPv6 頭的 16 位凈荷長度字段值必須為 0，擴(kuò)展頭中的巨型凈荷長度字段值不小于 65535。類型 0 選路擴(kuò)展頭解決了 IPv4 源選路的主要問題。通過使用路徑 MTU 發(fā)現(xiàn)機(jī)制，源節(jié)點(diǎn)可以確定源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間的整個(gè)鏈路中能夠傳送的最大包長度，從而可以避免中間路由器的分段處理。若值為 1，表示后面還有后續(xù)字段；若值為 0則表示這是最后一個(gè)分段。過渡初期要解決的主要問題有兩個(gè)：第一個(gè)是解決這些 IPv6 的小島之間互相通信的問題；第二個(gè)是解決 IPv6 的小島與 IPv4 的海洋之間通信的問題。逐跳選項(xiàng)與地址選項(xiàng)目的是支持特殊應(yīng)用（如安全、管理）而預(yù)留的，中間節(jié)點(diǎn)需要根據(jù)某種策略來處理。采用該技術(shù)的節(jié)點(diǎn)上同時(shí)運(yùn)行 IPv4 和 IPv6 兩套協(xié)議棧。 雙棧節(jié)點(diǎn)可以支持 3 種隧道模式：不運(yùn)行隧道；僅運(yùn)行手工隧道；同時(shí)運(yùn)行手工和自動(dòng)隧道。在早期的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中， DSTM 用于避免使用 NAT 與遺留 IPv4 節(jié)點(diǎn)和程序通信。 TEP 能夠正 確地拆解封裝 IPv4 over IPv6 數(shù)據(jù)包。 DSTM 存在的問題主要有： 1） 不支持不對稱路徑，從 IPv4 節(jié)點(diǎn)返回的 數(shù)據(jù)必須經(jīng)過相同的 TEP 設(shè)備。隧道技術(shù)的缺點(diǎn)是，在 IPv4 網(wǎng)絡(luò)上配置 IPv6 隧道是一個(gè)比較麻煩的過程，而且隧道技術(shù)不能實(shí)現(xiàn) IPv4 主機(jī)和 IPv6 主機(jī)之間的通信。 P C AI P V 6 網(wǎng) 絡(luò) 隧 道 端 點(diǎn)R 1I P V 4 網(wǎng) 絡(luò)隧 道 端 點(diǎn)R 2 P C BI P V 6 網(wǎng) 絡(luò) 兩個(gè) IPV6 網(wǎng)絡(luò)通過純 IPV4 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián) IPv6 數(shù)據(jù)包的封裝步驟如下： 1） 隧道入口點(diǎn)將 IPv6 數(shù)據(jù)報(bào)中跳數(shù)限制字段的值減去 1，并把該數(shù)據(jù)包封裝進(jìn)某個(gè) IPv4 首部中，接著通過隧道傳輸封裝后的數(shù)據(jù)包。隧道入口點(diǎn)會(huì)預(yù)處理 IPv6 首部，如果必要的話，會(huì)在原始數(shù)據(jù)包上添加一組擴(kuò)展（ Extension）首部。 手工配置隧道如圖 76 所示。 3) 自動(dòng)隧道與配置隧道的使用 很多時(shí)候，在不包含 IPv6 路由器的網(wǎng)段中，其中的 IPv6/IPv4 主機(jī)需要配合使用這兩種隧道技術(shù)。2020：： /16 這個(gè)條目表示該 6to4 中繼器的路由，同樣也要通過 2 號(hào)接口送 出，同樣要進(jìn)行封裝。 RFC2766 中定義和描述內(nèi)容如下： 1）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（ NAT），轉(zhuǎn)換 IP 地址、 TCP、 UDP 及 ICMP 首部校驗(yàn)和等。在 NATPT 中，使用 ALG（ applicationlevelgateway，應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)）對分組載荷中的 IP。 [5] 地址與協(xié)議轉(zhuǎn)換（翻譯）技術(shù)在文檔 RFC2765 和 RFC2766 中定義和描述，是與雙棧技術(shù)、隧道技術(shù)一起提供的主要過渡機(jī)制。 PCA 上啟用了路由：其相關(guān)生存時(shí)間與發(fā)布標(biāo)志位表明該路由是一個(gè)發(fā)布路由。這種隧道的兩個(gè)端點(diǎn)都必須支持雙棧協(xié)議棧（手工配置就不需要）。站點(diǎn)中每個(gè)主機(jī) 都至少需要支持 IPv6，路由器需要支持雙棧。這種方式對最終用戶隱藏了隧道的存在，而且一般工作，例如 traceroute 也檢測不到隧道的存在。如果隧道出口點(diǎn)是路由器，此時(shí)原始數(shù)據(jù)包的 IPv6 目標(biāo)地址并不等同于隧道的出口點(diǎn)地址。在隧道的入口處，路由器將 IPv6 的數(shù)據(jù)分組封裝有 IPv4 中，該 IPv4 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，在隧道出口處，再將 IPv6 分組取出轉(zhuǎn)發(fā)給目的站點(diǎn)。 2） 協(xié)議對應(yīng)用程序是透明的，在雙協(xié)議棧主機(jī)上的應(yīng)用程序與在 IPv4 上的應(yīng)用程序 一樣，不需要修改。節(jié)點(diǎn)不允許動(dòng)態(tài)更新DNS 返回給 DSTM 服務(wù)器訪問模塊的 IPv4 地址。在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)支持兩種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，但 網(wǎng)絡(luò)管理的開銷有復(fù)雜 程度，例如需要分配的地址量大、路由設(shè)備要求高等，比較好的解決方法是使網(wǎng)絡(luò)策略盡可能支持IPv6。實(shí)現(xiàn)雙棧機(jī)制的節(jié)點(diǎn)稱為雙棧節(jié)點(diǎn)。 雙協(xié)議棧技術(shù) （ Dual Stack） 這類技術(shù)可以讓 IPv4 技術(shù)和 IPv6 技術(shù)共存于同一設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中。在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中，過渡期設(shè)備往往運(yùn)行在雙棧環(huán)境下，同時(shí)面臨 IPv6 和 IPv4 的路由表需求，因此對地址空間的要求將大于目前的純 IPv4 環(huán)境。 IPV4 網(wǎng)絡(luò)向 IPV6 網(wǎng)絡(luò)的過渡可以分 為 4 個(gè)階段，如圖所示 , 11 I P V 6 島純 I P V 4 網(wǎng) 絡(luò)I P V 4 海 洋 I P V 4 島I P V 6 海 洋純 I P V 6 網(wǎng) 絡(luò)I P V 6 實(shí) 驗(yàn) 網(wǎng) 絡(luò)第 1 階 段 第 2 階 段 第 3 階 段 第 4 階 段I P V 6 / I P V 4 轉(zhuǎn) 換在過渡的初期 ,Inter 將由運(yùn)行 IPv4 的“海洋”和運(yùn)行 IPv6 的“孤島”組成。 保留字段：此 2 位字段目前未用，設(shè)置為 0。這種處理方式要求路由器必須完成額外的工作，并且在傳輸過程中包可能 被多次分段。擴(kuò)展頭的其余部分為類型特定的數(shù)據(jù)，與選路頭類型相關(guān)。因此，該選項(xiàng)在逐跳擴(kuò)展頭中使用，要求沿途的每個(gè)路由器都必須檢查此信息。 IPv6中實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展頭可以消滅或至少大量減少選項(xiàng)帶來的對性能的沖擊。地址空間擴(kuò)展以后可以支持更多的尋址層次，使可尋址的節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大增加，而且使地址的自動(dòng)配置更為簡單。由于 IPv6 地址被分成兩個(gè)部分 子網(wǎng)前綴和接口標(biāo)識(shí)符，因此人們期待一個(gè) IP 節(jié)點(diǎn)地址，可以按照類似 CIDR（無類型域間選路， Classless InterDomain Routing） 地址的方式被表示為一個(gè)攜帶額外數(shù)值的地址，其中指出了地址中有多少位是掩碼。送往一個(gè)組播地址的包將被傳送至有該地址標(biāo)識(shí)的所有接口上。 3 即插即用的聯(lián)網(wǎng)方式 IPv6 的標(biāo)準(zhǔn)功能使設(shè)備只要連接在網(wǎng)上便可自動(dòng)設(shè)定 IP 地址，它分為全狀態(tài)的自動(dòng)設(shè)定和無狀態(tài)的自動(dòng)設(shè)定 。 清華大學(xué)也己經(jīng)建立了國內(nèi) IPv6 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)床，來研究 IPv6 的技術(shù)以及 IPv4 網(wǎng)絡(luò)向IPv6 網(wǎng)絡(luò)過渡的問題。設(shè)計(jì)時(shí)用 32 位（ bit）標(biāo)識(shí) IP 地址空間，認(rèn)為這是一個(gè)巨大的數(shù)字，對網(wǎng)絡(luò)地址的連接標(biāo)識(shí)是足夠用了。 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )成績評定表 ................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。這樣的數(shù)字可以保證今后所有接入Inter 的設(shè)備數(shù)量將不受限制地持續(xù)增長，可以適應(yīng) 21 世紀(jì)，甚至更長時(shí)間的需要。 IPv4協(xié)議和 IPv6 協(xié)議對應(yīng)著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)層，是 TCP/IP 協(xié)議簇的組成部分 [1] IPv6 的提出 為了解決 IPv4 地址短缺以及路由表過于龐大等問題 ， IETF 于 1993 年下半年專門成立了 IPng(IP Next Generation)工作組來負(fù)責(zé)制定下一代 IP 協(xié)議。 ① 單播：一個(gè)單接口的標(biāo)識(shí)符。在這種方法中，只有當(dāng) 16 位組全部為 5 0 時(shí)才會(huì)被兩個(gè)冒號(hào)取代，且兩 個(gè)冒號(hào)在地址中只能出現(xiàn)一次。 源地址（ 12 位）：該分組始發(fā)節(jié)點(diǎn)的 128 位地址。在 IPv4中，“壽命”在理論上被定義為數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中可以生存的時(shí)間，通常用秒計(jì)。 前兩個(gè)字段指明了下一個(gè)報(bào)頭協(xié)議的擴(kuò)展頭的長度（此時(shí)，由于整個(gè)選項(xiàng)只有 8 位，擴(kuò)展頭長度的字段值為 0）。源選路允許用戶指定包的路徑，即到達(dá)目的地沿途必須經(jīng)過的路由器。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)將剩余段數(shù)字段的值減 1。 下一個(gè)頭 保留 分段偏移值 保留 M 標(biāo)識(shí) 圖 3— 4 分段報(bào)頭 分段頭字段包括： 下一個(gè)頭字段：此 8 位字段對所有的 IPv6 頭是共同的。在 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)滸于全球之前，總是有一些網(wǎng)絡(luò)首先使用 IPv6 協(xié)議棧并希望能夠與當(dāng)前的 Inter 正常通信。從另一個(gè)角度， IPv6 設(shè)計(jì)的一個(gè)宗旨是方便用戶應(yīng)用層的擴(kuò)展，因此 NP 可以根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)出衫的私有特性。由于報(bào)文頭的簡化， Qos 處理和實(shí)施的效率會(huì)有所提高。這種技術(shù)的缺點(diǎn)在于必須升級整個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件后才能運(yùn)行機(jī)制兩個(gè)獨(dú)立王國的協(xié)議書棧。路由器采用雙?？梢詫?shí)現(xiàn)隧道和翻譯技術(shù)。 DSTM 節(jié)點(diǎn) TEP 把 IPv4 數(shù)據(jù)封裝一個(gè) IPV4 數(shù)據(jù)包中，發(fā)往 DSTM 邊界路由器，邊界路由器收到這種 IPv4 over IPv6 數(shù)據(jù)包后，將從 IPv6 數(shù)據(jù)包中取出 IPv4數(shù)據(jù)，然后把 IPv6 數(shù)據(jù)包發(fā)往 IPv4 目的地。 2） 當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序打開一個(gè) IPv4 套接字時(shí)。 在 IPv6 全面實(shí)施之前，總有一些網(wǎng)絡(luò)先提供對 IPv6 的支持，但是這些 IPv6 網(wǎng)絡(luò)被運(yùn)行 IPv4 的骨干網(wǎng) 絡(luò)隔離開來。 2） 路由器 R1 接收到發(fā)往 PCB 的數(shù)據(jù)包后，開始把該數(shù)據(jù)包封裝 3） 在路由器 R2 也即隧道的出口點(diǎn)，解開數(shù)據(jù)包的封裝 ，將 IPv4 首部剝離，取出 IPv6 數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)至最終的目的地 PCB。生存時(shí)間（ TTL）， Time to Live 字段的值取決于所使用的實(shí)現(xiàn)方式。 4 手工隧道 手工配置隧道（ Configured Tunnel）需要隧道兩個(gè)端點(diǎn)所有的網(wǎng)絡(luò)的管理員協(xié)作完成。默認(rèn)路由的掩碼為零，只有不存在具有特定匹配掩碼或網(wǎng)絡(luò)前綴的其他路由器 的情況下，才 22 會(huì) 使用此默認(rèn)路由。第一條目為：： /0。 采用這種方法連接的 IPv6 站點(diǎn)不需要采用 IPv4 兼容地址，也不需要手工配置的隧道。 [6] N A T P TD N S A L GI P v 4 a d d r e s s p o o lN I CI P v 4 / I P v 6 a d d r e s s m a p p i n gN I CI P v 4 / I P v 6 t r a s l a t i o n m a n a g e rT C P / U D PIPv4 nodeIPv4 nodeI P v 4I P v 4D N S s e r v e r 圖 3 NATPT 系統(tǒng) NATPT 處于 IPv6 和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)的交界處，可以實(shí)現(xiàn) IPv6 主機(jī)與 IPv4 主機(jī)之間的互通。它是 SIIT（ stateless IP/ICMP translation algorithm）協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)地址翻譯（ NAT）技術(shù)結(jié)合與改進(jìn)。與手工配置隧道不同的是，它不需要任何地址配置；與自動(dòng)隧道不同的是它不需要使用 IPv4 兼容的 IPv6 地址。目的地址確實(shí)為 IPv6 的所有數(shù)據(jù)包將會(huì)通過該配置隧道進(jìn)行路由。封裝 IPv6 數(shù)據(jù)包的時(shí)候，隧道入口點(diǎn)使用該地址作為 IPv4 首部中的目的地址。原始數(shù)據(jù)包的首部根IPv6 首部 IPv6 有效載荷 21 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行處理。 IPv6數(shù)據(jù)包封裝進(jìn) IPv4 數(shù)據(jù)包如圖 75 所示。 隧道可以用不同的方式來實(shí)現(xiàn)，可以是路由器 路由器、主機(jī) 路由器、主機(jī) 主機(jī)或 者路由器 主機(jī)。根據(jù)建立方式的不同，隧道可 18 以分成兩類：手工配備的隧道和自動(dòng) 配置的隧道。 DSTM服務(wù)器與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的通信必須使用 IPv6 協(xié)議， DSTM 服務(wù)器也提供對節(jié)點(diǎn)請求的認(rèn)證。 5） 已經(jīng)存在的 IPv4 節(jié)點(diǎn)和應(yīng)用程序不用做任何修改。 DNS 服務(wù)器需要對地址進(jìn)行驗(yàn)證 ,IPv6 必須滿足 3 項(xiàng)規(guī)定 : 1) 地址是分配給某個(gè)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)接口。 IPv6 和 IPv4 是功能相近的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，兩者都應(yīng)用于相同的數(shù)據(jù) 14 鏈路層和物理層協(xié)議平臺(tái)，并承載相同的運(yùn)輸層協(xié)議書 TCP 或 UDP，如果一臺(tái)主機(jī)同時(shí)支持 IPv6 和 IPv4，那么該主機(jī)就可以和僅支持 IPv4 或 IPv6 的主機(jī)通信， IPv6/IPv4 雙協(xié)議棧的協(xié)議書結(jié)構(gòu)如圖 應(yīng)用層協(xié)議 TCP/UDP IPv6 IPv4 鏈路層及物理協(xié)議（ IP 層以下部分） 雙棧節(jié)點(diǎn)和 IPv6 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的時(shí)候，就像一個(gè)純 IPv6 節(jié)點(diǎn)，而當(dāng)它和 IPv4 節(jié)點(diǎn)通信的時(shí)候，又像一個(gè)純 IPv4 節(jié)點(diǎn)。 相對于其他硬件平臺(tái)來說， ASIC 平臺(tái)在“硬件”轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)上具有優(yōu)勢，也就是說直接通過 ASIC 硬件查表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)。為了兼容現(xiàn)有的 IPv4 技術(shù)，盡快地獲取生存空間，支持 IPV6 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更多的在要雙棧環(huán)境下運(yùn)行，“兼容性”大于“先進(jìn)性”，在確 保兼容性的前提下，怎樣使 IPv6 技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支持方面，能夠做到比 IPv4 更具優(yōu)勢是過渡期 IPv6 開發(fā)的重點(diǎn)。 過渡要求 IPv6 不可能立刻替代 IPv4，因此在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi) IPv4 和 IPv6 會(huì)共存一個(gè)環(huán)境中。換言之，在發(fā)送任意長度的包之前，必須檢查由源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑，計(jì)算同可以無需分段而發(fā)送的最大長度的包。 ③ 該包一直轉(zhuǎn)發(fā)，直到到達(dá)路徑中的第一站，即 IPv6 頭的目的地址（選路頭列表中的第一個(gè)路由器），只有該路由器才檢查選路頭，沿途的中間路由器都忽略選路頭。 IPv6 頭的最初目的地址是路由頭的一系列地址中的第一個(gè)地址，而不是包的最終目的地址。 巨型掐荷選項(xiàng)指明包的凈荷長度超過 IPv6 的 1