internet用戶基于ipv6協(xié)議實驗網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2024-10-01 16:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 v6 想對于 IPv4 的提升之一，其中最主要改進(jìn)體現(xiàn)在鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議，路由協(xié)議的升級和隧道技術(shù)。 鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議。 IPv6 中的鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議定義了鏈接 在同一鏈路上的節(jié)點之間的交互行為。其中， IPv6 升級了新的 ICMP（因特網(wǎng)控制消息協(xié)議）消息： 路由器請求（ RS： Router Solicitation），路由器通告（ RA： Router Advertisement），鄰居請求（ NS： Neighbor Solicitation），鄰居通告（ NA：Neighbor Advertisement），重定向消息 ，來作為 IPv4 協(xié)議中的 ARP、 ICMP 路由器發(fā)現(xiàn)和 ICMP 重定向報文 的替代協(xié)議 。 當(dāng)需要確定目的節(jié)點的鏈路層地址時，需要使用鄰居請求消息，鄰居公告消息和被請求組播地址。這組消息的特點是只有使用相同機制的鄰居才能在協(xié)議棧中處理鄰居請求。圖 給出了典型的 IPv6 使用鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議的過程。 4 A Durand. J Ihren. “DNS IPv6 Transport Operational Guidelines”. 2020. 圖 IPv6 使用鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議的過程 相關(guān)過程需要用到 無狀態(tài)自動配置 功能 ， 重復(fù)地址檢測 DAD、前綴重新編址等技術(shù)。在這些機制中， 路由器重定向機制 比較重要， ICMPv6 重定向消息通知鏈路上的節(jié)點，在鏈路上存在一個更好的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路徑。當(dāng)接收到 ICMPv6 重定向消息時候，節(jié)點可以根據(jù) ICMPv6 重定向消息中的新路由，修改它本地的路由選擇表。 IPv6 路由選擇 與 IPv4 相同的， IPv6 的路由行為也是當(dāng)數(shù)據(jù)包經(jīng)過路由的時候，根據(jù)該數(shù)據(jù)包的目的地址，查詢路由表下一層的位置。路由表仍然是第三層的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)也仍然通過路由表來確認(rèn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)信息。但是與 IPv4 所不同的是， IPv6 將處理 ARP的 協(xié)議放在第三層， IPv6 第二層、第三層之間的通信所依賴的是一個叫做鄰居緩存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) IPv6 協(xié)議 的 建立、維護(hù)、和使用路由表、 都是通過 鄰居緩存表 來實現(xiàn)的 5。 IPv6 的路由選擇協(xié)議 主要有 BGP4+、 RIPng 和 OSPFv3 等。分別對應(yīng)不同的應(yīng)用場景。 BGP4+是個多協(xié)議擴(kuò)展 BGP，其規(guī)范包括 IPv IPX、 VPN 等新地址簇的多協(xié)議擴(kuò)展。 與 IPv4 相比，為了 支持 IPv6 地址 ， BGP4+更新了兩個屬性的定義：NEXT_HOP 屬性和 NLRI 屬性（ NetworkLayer Reachability Information，網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)信息） 6。 RIPng 對應(yīng)于 IPv4 中的 RIPv2， 與 RIPv2 大多數(shù)功能相同。 RIPng 的主要更新如下：目的前綴和下一跳地址基于 128 位，在 IPv6 數(shù)據(jù)包之上傳輸 RIPng 信息；使用本地鏈路地址 FE80::/10 作為源地址，以 FF02::9 作為目的組播地址（代 5 A Durand. P Fasno. I Guardini. D Lento. “IPv6 Tunnel Broker”. RFC3053 P0091. January 2020. 6 T Bates. Y Rekhter. R Chandra. D Katz.“Multiprotocol Extensions for BGP4”RFC2858. June 2020. 表本地鏈路范圍內(nèi)的所有 RIPng 路由器組播地址），用 UDP的 521 端口發(fā)送 RIPng信息到鄰居 RIPng 路由器。 OSPFv2（ Open Shortest Path First，最短路徑優(yōu)先路由選擇協(xié)議）在信息傳輸過程中直接使用 IPv4 服務(wù)和 IPv4 地址信息，是專門為 IPv4 設(shè)計的路由選擇協(xié)議。 OSPFv3 規(guī)范基于 OSPFv2，增加對 IPv6 的支持，去 OSPFv3 和 OSPFv2 之間的主要不同點如下。 第一、 OSPFv3 是運行基于鏈路的，而不是基于子網(wǎng)。 第二、從 OSPF 協(xié)議數(shù)據(jù)包和主 LSA 類型去除地址語義，使其協(xié)議核心獨立于網(wǎng)絡(luò)層地址。 第三、使用 IPv6 本地鏈路地址來標(biāo)識鄰接的鄰居。 第 四 、 OSPFv3 消息在 IPv6 數(shù)據(jù)包之上發(fā)送，允許通過 IPv4 網(wǎng)絡(luò)之上的 IPv6 隧道。 隧道技術(shù) 7 隧道（ Tunnel）是指將一種協(xié)議的數(shù)據(jù)包封裝在另一種協(xié)議的數(shù)據(jù)包中，使得一 種協(xié)議的數(shù)據(jù)包可以通過另一種協(xié)議的封裝進(jìn)行通信的技術(shù)。在 IPv6 中，IPv6 允許 原始包頭和有效載荷 不變的情況下，通過 IPv6 隧道穿越 IPv4 網(wǎng)絡(luò)到達(dá)另一個 IPv6 網(wǎng)絡(luò) 。 隧道技術(shù)的優(yōu)點是在 數(shù)據(jù)流量較小的情況下可以采用的比較簡便的過渡技術(shù)。隧道方法成本較小，只要求隧道兩端有雙棧路由器，配置簡單，容易實現(xiàn)，并且充分利 用了現(xiàn)有 IPv4 網(wǎng)絡(luò)資源。缺點是不能應(yīng)用于核心層， 并且 隧道 必須專門管理 ，當(dāng)隧道多時管理 將會 變得非常復(fù)雜 和 難以維護(hù) 。 7（美） Pete 詳解 .沙斐，程莉等譯 . 機械工業(yè)出版社， 2020 二、 基于 IPV6 協(xié)議實驗網(wǎng)設(shè)計 （一） 實驗網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖 實驗網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖 圖 給出了實驗網(wǎng)拓?fù)涞暮唵问疽鈭D，其中，核心層使用的是支持 IPv6的 CISCO2651XM:igh Performance Dual 10
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