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正文內(nèi)容

基于ipv4與ipv6并存網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與研究-文庫吧資料

2025-06-12 22:38本頁面
  

【正文】 own //開啟fastethernet0/0端口R1(config)ipv6 route afec:1988::/64 fastEthernet 0/0 dea1:1888::2 //配置靜態(tài)的ipv6路由R1(config)ipv6 route ::/0 fastEthernet0/0 dea1:1888::2 //配置靜態(tài)的默認(rèn)ipv6路由,路由表中不存在的路由條目走端口fastEthernet0/0,下一條地址是dea1:1888::2。實例配置:實驗介紹:RRR3是局域網(wǎng)內(nèi)通過以太網(wǎng)相互連接的路由器,并且使用的是IPv6版本的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一旦確定了目的IPv6網(wǎng)絡(luò),路由必須指向下一條IPv6地址和路由器的接口二者中的一個,如下所示:Router(config) ipv6 route ipv6prefix/prefixlength{nexthop/interface}[distance]Ipv6prefix參數(shù)是目的IPv6網(wǎng)絡(luò);prefixlength是給定的IPv6前綴長度;nexthop是用來到達(dá)目的IPv6網(wǎng)絡(luò)的一個IPv6地址;interface能夠用來指示靜態(tài)路由輸出的接口,如串行鏈路或隧道;distance是可選參數(shù),設(shè)定管理距離,默認(rèn)情況下,靜態(tài)路由的管理距離是1。表51 IPv6路由選擇協(xié)議的管理距離路由選擇協(xié)議管理距離(默認(rèn))已連接接口0靜態(tài)路由(面向接口)0靜態(tài)路由(面向下一條)1外部BGP(EBGP)20OSPF110ISIS115RIP120內(nèi)部BGP(IBGP)2005.3 靜態(tài)IPv6路由配置實例Ipv6 route 命令添加靜態(tài)IPv6路由。支持IPv6的路由選擇協(xié)議的管理距離與IPv4的對應(yīng)協(xié)議相比沒有變化。在轉(zhuǎn)發(fā)過程中,當(dāng)使用不同路由選擇協(xié)議的若干路由指向相同的目的網(wǎng)絡(luò)時,路由器用管理距離來選擇最佳路徑。5.2 管理距離管理距離是標(biāo)示路由選擇協(xié)議可靠性的一個值。路由選擇表包括目的網(wǎng)絡(luò)路由列表,每條路由包括掩碼、輸出接口、路由類型和每條路由的管理距離。路由選擇表包含的條目要么是通過路由選擇協(xié)議動態(tài)得到的,要么是由網(wǎng)絡(luò)管理員靜態(tài)配置的。然后中間路由器轉(zhuǎn)發(fā)所有的數(shù)據(jù)包到下一個網(wǎng)絡(luò)段,到達(dá)另一個中間路由器,該路由器重復(fù)相同的過程,如此下去直到最終目的地。路由選擇協(xié)議的管理距離——與IPv4相比,支持IPv6的路由選擇協(xié)議的管理距離保持不變。但是,因為IPv6協(xié)議定義成一種新的協(xié)議簇,在路由器上同時啟用IPv4和IPv6協(xié)議時,IPv6路由選擇表的處理和管理是與IPv4路由選擇表分離的。送往一個組播地址的包將被傳送至有該地址標(biāo)識的所有接口上。送往一個泛播地址的包將被傳送至該地址標(biāo)識的接口之一(根據(jù)選路協(xié)議對于距離的計算方法選擇“最近”的一個)。送往一個單播地址的包將被傳送至該地址標(biāo)識的接口上。廣播地址已不再有效。這使得從服務(wù)器擴(kuò)展至負(fù)載分擔(dān)的服務(wù)器群成為可能,而不再需要在服務(wù)器的需求量上升時必須進(jìn)行硬件升級。一個提供通用服務(wù)的服務(wù)器在高需求量的情況下可能會崩潰。即,如果兩個節(jié)點主要是傳遞業(yè)務(wù)流,則它們并不需要具備IPv6地址。隨著許多機(jī)構(gòu)開始使用點到點鏈路來連接其分支機(jī)構(gòu),每條鏈路均需要其自己的子網(wǎng),這樣一來消耗了許多地址空間。這個聲明與點到點鏈路的使用有關(guān)。每個網(wǎng)絡(luò)接口必須至少具備一個單播地址。IP地址被指定給網(wǎng)絡(luò)接口而不是節(jié)點,因此一個擁有多個網(wǎng)絡(luò)接口的節(jié)點可以具備多個IPv6地址,其中任何一個IPv6地址都可以代表該節(jié)點。4.3 IPv6的尋址模型IPv6尋址模型與IPv4很相似。把兩種可能的表達(dá)方式組合在一起,該地址也可以表示為:::由于IPv6地址被分成兩個部分—子網(wǎng)前綴和接口標(biāo)識符,因此人們期待一個IP節(jié)點地址可以按照類似CIDR地址的方式被表示為一個攜帶額外數(shù)值的地址,其中指出了地址中有多少位是掩碼。IPv6地址中的最低32位可以用于表示IPv4地址,該地址可以按照一種混合方式表達(dá),即X:X:X:X:X:X:,其中X表示一個16位整數(shù),而d表示一個8位十進(jìn)制整數(shù)。在這種方法中,只有當(dāng)16位組全部為0時才會被兩個冒號取代,且兩個冒號在地址中只能出現(xiàn)一次。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時,標(biāo)準(zhǔn)中允許用“空隙”來表示這一長串的0。這是一種比較標(biāo)準(zhǔn)的IPv6地址表達(dá)方式,此外還有另外兩種更加清楚和易于使用的方式。例如,下面是一些合法的IPv6地址:CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:20201030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B2000:0:0:0:0:0:0:1請注意這些整數(shù)是十六進(jìn)制整數(shù),其中A到F表示的是10到15。IPv6地址的基本表達(dá)方式是X:X:X:X:X:X:X:X,其中X是一個4位十六進(jìn)制整數(shù)(16位)。例如,下面是一些合法的IPv4地址,都用十進(jìn)制整數(shù)表示:IPv4地址也時常以一組4個2位的十六進(jìn)制整數(shù)或4個8位的二進(jìn)制整數(shù)表示,但后一種情況較少見。單播和組播地址與IPv4的地址非常類似,但I(xiàn)Pv6中不再支持IPv4中的廣播地址,而增加了一個泛播地址。IPv4地址可以被分為2至3個不同部分(網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符、節(jié)點標(biāo)識符,有時還有子網(wǎng)標(biāo)識符),IPv6地址中擁有更大的地址空間,可以支持更多的字段。4.1 IPv6的地址IPv4與IPv6地址之間最明顯的差別在于長度:IPv4地址長度為32位,而IPv6地址長度為128位。但是這樣一來將使我們喪失一個改進(jìn)IP的巨大機(jī)會。本章將IPv6尋址分成了以下幾個部分: 128位地址的結(jié)構(gòu)和命名及IPv6地址的不同類型(單播、組播和泛播)。本章在介紹了RFC 2373(IPv6尋址體系結(jié)構(gòu))中描述的IP尋址體系結(jié)構(gòu)之后,將首先介紹一些與IP尋址相關(guān)的議題。近年中,尤其是隨著下一代IP技術(shù)的發(fā)展,對于IP地址的這種觀點正在改變。4 IPv6尋址本章在介紹IPv6尋址之前,首先介紹一些與使用IP尋址來標(biāo)識和定位IP網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點相關(guān)的問題。兩個報頭中唯一保持同樣含義和同樣位置的是版本號字段,都是用最開始的4位來表示。IPv6保留了IPv4的長處,對其不足之處作了一些簡化、修改、和增加新功能。報文格式是一個協(xié)議對報頭的組成域的具體劃分和對各個域內(nèi)容的定義。3.7 IPv6的數(shù)據(jù)報文格式在IP層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元叫做報文(packet)或數(shù)據(jù)報(datagram)報文。一個實例就是IP安全(IPSec)報頭能夠提高端到端的安全性,其他擴(kuò)展報頭包括路由報頭、分?jǐn)鄨箢^、認(rèn)證報頭和信宿報頭。IPv6的地址結(jié)構(gòu)決定了在需要的時候能夠在基本報頭的后面放置擴(kuò)展報頭,這也同時提高了路由能力。與IPv4不同,在IPv6網(wǎng)絡(luò)中,路由過程中不對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分割,從而進(jìn)一步減少了路由負(fù)載。IPv6的16字節(jié)地址長度是IPv4的4字節(jié)地址長度的4倍,但I(xiàn)Pv6報頭的總長度只有IPv4報頭總長度的2倍。IPv6同時改進(jìn)和提高了IP包的基本報頭格式。IPv6的這種分層地址結(jié)構(gòu)也使路由器可以使用多個可聚類的短路由表,每個路由表中存放適量數(shù)目的記錄。另外,這種地址結(jié)構(gòu)還支持一些新的服務(wù),如優(yōu)化的IP層移動或廣播服務(wù)。IPv6主機(jī)并不需要了解這種地址的層次結(jié)構(gòu),因此,它對網(wǎng)絡(luò)安全有很大好處。分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的底層是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP),之上是客戶網(wǎng)絡(luò)和它的子網(wǎng)。在一段可預(yù)見的時期內(nèi),它能夠為所有可以想象出的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個全球唯一的地址。這樣,它就能在全球范圍內(nèi)解決有關(guān)網(wǎng)絡(luò)和訪問技術(shù)之間的移動性問題。移動IP需要為每個設(shè)備提供一個全球唯一的IP地址,IPv4沒有足夠的地址空間可以為在公共互聯(lián)網(wǎng)上運行的每個移動終端分配一個這樣的地址。尤其是在移動終端數(shù)量持續(xù)上漲的今天,這些優(yōu)點更加突出。對通信節(jié)點和轉(zhuǎn)交地址之間的路由進(jìn)行優(yōu)化,就會使網(wǎng)絡(luò)的利用率更高。由于在該數(shù)據(jù)包里包含家鄉(xiāng)地址的選項,接收方通信節(jié)點在處理這個包時,就可以用這個家鄉(xiāng)地址替換包內(nèi)的轉(zhuǎn)交地址。移動節(jié)點在家鄉(xiāng)以外的地方發(fā)送數(shù)據(jù)包時,使用一個家鄉(xiāng)地址目標(biāo)選項。移動設(shè)備每次改變位置,都要將它的轉(zhuǎn)交地址告訴給家鄉(xiāng)地址和它所對應(yīng)的通信節(jié)點。每個移動設(shè)備設(shè)有一個固定的家鄉(xiāng)地址(home address),這個地址與設(shè)備當(dāng)前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無關(guān)。協(xié)議中也定義了相應(yīng)的手段允許協(xié)商加密參數(shù),以及AH和ESP的用法。另外,IPv6定義了ISAKMPOAKLEY協(xié)議,其基礎(chǔ)是DiffHellman算法。一方面,IPv6數(shù)據(jù)包的接收者可以要求發(fā)送者首先利用IPv6認(rèn)證頭(數(shù)據(jù)包頭的擴(kuò)展部分)進(jìn)行“登錄”,然后才接收數(shù)據(jù)包,這種登錄是算法獨立的,可以有效地阻止網(wǎng)絡(luò)“黑客”的攻擊。3.4 可靠的安全性IPv6利用數(shù)據(jù)包頭的擴(kuò)展部分可以提供路由器級的安全性。而且,選項出現(xiàn)在擴(kuò)展頭部中,使路由器可以簡單地跳過選項,加速了分組處理的過程。IPv6數(shù)據(jù)包頭中的“Next Header”域,它指向數(shù)據(jù)包頭的擴(kuò)展部分,這樣便可以在非常簡單的結(jié)構(gòu)里提供很多可選的特征。它僅包含7個字段(IPv4有13個)。IM定義了鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP),把ARP納人NDP并運行于Internet控制報文協(xié)議(ICMP)上,使ARP更具有一般性,包括更多的內(nèi)容,而且不用為每種鏈路層協(xié)議定義一種ARP,NDP中還定義了可達(dá)性檢測過程,保證IP報文不會發(fā)送給“黑洞”。IPv4中ARP是獨立的協(xié)議,負(fù)責(zé)IP地址到鏈路層地址的轉(zhuǎn)換,對不同的鏈路層協(xié)議要定義不同的ARP。為了保證主機(jī)地址的唯一性,IPv6定義了重復(fù)地址檢測過程,每當(dāng)生成地址時,必須反復(fù)執(zhí)行生成和檢測過程,直到得到唯一的地址。由用戶管理多個地址是相當(dāng)煩瑣的,所以IPV6提供了地址自動配置機(jī)制,使主機(jī)能自動生成地址,避免了手工配置的低效率,實現(xiàn)了主機(jī)的即插即用功能。另一方面,運行IPv6的主機(jī)能同時為每個端口配置多個IP地址。這樣ISP能有效地控制路由信息,避免路由爆炸現(xiàn)象的出現(xiàn)。全局網(wǎng)絡(luò)號由Internet地址分配機(jī)構(gòu)(IANA)分配給各ISP,用戶的全局網(wǎng)絡(luò)地址只是ISP地址空間的子集。隨著用戶數(shù)的增加,會出現(xiàn)大量無法會聚的特殊路由,即使無類別域間路由(CIDR)也不能處理這樣的路由表爆炸現(xiàn)象。也就是說,一旦用戶從某機(jī)構(gòu)處申請到一段地址空間,他就永遠(yuǎn)使用該地址空間,而不管他是從哪個Internet服務(wù)提供者(ISP)處獲得服務(wù)。IPv6具有長達(dá)128bit的地址空間可以徹底解決IPv4地址不足的問題,除此之外IPv6還采用分級地址模式、高效IP包頭、服務(wù)質(zhì)量、主機(jī)地址自動配置、認(rèn)證和加密等許多技術(shù)。在IPv4面臨的一系列問題中,IP地址即將耗盡無疑是最為嚴(yán)重的,有預(yù)測表明,以目前Internet的發(fā)展速度計算,所有IPv4地址將在2005至2010年間分配完畢。我們知道,由于歷史的原因,IPv4地址的分配是極不合理的,大量的IP地址分給了一些大學(xué)和商業(yè)公司,比如美國斯坦寶大學(xué)擁有1700萬,IBM公司則達(dá)到3300萬,而我國只分到大約900萬個正式地址,這顯然與當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)飛速發(fā)展的狀況是不相適應(yīng)的。地址短缺問題的根源有多方面的原因。1987年統(tǒng)計表明可能將來需要分配多達(dá)10萬個網(wǎng)絡(luò),然而早在1996年這個記錄已經(jīng)被打破。但是在20世紀(jì)80年代早期,即使是最有遠(yuǎn)見的TCP/IP開發(fā)者們也沒有預(yù)料到互聯(lián)網(wǎng)會有今天的爆炸性增長。Internet上每個主機(jī)都分配了一個(或多個)32bit的IP地址。同時IP應(yīng)用的擴(kuò)展對IP也提出了新的要求,比如Internet上多媒體信息傳播、移動用戶的網(wǎng)絡(luò)接人等,都為IP的研究開辟了新的空間。目前,越來越多的人相信,未來的網(wǎng)絡(luò)將是基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。1990年,IETE看到了這些問題已經(jīng)在即,于是開始啟動IP新版本的設(shè)計工作,新版本的IP將有用不完的地址,而且還將解決許多其他的問題,同時也更加靈活和高效。其次,隨著計算機(jī)工業(yè)、通訊業(yè)和娛樂業(yè)的不斷交融,有可能在不久的將來,世界上的每一部電話和電視都將變成Internet節(jié)點,從而幾十億臺機(jī)器將會使用音頻和視頻點播。20世紀(jì)90年代中期開始,人們對于Internet的興趣不斷膨脹,Internet開始為各種各樣的人所使用,尤其是有著不同需求的人們。除了這些技術(shù)問題以外,還有另一個隱藏在背后的問題。本書主要考慮發(fā)生在網(wǎng)際層的事情,而對于其他層只考慮在修改網(wǎng)際層協(xié)議后會受到影響的部分。正是在這一層,兩個通信系統(tǒng)間可以具有多個業(yè)務(wù)流(參見上一段)。兩個系統(tǒng)可以用多種不同的方法交互,但是至少在這一層,可將來自不同的應(yīng)用層交互的數(shù)據(jù)僅僅視為具備相同的源地址和目的地址,而無需立即進(jìn)行區(qū)分。這一層的數(shù)據(jù)傳輸單元在地址信息之后包含一些凈荷數(shù)據(jù)。在這一層上通信的系統(tǒng)不一定相同,因為兩個不同網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)不能直接在這一層通信,而在其他層通信的系統(tǒng)則要保持一致。傳輸層中包含了會話層的大部分功能,而應(yīng)用層中則包含了表示層的大部分功能。這可能是由于實現(xiàn)者假定在數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)是由物理媒體傳遞的。應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層圖22 Internet模型只用四層實現(xiàn)了無縫的、可互操作的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)雖然在某些情況下這些層看來與OSI分層模型類似,但其中確實有一些差異。2.2 Internet模型那些構(gòu)造實際網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)研究者們發(fā)現(xiàn)可以使用只有四層的網(wǎng)絡(luò)模型來提供所有功能。? 應(yīng)用層:定義實際程序如何使用網(wǎng)絡(luò)交互。? 表示層:在這一層,不同的系統(tǒng)將自己的數(shù)據(jù)翻譯為彼此都能接受和理解的格式。? 會話層:處理連接的流和定時。? 傳輸層:提供協(xié)議使得一個系統(tǒng)的進(jìn)程連接到另一個系統(tǒng)的進(jìn)程成為可能。正是在這一層,通信被認(rèn)為發(fā)生在系統(tǒng)間而不只是在網(wǎng)絡(luò)接口間。在這一層,系統(tǒng)間的通信通過直接連接到網(wǎng)絡(luò)的實際網(wǎng)絡(luò)接口來實現(xiàn)。在這一層,g系統(tǒng)間的通信通過與物理媒體的連接得以實現(xiàn)。自下而上,這些層包括:應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層圖21 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的OSI模型提供了系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行互操作
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