【正文】 此消息的節(jié)點根據(jù)路由器提 供的消息，修改本地路由表項。無狀態(tài)自動配置有三種機制：路由器發(fā)現(xiàn)、重復(fù)地址檢測以及前綴重新編址。在 IPv4 中可用 ARP 協(xié)議實現(xiàn)該功能， IPv6 中就用鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議實現(xiàn)該功能，并且功能有增強。地址解析在數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)過程中有很重要的作用 。 地址解析是確定目的節(jié)點鏈路層地址的一種方法。鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議還提供前綴發(fā)現(xiàn)、地址自動配置、鄰居不可達(dá)檢測以及重復(fù)地址檢測等功能?；厮蛻?yīng)答：每收到一個回送請求消息， ICMPv6 都會用回送應(yīng)答消息響應(yīng)，其中標(biāo)識符以及序列號的值要與回送請求消息中相應(yīng)字段值相同。 回送請求：主要用來發(fā)送到目的節(jié)點，以使目標(biāo)節(jié)點立刻發(fā)回回送應(yīng)答消息。 圖 26 目標(biāo)不可達(dá)消息結(jié)構(gòu) 圖 27 數(shù)據(jù)報文超長消息結(jié)構(gòu) 圖 28 超時消息結(jié)構(gòu) IPv6 協(xié)議 9 圖 29 參數(shù)問題消息結(jié)構(gòu) 信息消息 ICMPv6 的信息消息有很 多種，這里主要介紹回送請求消息和回送應(yīng)答消息。當(dāng)路由器收到跳限制字段的值為 1 的報文時，會丟掉該數(shù)據(jù)報文，同時向源發(fā)送超時消息，超時消息的結(jié)構(gòu)如圖 28 所示。 目標(biāo)不可達(dá)：當(dāng)數(shù)據(jù)報文無法到達(dá)目標(biāo)節(jié)點或者是上層協(xié)議時，由路由器或者是目標(biāo)節(jié)點發(fā)出目標(biāo)不可到達(dá)的差錯消息，消息結(jié)構(gòu)如圖 26 所示。 圖 25 ICMPv6 報文格式 差錯消息 差錯消息報文結(jié)構(gòu)的類型字段最高位為 0，主要用來報告在其報文的轉(zhuǎn)發(fā)過程中所出現(xiàn)的錯誤。 ICMPv6 消息可分為兩種：差錯消息和信息消息。 ICMPv6 除了提供 IPv4 協(xié)議下的常用功能外，還定義了如無狀態(tài)的地址配置、鄰居發(fā)現(xiàn)以及路徑 MTU 發(fā)現(xiàn)等。它定義了一些消息，包括診斷、控制以及管理目的等。對攜帶路由頭數(shù)據(jù)報文的響應(yīng)：考慮到安全性，規(guī)定當(dāng)回應(yīng)帶路由報頭的數(shù)據(jù)報文時，上層協(xié)議所發(fā)的回應(yīng)報文不允許攜帶與之相應(yīng)的路由頭，除非接收到的報文的源地址和路由頭的完 整性與真實性可以確認(rèn)。最大的報文生存時間： IPv6 報文中沒有“生存時間”字段，因此 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)層不再記錄報文存在于網(wǎng)上的時間。 上層校驗和：在 IPv6 中， TCP 和 UDP 必須改進，從而可使校驗和的計算里包括 IPv6 的內(nèi)容。其中，有效載荷可以由某一 CMPv6 報文或者 TCP 數(shù)據(jù)段或 UDP 報文構(gòu)成。目的選項報頭：報頭中存放需由目的節(jié)點來檢驗的可選信息。認(rèn)證報頭：用來保證數(shù)據(jù)報在傳輸中的完整性，同IPv6 協(xié)議 7 時要保證數(shù)據(jù)來自源地址標(biāo)記的接口。路由報頭：若指定 IPv6 數(shù)據(jù)包從源地址到目的地址的發(fā)送過程中須經(jīng)過若干個節(jié)點，將這些節(jié)點的地址列表放在路由報頭中。 IPv6 的擴展報頭可分為以下類型。因為大多數(shù)數(shù)據(jù)包只需要簡單處理，用基本報頭信息就足夠了，如果在網(wǎng)絡(luò)層需要用到額外信息的數(shù)據(jù)包，只要把這些數(shù)據(jù)包的信息編碼放到擴展報頭中即可。 IPv6 擴展報頭 IPv6 數(shù)據(jù)包中包含著零個或多個長度不同的擴展報頭。 IPv6基本報頭固定為 40 字節(jié)。具體數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如圖 22 所示 [16]。任意播技術(shù)不僅僅應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò) 層，還可以在應(yīng)用層實現(xiàn)。任意播機制使得源節(jié)點不需要了解服務(wù)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)情況，就能接收最優(yōu)服務(wù)。組播網(wǎng)絡(luò)模型如圖 21 所示。無論有多少個數(shù)據(jù)包的接收者，整個網(wǎng)絡(luò)中的任一條鏈路只傳送單一數(shù)據(jù)包，從而節(jié)省了帶寬。組播是指一臺或多臺主機同時發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多臺主機的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但同時也增大了服務(wù)器的流量，使得服務(wù)器超負(fù)荷工作，并浪費了網(wǎng)絡(luò)帶寬。在客戶端與服務(wù)器端需建立單獨的數(shù)據(jù)通道，只能一對一的傳送數(shù)據(jù)包。 單播地址：每個單播地址只能標(biāo)識唯一的一個接口。 IPv6 協(xié)議有三種不同類型的地址：單播地址、組播地址和任意播地址。 IPv6 地址分類 IPv6 地址類型與表示法和子網(wǎng)的劃分無關(guān)。 X 的值由 0000 到 FFFF， d 的值由 0 到 255。首選格式為：3FEE:0000:0000:1235:0000:0000:0000:6B3C 壓縮表示可分為兩種：連續(xù) 16 比特字段為 0 的壓縮表示： 3FEE:0000:0000:1235::6B3C； 16 比特字段的前導(dǎo) 0 的壓縮表示： 3FEE:0:0:1235:0:0:0:6B3C；還可將兩種壓縮方式結(jié)合起來表示：3FEE:0:0:1235::6B3C。地址表示形式一般分為三種 [13]： （ 1）首選 IPv6 地址表示：是由冒號分開的 8 個 16 比特字段組成，每個字段由 4 個 十 六 進 制 字 符 組 成 ， 表 示 形 式 為 ：3FFE:0C10:0000:1236:FB00:1812:FE80:25FF。IPv6 協(xié)議 4 2 IPv6 協(xié)議 IPv6 地址 IPv6 采用的是 128 位編碼地址，理論地址共有 2128 個，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 IPv4 的232 個理論地址，它的地址表示不同于 IPv4 的“ .”結(jié)構(gòu)，而是采用“：”來表示。 第 6 章 結(jié)束語。詳細(xì)介紹了各種過渡技術(shù)，并根據(jù)設(shè)計方案，利用 Windows XP 系統(tǒng)和 GNS3 模擬器構(gòu)建仿真平臺，針對設(shè)計方案中出現(xiàn)的過渡技術(shù)，設(shè)計了仿真實驗，并通過了測試。并結(jié)合醫(yī)學(xué)部現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃圖，設(shè) 計了醫(yī)學(xué)部接入和升級校園網(wǎng)的方案。 第 4 章 校園網(wǎng)的 IPv6 過渡方案。 第 3 章 IPv6 過渡技術(shù)。 第 2 章 IPv6 協(xié)議。同時也涉及到很多網(wǎng)絡(luò)方面的知識，包括網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試、路由器的配置、動態(tài)路由和靜態(tài)路由的配置、隧道技術(shù)的使用、 NATPT 技術(shù)的使用、網(wǎng)絡(luò)的測試、仿真軟件 GNS3 的熟練使用等，本文的章節(jié)安排如下： 第 1 章 緒論。 主要內(nèi)容及章節(jié)安排 論文主要以校園網(wǎng)由 IPv4 網(wǎng)絡(luò)向 IPv6 網(wǎng)絡(luò)過渡為研究背景，針對過渡階段出現(xiàn)的問題，在研究了 IPv6 協(xié)議、過渡原因、過渡技術(shù)以及在本校醫(yī)學(xué)部實際需要的基礎(chǔ)上，利用 Windows XP 系統(tǒng)和 GNS3 模擬器構(gòu)建了仿真平臺，設(shè)計并仿真實現(xiàn)了醫(yī)學(xué)部 IPv6 網(wǎng)絡(luò)過渡方案。在由日本發(fā)起的產(chǎn)、學(xué)、研一體的 IPv6 研發(fā)組織 WIDE 中，組建了一個特殊的研究小組，主要研究 IPv6 部署時潛在的問題 [11]；韓國著手開始 IPv6 的試點項目 KOREAv6[12]，該項目是一項 IPv6 試驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)項目，目的是創(chuàng)建一個龐大的 IPv6 客戶群，用來挖掘和核實 IPv6 服務(wù)模式的要點；在美國，由于擁有較多的 IPv4 地址，因此目前主要是研究 IPv6 協(xié)議以及協(xié)調(diào)各方面的工作。 在歐洲， 3GPP[10]已經(jīng)將 IPv6 作為未來全部 IP 網(wǎng)絡(luò)的基本協(xié)議。還有許多與 IPv6 相關(guān)的項目在臺灣得到了發(fā)展。 IPv6 指導(dǎo)委員會是作為整個臺灣 地區(qū)的網(wǎng)緒論 2 絡(luò)注冊機構(gòu)。而 2020 年世博會上IPv6 的成功應(yīng)用，更使其成為矚目的焦點。奧組委通過 IPv6 傳感器，視頻攝像等系統(tǒng)全方位監(jiān)測奧運設(shè)施及比賽情況 [8]。 CERNET2 是目前世界上規(guī)模最大的采用純 IPv6 技術(shù)的 互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)之一，它的開通引起世界各國的高度關(guān)注。該項目主要支持 IPv6 核心技術(shù)的研究、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及技術(shù)應(yīng)用示范和推廣。在我國，從上世紀(jì)九十 年代起，我國主要機構(gòu)資助支持立項了一批 IPv6 關(guān)鍵技術(shù)的國家重大研究課題，并陸續(xù)取得了突破性成果，為我國開展以 IPv6 為基礎(chǔ)協(xié)議的下一代互聯(lián)網(wǎng)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。雖然 IPv6 與 IPv4 協(xié)議相比有諸多好處，但在目前情況下將 IPv4 協(xié)議完全轉(zhuǎn)換成 IPv6 是不可能的，這必將是一個長期的工作，因此 IPv6 和 IPv4 協(xié)議將在相當(dāng)長的一段時間共存 [4]，這就需要我們有相關(guān)的過渡技術(shù)來支持。為了解決該問題，國際互聯(lián)網(wǎng)組織 IETF成立了專門的 部門來研究下一代互聯(lián)網(wǎng)。NATPT目錄 1 目錄 摘要 ................................................................................................................................. I 目錄 ................................................................................................................................ 1 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 IPv6 的研究背景 .............................................................................................. 1 國內(nèi)外研究狀況 ................................................................................................ 1 主要內(nèi)容及章節(jié)安排 ........................................................................................ 2 2 IPv6 協(xié)議 .................................................................................................................. 4 IPv6 地址 .......................................................................................................... 4 IPv6 地址表示 ........................................................................................... 4 IPv6 地址分類 ........................................................................................... 4 IPv6 數(shù)據(jù)包 ...................................................................................................... 5 IPv6 擴展報頭 ........................................................................................... 6 上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元 ..................................................................................... 7 ICMPv6 ................................................................................................................ 7 差錯消息 ..................................................................................................... 7 信息消息 ..................................................................................................... 9 IPv6 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議 .......................................................................................... 9 IPv6 的路由協(xié)議 ............................................................................................ 10 路由的分類 ............................................................................................... 10 主要的路由協(xié)議 ....................................................................................... 10 IPv6 的安全性 ................................................................................................ 11 IPsec..