软考网络工程师（七）

第七章 下一代互联网

7.1 IPV6

IPV6(Internet Protocal Version 6)即第六代互联网协议，传说中号称可以为地球上每一粒沙子编上一个IP地址的协议。

7.1.1 特点：

• 128位地址
• 数量够多，不再需要NAT
• 有单播、多播、任意播，无广播
• 移动性和安全性
• 报文首部更简单，为定长40字节，使得可以更快地处理IP数据报

7.1.2 IPv6地址书写规则

• 完全写法：冒号十六进制，每四个十六进制数之间用冒号分割，如：8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
• 简化书写规则：
  • 前面的0可省略，后面的不可省
  • 多个0可以用冒号，但只能使用一次
  • 多个0可以压缩为一个0

7.1.3报文结构

IPV6首部字段：

• 版本号 ： IPv6将该字段设为6
• 流量等级：略
• 流标签：如音频、视频等传输可视为流，流标签用于标记流的信息
• 载荷长度：标识数据段的长度（单位：字节）
• 下一报头：与IPV4的协议字段相同，标识上层协议
• 跳数限制：即生存期，每经过一个路由器就减1

与IPV4首部的区别：

• 没有了分片/重新组装，这意味着IP报文不能在中间路由器进行分片或组装。中间路由器对过大的IP报文直接丢弃，返回一个ICMP差错报文
• 没有了首部检验和，IPV4由于TTL不断变化，在每一个路由器都要检验首部，IPV6去掉了这一耗时的操作
• 没有了选项，这使得IPV6首部定长（40字节）

7.1.4 任意播

IPV6中引入了任意播地址，任意播与多播类似，即一个地址对应多个节点，不同的是任意播只会有一个节点收到报文。

任意播地址有以下限制：

• 不能作源地址，只能作目标地址
• 不能作主机地址，只能作路由器地址

7.1.5 多（组）播

IPV4中的广播可以由组播代替，组播地址前缀1111 1111

7.1.6 特殊地址前缀

• ::/0 缺省路由
• ::/128 未指定地址
• ::1/128 环回地址，等同于ipv4的127.0.0.1
• FE80::/10 链路本地单播地址，等同于ipv4的168.254.x.x
• FF00::/8 组播地址
• 2xxx::/3 全球聚合单播地址（即目前已经分配了的IPV6地址）

7.1.7 IPV6 路由协议

• RIPng 由RIPv2拓展而成
• OSPFv3
• BGP 4+
• ICMPv6
• IS-IS

7.2 移动IP

简单来说，就是移动主机具有一个永久的家乡地址和一个变化的转交地址：

1. 外地代理周期性地广播一个公告报文，宣布自己的存在和自己的地址，新到达的主机 等待这样的消息。如果没有及时得到这个消息，移动主机可以主动广播一个分组来寻找附近的 外地代理。
2. 移动主机在外地代理上进行注册，提供它的家乡地址、 MAC 地址和必要的安全信息。
3. 外地代理与移动主机的家乡代理进行联系，告诉外地代理的地址以及有关移动主机的 安全信息，使得家乡代理可以进行验证，确保不被假冒者欺骗。
4. 家乡代理检查安全信息正确后发回一个响应，通知外地代理（通信可以继续进行）。
5. 当外地代理得到家乡代理的响应后就通知移动主机（注册成功），移动主机这时被分 配了一个转交地址。

通信过程：

1. 第一个分组被发送到移动主机的家乡地址。
2. 第一个分组通过隧道被转发到移动主机的转交地址。
3. 家乡代理向发送节点返回外地代理的转交地址。
4. 发送节点把后续分组通过隧道发送给移动主机的转交地址

7.3 IPv4 向 IPv6过渡

过渡技术：

• 隧道技术：把IPv6封装到IPv4分组中，通过IPv4网络进行转发
• 协议翻译技术：用于纯IPv6主机与IPv4之间的通信
• 双协议栈技术：适用于同时实现了IPv6和IPv4两个协议栈的主机之间的通信

习题

1. IPv6地址可以表示成各种简写形式，以下地址， 33AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:000 0/60简写形式，正确的是（ A ）。

   A. 33AB:0:0:CD30::/60 B. 33AB::CD3/60 C. 33AB:0:0:CD3/60 D. 33AB::CD30/60

2. 在IPv6地址中，IPv6可聚合全球单播地址的格 式前缀是（ A ）。

   A. 001 B. 100 C. 11111111011 D. 11111111

3. 所谓移动IP是指（ D ）；实现移动IP的关键 技术是( B )。
   A. 通过地址翻译技术改变主机的IP地址

   B. 一个主机IP地址可以转移给另一个手机

   C. 移动主机通过在无线通信网中漫游来保持网络连接

   D. 移动主机在离开家乡网络的远程站点可以连接工作

   A. 移动主机具有一个可以接入任何网络的通用IP地址

   B. 移动主机具有一个家乡网络地址并获取一个外地转交地址

   C. 移动主机通过控制全网的管理中心申请网络接入服务

   D. 移动主机总是通过家乡网络地址来获取接入服务

4. 在IPv4和IPv6混合的网络中，协议翻译技术用 于（ C ）。

   A. 两个IPv6主机通过IPv4网络通信

   B. 两个IPv4主机通过IPv6网络通信

   C. 纯IPv4主机和纯IPv6主机之间的通信

   D. 两个双协议栈主机之间的通信