计算机网络(5.IPv6与网络编程)

1、IPv4的局限 IP地址耗尽(尽管有NAT，CIDR） 路由表庞大（根路由器=85000条路由） 没有IP级安全 复杂的地址配置 缺乏服务保证（QoS)优先级，可靠性那一个报文可分拆？有后续？报文中那一段报头扩展报头 1扩展报头2上层数据40字节有效载荷-P73相当于V4的协议 字段或选项的标志不包括固定的报头长度为特定包请求特殊处理 语音和视频确保QoS 通常，一个典型的IPv6包，没有扩展头。仅当需 要路由器或目的节点做某些特殊处理时，才由发送 方添加一个或多个扩展头。与IPv4不同，IPv6扩展头 长度任意，不受40字节限制，以便于日后扩充新增 选项，为了提高处理选项头和传输层协议的性能， 扩展头总是8字节长度的整数倍。 目前IPv6协议已经定义了6种扩展报头：逐跳选项 报头(Hop By Hop Header, HBH)、目的选项报头 (Destination Option Header，DOH)、路由报头 (Routing Header，RH)、分段报头(Fragment Header， FH)、身份认证报头(Authentication Header，AH)、载 荷安全封装

2、报头(Encapsulated Security Payload Header ，ESP) Hop-by-Hop选项报头包含分组传送过程中，每个路由器都 必须检查和处理的特殊参数选项。 目的地选项报头指名需要被中间目的地或最终目的地检查 的信息。 路由报头：IPv6的源节点可以利用路由扩展报头指定一个 松散源路由，即分组从信源到信宿需要经过的中转路由器列 表。 分段报头：提供分段和重装服务。当分组大于链路最大传 输单元（MTU）时，源节点负责对分组进行分段，并在分段 扩展报头中提供重装信息。 认证报头：提供数据源认证、数据完整性检查和反重播保 护。认证报头不提供数据加密服务，需要加密服务的数据包 ，可以结合使用ESP协议。 ESP协议报头：提供加密服务。 包含扩展报头的IPv6的结构： IPv6报头（下一个报头：0逐跳报头；60目的地选 项报头；43路由报头；44分段报头；51身份认证报 头；50 ESP协议报头） | 下一个首部 | 首部扩展长度 | | 选 项 | 选项类型 | 选 项数据长度 | 选项数据| | | 下一个首部 | 首部扩展长度 | | 选 项 | 选项类型 |

3、选 项数据长度 | 选项数据| | | 下一个首部 | 首部扩展长度 | | 选 项 | 选项类型 | 选 项数据长度 | 选项数据| |传输层数据（最后一个扩展报头的下一个首部指 向上层数据）包含扩展报头的IPv6数据报举例IPv6报头（下一个报头：0逐跳报头；60目的 地选项报头；43路由报头；44分段报头；51 身份认证报头；50 ESP协议报头） | 43 | 首部扩展长度 | | 选 项 | 选项类 型 | 选项数据长度 | 选项数据| | | 44 | 首部扩展长度 | | 选 项 | 选项类 型 | 选项数据长度 | 选项数据| | | 6 | 首部扩展长度 | | 选 项 | 选项类 型 | 选项数据长度 | 选项数据| |TCP数据IPV6的主要特点 经过扩展的地址和路由选择功能 简化的首部格式（取消报头校验和？） 支持扩展首部和选项 支持验证与加密 支持自动配置（链路本地地址） 服务质量QoSIPv4与IPv6的一些比较项目IPv4IPv6 地址长度32位?位IPsec支持可选必须支持 通信流标识无有 分组拆分发送方与中间路由器 发送方 报头长 度20到60字节等长

4、40字节 子网掩码可变长度不支持 前缀表示法172.16.11.0/2421DA:D3:A/48 IP地址主机位 可变长度固定64位长度IPv6协议层次应用层协议SOCKETTCP UDPTCP UDPIPv4IPv6网卡驱动程序（校园网采用）双栈结构应用层协议SOCKETTCP UDPIPv4IPv6网卡驱动程序双IP层结构IPv6地址划分将128位地址按每16位划分为一个位段： 0010000111011010 0000000011010011 0000000000000000 0000000000000000 0000001010101010 0000000011110000 1111111000101000 1001110001011010 每个位段(16bit)转换为一个4位的十六进数： 21DA：00D3：0000：0000： 02AA：00F0：FE28：9C5A 前导零压缩： 21DA：D3：0：0：2AA：F0：FE28：9C5A 双冒号法： 21DA：D3：2AA：F0：FE28：9C5A ：在一个地址只能用一次己使用的IPv6地址类型 单播地址: one-to-o

5、ne通信(通信节点) 多播地址：one-to-many通信（视频点播） 泛播地址：one-to-one-of-many通信单播地址（one-to-one）包括以下类型 可集聚全球单播地址global unicast(相当于IPv4 的公共地址) 链路本地地址link-local(同一链路的主机自动配 置通信） 站点本地地址site-local（配置站点内通信,相当 于IPV4的保留地址） 特殊地址（略） 兼容地址（略） NSAP地址（略）可集聚全球单播地址 也称全球地址，前三位固定为001,占全部地址的1/8 相当于IPv4的公共地址，可在全球范围内路由和到达。其 结构为： 48位（分共拓朴） 网络地址站点拓朴 (子网ID)接口ID313位824位16位64位001TLA IDResNLA IDSLA ID接口ID固 定分给地区 注册机构保 留分配给 ISP一个单独 机构类似IPv4 主机地址8192个224个216264主机例洲，国家省市县学校企业本地使用的单播地址（链路，站点） 链路（以路由器为边界）本地地址：用于同一链路上的邻节点 之间和邻节点发现过程。绿色为链路1，蓝色为链路2

6、，全体构成 一个站点 站点本地地址：用于同一机构中的节点之间的通信。链路地址 站点地址AB交换机HubCDHubEF交换机Hub外部网 络global unicassts链路本地地址 链路本地地址对于邻节点发现是必需的，并且 总是自动配置且不可路由的 链路本地地址以FE80开头，该地址的通信不会 通过路由器，占全部地址的 1/102410位54位64位1111 1110 10000000接口IDFE80（固定)固定为0自动选为 硬件 （网卡）地址站点本地地址 站点本地地址相当IPv4的私有地址（10.0.0.0/8; 172.16.0.0/16;192.168.0.0/24) 没有直接连接到IPv6 Internet路由的内部网可以 使用站点本地地址，不能自动配置。 外部站点不可到达站点本地地址，IPV6路由器 不能把本地站点的通信转发到此站点以外。10位38位16位64位1111 1110 1100子网ID接口IDFEC0(固定)自已选定 自己选定 管理员指定XP的IPv6安装与地址配置 安装IPV6协议，在命令行执行ipv6 install 通常安装 IPv6 协议栈后，一块网卡默

7、认网络接口有 4 个 ， 如有多块网卡，后面还有其他接口。 2. 查看端口信息ipv6 if (或netsh interface ipv6 show address)，一般情况下，你会看到如下显示： Interface 4 : 本地连接 Interface 3 : 6-over-4 Virtual Interface 6to4 隧道虚拟接口 Interface 2 : Tunnel Pseudo-Interface自动隧道虚拟接口 Interface 1 : Loopback Pseudo-Interface回环接口 如果是在纯IPv6网络（或IPV6和IPV4双栈网络）中，安装完 IPv6后主机可以自动从网络中的路由器获得IPv6地址，就可以 访问IPv6网站。 也可以设置固定的IPv6地址，方法如下：给索引号为 4 的接口界面配置 IPv6 地址 3eff:124e:1 IPv6 adu 4/3eff:124e:1 或者netsh interface ipv6 add address “本地连接” 3eff:124e:1 “本地连接”是指你的机上建立的某个连接的名称 IPv6 默认

8、网关设置 ipv6 rtu :/0 4/2001:da8:207:9401 设定IPv6 DNS地址 netsh interface ipv6 add dns “本地连接“ 2001:251:e101:0:2 网络测试命令ping6 、 tracert6 http:/ Windows XP/Windows 2003 操作系统 (1) IPv6 协议栈的安装 在 开始 运行 处执行 ipv6 install (2) IPv6 地址设置 在 开始 运行 处执行 netsh 进入系统网络参数设置 环境，然后执行 interface ipv6 画面显示:netsh interface ipv6 然后再执行 add address “本地连接” 2001:da8:207:9402 (3) IPv6 默认网关设置 在上述系统网络参数设置环境中执行 add route :/0 “本地连接” 2001:da8:207:9401 publish=yes (4) 网络测试命令 ping6 、 tracert6 IP Address59.77.0.184 Subnet Mask.255.255.255.19

9、2 IPAddress 2001:da8:e800:300a:4156:535e:d1f1:3a64全球单播地址(2或3开头)fe80:209:73ff:fe8c:18f1 链路本地地址红色部分为网卡MACfe80:5efe:59.77.0.184%2 与IPV4主机通信网络编程 OSITCP/IP应用层应 用 层表示层会话层传输层传输 层 网络层IP层链路层网络接 口层物理层网络编程一般有三种层次：1）链路层：数据单元为帧， 以MAC来区别对象2）传输层：数据单元为报文 ，以IP+端口来区别对象3）应用层：数据单元为报文 ，如Email，Http本文只介绍传输层的网络编程VB.net网络编程在.net环境下有以下几 种网络编程开发方式： 1）Microsoft WinSock Control 6.0控件 2） Microsoft WinSock API 3）Microsoft .NET Framework Class Library应用程序SOCKETTCPUDP网络Microsoft WinSock Control 6.0控件 网络编程有二种式：TCP，UDP 下面以VB 6.0举例Socket( )Socket( )Bind(2000 )Bind( 3000)SendDate( )DateArrive( )SendDate( )DateArriveClose( )Close( )UDP通信原理Socket( )Socket( )Bind( )Bind( )Accept( )Connect( )Send( )Revice( )Close( )Close( )Listen( )Send( )Revice( )TCP通信

《计算机网络(5.IPv6与网络编程)》由会员ji****72分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络(5.IPv6与网络编程)》请在金锄头文库上搜索。