网络规划与设计-ipv4升级到ipv6的技术方案

网络规划与设计-ipv4升级到ipv6的技术方案内容摘要：

结果就可以出现以下一些最方便的表示方法： 例 1： 压缩前： 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 压缩后： :: 1 可以看到，结合了两种压缩格式的方法，但为简便。 例 2： 压缩前： 2020:0410:0000:0000:FB00:1400:5000:45FF 压缩后： 2020:410:: FB00:1400:5000:45FF 可以看到，结合了两种压缩格式的方法，但为简便。 IPv4 内嵌在 IPv6 中 在网络还没有全部从 IPv4 过渡到 IPv6 时，就可能出现某些设备即连接了 IPv4网络，又连接了 IPv6 网络，对于这样的情况，就需要一个地址即可以表示 IPv4 地址，又可以表示 IPv6 地址。 因为一个 IPv4 地址为 32 位，一个 IPv6 地址为 128 位，要让一个 IPv4 地址表示为 IPv6 地址，明显已经少了 96 位，那么就将一个正常的 IPv4 地址通过增加 96 位，结果变成 128 位，来与 IPv6 通信。 在表示时，是在 IPv4 原有地址的基础上，增加96 个 0，结果变成 128 位，增加的 96 个 0 再结合原有的 IPv4 地址，表示方法为 0:0:0:0:0:0: 或者 ::.，如下： 0000:0000:0000:0000:0000:0000: 9 6 个 0 32 位 例： IPv4 地址为 ： 表示 IPv6 地址为 ： 0:0:0:0:0:0: 注： IPv6 中没有广播地址， IPv6 不建议划子网，如果需要划子网，网络位请不要低于 48 位。 （ 五 ）、 IPV6 的 地址 分类 IPv6 地址是独立接口的标识符，所有的 IPv6 地址都被分配到接口，而非节点。 RFE2373 中定义了三种 IPv6 地址类型 :单播地址 (unicast)、多播地址 (Multicast)、任播地址 (Anycast)。 (1) 单播地址 (Unicast) 单播地址是点对点通信时使用的地址，此地址仅标识一个接口，网络负责把对单播地址发送的数据报送到该接口上。 单播地址有以下几种形式 :全球单播地址 (GlobalUnicastAddress)、未指定地址 (UnspecifiedAddress)、环回地址 (LoopbackAddress)等。 一般的全球单播地址的格式如 表 1 所示。 其中 : 表 1 全球单播地址的格式 X 位 Y 位 128XY 位 全球路由前缀 子网 ID 接口 ID ①全球路由前缀 ： 典型的分层结构，根据 RIP 和 ISP 来组织，用来分配给站点 (Site)站点是子网 /链路的集合。 ②子网 ID： 站点内子网的标识符，由站点的管理员分层地构建。 ③接口 ID： 用来标识链路上的接口。 在同一子网内是唯一的。 除了 000 开头的单播地址以外，所有的全球单播地址都要有 64 位长度的接口 ID，即 X+Y=64。 未指定地址 被定义为 0:0:0:0:0:0:0:0。 该地址不能分配给任何节点。 环回地址 被定义 0:0:0:0:0:0:0:1。 环回地址就相当与接口本身。 该地址不分配给任何物理接口。 (2) 多播地址 多播地址标识一组接口 (一般属于不同节点 )。 当数据报的目的地址是多播地址时，网络尽量将其发送到该组的所有接口上。 信源利用多播功能只须生成一次报文即可将其分发给多个接收者。 多播地址以 11111111 即 ff 开头。 多播地址格式如 表 2 所示。 其中 : 表 2 多播地址格式 8 位 4 位 4 位 112 位 11111111 标识字段 范围字段 ①标识字段， 4 位，目前只使用了最后一位。 0 表示 Inter 地址分配机构指定的已知的多播地址， 1 表示临时使用的多播地址。 该字段的前 3 位保留，必须被初始化为 0。 ②范围字段， 4 位，用于指示多播组是只包含同一本地网络、同一站点、同一机构中的节点，还是全球地址空间内的任何节点。 0 一保留 1 一接口本地范围 (interfaee 一 localscope) 2 一链路本地范围 (link 一 localScope) 3 一保留 4 一管理本地范围 (admin 一 1ocalscope) 5 一站点本地范围 (site 一 localscope) s 一机构本地范围 (anization 一 localscope) 14 一全球范围 (globalscope) 15 一保留 (3) 任播地址 (Anyeast) 任播地址标识一组接口，它与多播的区别在于发送数据报的方法。 向任播地址发送的数据报并未被分发给组内的所有成员，而是发往该地址标识的 “最近的 ”那个接口。 任播地址从单播地址空间中分配，使用单播地址的任何格式。 因而，从语法上，任播地址与单播地址没有区别。 当一个单播地址被分配给多于一个的接口时，就将其转化为任播地址。 被分配具有任播地址的节点必须得到明确的配置，从而知道它是一个任播地址。 三 、 过渡技术 过渡技术重点解决如何在 IPv4 网络环境里实现与 IPv6 网络的互操作及平滑过渡问题，目前基本过渡技术中成熟的技术包括 ： 双协议栈技术、隧道技术和 NATPT 技术。 （一） 双协议栈技术 双协议栈是指在单个节点同时支持 IPv4 和 IPv6 两种协议栈。 由于 IPv6 和 IPv4 是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议 TCP和 UDP 也没有区别，所以可以在一台主机上同时支持 IPv4 协议和 IPv6 协议。 双协议栈技术的工作原理是 :一台主机同时支持 IPv6 和 IPv4 两种协议，该主机既能与支持 IPv4协议的主机通信，又能与支持 IPv6 协议的主机通信。 双协议栈是其它 IPv4/IPv6 互通技术的基础。 双协议栈方案的工作方式如下： 如果应用程序使用的目的地址是 IPv4 地址，则使用 IPv4 协议。 如果应用程序使用的目的地址是 IPv6 中的 IPv4 兼容地址，则同样使用 IPv4 协议，所不同的是，此时 IPv6 就封装在 IPv4 中。 如果应用程序使用的目的地址是一个非 IPv4 兼容的 IPv6 地址，那么此时将使用IPv6 协议，而且很可能此时要采用隧道等机制来进行路由、传送。 如果应用程序使用域名来作为目标地址，那么此时先要从 DNS 服务器那里得到相应的 IPv4/IPv6 地址，然后根据地址的情况进行相应的处理。 双协议栈主机的协议结构见表 3： 表 3 双协议栈主机的协议结构 应用程序 TCP/UDP 协议 IPv6 协议 IPv4 协议 接入网络 （二） 隧道 技术 隧道技术是将 IPv6 的报文分组封装到 IPv4 的分组中，分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的 IPv4 地址。 随着 IPv6 网络的发展，将会出现许多局部的 IPv6 网络，但是这些 IPv6 网络被运行IPv4 协议主干网络所分隔开来。 IPv6 网络就象是处于 IPv4”海洋 ”中的 “孤岛 ”，为了使这些 “IPv6 孤岛 ”可以互通，必须使用隧道技术。 此技术要求隧道两端的节点 (路由器 )都支持 IPv4/IPv6 两种协议。 在隧道的入口处，路由器将 IPv6 的数据报封装入 IPv4 中， IPv4 数据报的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的 IPv4 地址。 在隧道的出口处再将 IPv6 数据报取出转发给目的站点。 隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改，对其他部分没 有要求，因而很容易实现。 但是隧道技术不能实现 IPv4 主机和 IPv6 主机的直接通信。 主要隧道技术包括： GRE 隧道 、 手工隧道 （ 6 over 4）、 6to4 隧道 、 ISATAP 隧道 、 MPLS/BGP(6PE)隧道等 6 to 4 隧道： 6to4 边界路由器是隧道的端口，当它接收到 IPv6 分组时，从 IP 头标的 IPv6 地址域中提取出隧道末端的 IPv4 地址后，将 IPv6 报文封装在以此 IPv4 地址为目的地址的 IPv4 报文中，同时将 IPv4 报头中的协议域字段设为 41。 隧道对端的操作正好相反，将 IPv4 数据报解封得到 IPv6 报文，将此报文在 IPv6 站点内路由 利用 6to4 技术，站点可以立即开始升级到 IPv6，而不需要向地址注册机构申IPv6 地址空间。 这也同时也简化了 ISP 提供商的管理工作。 6to4 技术的优点在于只需要一个全球唯一的 IPv4 地址便可使得整个站点获得与其他 IPv6 站点的连接。 ISATAP 隧道： 站内自动隧道寻址协议 (ISATAP: IntraSite Automatic Tunnel Addressing Protocol) 过渡技术就是采用了双栈和隧道技术，并基于企业网和主机的一种过渡技术。 ISATAP 隧道不仅完成隧道功能，还可以进行地址自动分配。 它使用特殊的地址格式： ::0:5efe: 前 64bit 通过向 ISATAP 发送请求获得，后 64 比特中 5efe 为固定， 为接口的 IPv4 地址。 实验： 6 to 4 隧道 实验拓扑图 配置 PC1 的 IP 为： 2020： 1：： 3/64 配置 PC2 的 IP 为： 2020： 2：： 3/64 配置路由器 R1： 配置路由器 R2： PC2 上 ping 2020： 2：： 2 （三） NATPT 技术 NAT PT 技术是通过与 SIIT 协议转换和传统的 IPv4 下的动态地址翻译及应用层网关相结合，实现只安装 IPv6 的机器和只安装 IPv4 机器的通信。 N。