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二、复杂的分组首部


随着链路带宽的提高，结点转发操作已经 成为性能瓶颈； 每一个转发结点需要重新计算检验和； 每一个转发结点需要处理可选项。
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三、QoS实现困难


没有单独的流标识字段，需要通过源和目 的IP地址、源和目的端口号确定属于同一 流的IP分组； 流分类由转发结点完成，增加了转发结点 的处理负担。
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二、IPv6地址分类
10bit 1111111010 54bit 0 64bit 接口标识符
链路本地地址


128bit地址长度为IPv6地址分类提供了方便； 链路本地地址是传输网络内有效的地址，只能用 于同一传输网络内两个端点之间的IPv6分组的传 输； 链路本地地址能够通过链路层地址，如 MAC地址， 自动生成。

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10.4 IPv6网络实现通信过程
本讲主要内容 网络结构和基本配置； 邻站发现协议； 路由器建立路由表过程。
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一、网络结构和基本配置
路由器 R1 路由表 目的网络 距离 下一跳路由器 转发端口 2001::/64 1 直接 1 2002::/64 2 FE80::2E0:FCFF:FE00:3 2 2001::1/64 2 1 R1 路由器 R2 路由表 目的网络 距离 下一跳路由器 转发端口 2001::/64 2 FE80::2E0:FCFF:FE00:2 1 2002::/64 1 直接 2 1 R2 2002::1/64 2
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二、IPv6地址分类
MAC地址为0012:3400:ABCD
00000000 00010010 00110100 00000000 10101011 11001101 00000010 00010010 00110100 11111111 11111110 00000000 10101011 11001101
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二、IPv6扩展首部
下一个首部 保留 标识符 片偏移 保留 M
分片扩展首部
1500 800 L=376 NH=44 L=376 NH=44 L=376 NH=44 L=344 NH=44 NH=6 O=0 NH=6 O=46 NH=6 O=92 NH=6 O=138 ID=111 M=1 ID=111 M=1 ID=111 M=1 ID=111 M=0 L=376 NH=44 L=376 NH=44 L=376 NH=44 L=344 NH=44 NH=6 O=0 NH=6 O=46 NH=6 O=92 NH=6 O=138 420 ID=111 M=1 ID=111 M=1 ID=111 M=1 ID=111 M=0
IPv6分片过程
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10.3 IPv6地址结构
本讲主要内容 IPv6地址表示方式； IPv6地址分类。
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一、IPv6地址表示方式
基本表示 128bit以16位为单位分段，每一段用4位 十六进制数表示，各段用冒号分隔 ； 地址基本表示实例。
2001:0000:0000:0410:0000:0000:0001:45FF 0000:0000:0000:0000:0001:0765:0000:7627
数据 00E0:FC00:0005 路由器请求
目的 IP ① 地址 源 IP 地址 FF02::2 FE80::2E0:FCFF:FE00:5 终端的 MAC 地址 终端 A FE80::2E0:FCFF:FE00:5 终端接口的全球地址 2001::2E0:FCFF:FE00:5 ③ 默认路由器地址 FE80::2E0:FCFF:FE00:1
重复地址检测就 是检测是否存在 相同接口标识符 的两个以上接口， 目的地址是一个 包含可能有着相 同接口标识符的 所有接口的组播 地址。
链路本地地址 默认路由器地址
路由器必须 建立用于指 明通往各个 网络的传输 路径的路由 项
终端之间传输IPv6分组 前，终端必须配置全球 IP地址和默认网关地址 终端配置 路由器路由表
终端 A 全球地址 2001::2E0:FCFF:FE00: 5 链路本地地址 FE80::2E0:FCFF:FE00: 5 MAC 地址 00E0:FC00:0005
L=1440 NH=6 L=376 NH=44 L=376 NH=44 L=376 NH=44 L=344 NH=44 NH=6 O=0 NH=6 O=46 NH=6 O=92 NH=6 O=138 ID=111 M=1 ID=111 M=1 ID=111 M=1 ID=111 M=0
L：净荷长度 ID：标识符 O：片偏移 M：M 标志位 NH：下一个首部
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四、安全机制先天不足

IPv4以实现通信为原旨； 存在ARP欺骗； 存在源IP地址欺骗。
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10.2 IPv6首部结构
本讲主要内容 IPv6基本首部； IPv6扩展首部。
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一、IPv6基本首部
版本 信息流类别 净荷长度 IPv6 基本首部 （40 字节） 流标签 下一个首部 源地址 跳数限制
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二、IPv6地址分类
48bit 全球路由前缀 16bit 子网标识符 64bit 接口标识符
可聚合全球单播地址


为了减少路由项，要求同一地区的网络分配相同 前缀的网络地址； 全球单播地址结构就是为了实现这一分配原则； 路由项中的目的网络字段仍然以网络地址/前缀表 示，因此，这是分配结构，不是路由结构。

路由器接口配置全球IP地址，自动生成链路本地地址； 终端自动生成链路本地地址； 终端组播路由器请求，接收方是全部路由器，给出终端链路本地地址和MAC地 址对； 路由器发送路由器通告，给出网络前缀和路由器链路本地地址和MAC地址对； 终端生成全球IP地址和默认网关地址及默认网关地址对应的MAC地址。 路由和交换技术
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二、IPv6扩展首部
上层 PDU


扩展首部 是净一 部分； 通过下一 首部字段 指明串接 在一起的 多个扩展 首部。
下一个首部＝6 (TCP) IPv6 基本首部
TCP 报文 IPv6 净荷 (a)无扩展首部
上层 PDU 路由扩展首部 下一个首部＝43 下一个首部＝6 TCP 报文 (路由) (TCP) IPv6 基本首部 IPv6 净荷 (b)单个扩展首部 路由扩展首部 分片扩展首部 下一个首部＝43 下一个首部＝44 下一个首部＝6 (路由) (分片) (TCP) IPv6 基本首部 IPv6 净荷 (c)两个扩展首部 上层 PDU TCP 报文
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一、IPv6地址表示方式
压缩表示 去掉不必要的0 2001:0:0:410:0:0:1:45FF 0:0:0:0:1:765:0:7627 0压缩表示 2001::410:0:0:1:45FF ::1:765:0:7627
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一、IPv6地址表示方式
特殊地址 ::FFFF:192.167.12.16 ::FFFF:0:192.167.12.16 环回地址 ::1 未确定地址 全0地址（表示成::） 地址前缀 IPv6地址/前缀长度 完整的IPv6地址，前缀长度0～128 ::FE80:0: 0: 0/68 ::1:765:0:7627/60 2001:0000:0000:0410:0000:0000:0001:45FF/64
路由和交换技术（第2版）
第十章
© 2006工程兵工程学院 计算机教研室
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第10章 IPv6
本章主要内容 IPv4的缺陷； IPv6首部结构； IPv6地址结构； IPv6网络实现通信过程； IPv6 over 以太网； IPv6网络和IPv4网络互连。
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二、IPv6地址分类
4bit 4bit 11111111 标志 范围 8bit 80bit 0 32bit 组标识符
组播地址结构
4位标志位中的前3位固定为0 ，最后1位为0表示是著名组播 地址，为1表示是临时组播地址； 范围取值如下 2：链路本地范围 5：站点本地范围 8：组织本地范围 E：全球范围 组标识符：标识组播组。
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二、IPv6地址分类
10bit 1111111011 38bit 0 16bit 子网标识符 64bit 接口标识符
站点本地地址结构


站点本地地址相当于IPv4的私有地址； IPv4为了不使私有地址和全球地址相同， 给出了全球地址不分配的IP地址空间； IPv6大地址空间为为地址分类提供了方便。
终端 B 2002::2E0:FCFF:FE00: 6 FE80::2E0:FCFF:FE00: 6 00E0:FC00:0006
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一、网络结构和基本配置
在IPv4网络中，手工配置路由器接口地址，终端接口的IPv4地 址和默认路由器地址可以手工配置，也可通过动态主机配置协议 （DHCP）自动获取。路由器中的路由表通过路由协议动态建立。 在IPv6网络中，可以为路由器接口配置多种类型的地址，其中 一种是全球地址，需要手工配置。其中另一种是链路本地地址，在 指定某个接口为IPv6接口后，由路由器自动生成。终端接口也有多 种类型的接口地址，其中一种是全球地址，用于向其他网络中的终 端传输数据。其中另一种是只在终端接口所连接的传输网络内作用 的链路本地地址，在指定终端接口为IPv6接口后，由终端自动生成。 终端接口的全球地址和默认路由器地址与IPv4网络一样，可以手工 配置，也可以通过DHCP自动获取。