IPv6简介
下一代Internet网络
郭东伟（博士）
吉林大学计算机科学与技术学院
目录
☐IPv4的辉煌和局限
☐IPv6概述
☐IPv6协议简介
⏹协议格式及扩展头
⏹地址空间分配
⏹ICMPv6和其他支撑协议☐IPv6的新技术
☐IPv4－IPv6共存与移植☐IPv6的挑战
IPv4的辉煌和局限Internet Protocols的早期历史
☐1964年，Paul Baran提出分组交换理论
☐1969年，ARPANet建立（4个结点）
☐1972年，展示了40个结点的ARPANet
☐1972年，Bob Kahn提出开放结构互联概念
☐1974年，Kahn和Vint Cerf发表TCP协议
☐1978年，TCP/IP(Version 4)正式应用(RFC791)
☐1983年，ARPANet全面移植到TCP/IP
☐83-85年，TCP/IP与Unix的集成与推广
Internet的发展
☐80年代，局域网技术蓬勃发展
☐1984年，NSFNet开始建立
☐1990年，NSFNet取代ARPANet
☐1991年，NSFNet升级到T3(45M)速率，支持3500个子网
☐1995年，Internet实现商业化
☐FTP，HTTP，EMail等协议不断涌现，特别是HTTP协议的贡献巨大
IP协议的成功经验
☐IP的设计原则
⏹在统一寻址空间下，进行路由选择，以最大努
力提供无连接的数据报投递服务，但不保证可
靠到达
⏹可靠性由上层协议及应用程序提供
☐分层体系结构
☐支持各种链路
☐从军用到商用的成功转换
☐各种应用层协议相互推动
TCP/IP协议模型的问题和缺陷
☐模型没有明确区分服务、接口和协议
☐不具有通用性，不能描述其他协议
☐没有定义、划分物理层和数据链路层
☐Internet飞速发展带来的问题
⏹地址空间不足，划分效率低下
⏹路由瓶颈
⏹安全性问题
⏹网络实时服务质量问题，特别在多媒体应用中
⏹对移动通信等新业务需求的支持困难
☐地址空间不足
⏹可用地址不足
⏹子网数目不足
⏹分配方式不合理
☐IPv4地址分配：美国64%,亚洲地区8%
☐最新统计数据，中国上网用户12300万人，域名总数为2,950,500个，IPv4地址数达到了84,786,688个。
☐IP&GDP基本匹配
☐路由技术支持不够
⏹路由表膨胀
⏹分组之间无相关性
⏹路由器的额外负担（IP分段，头校验等）
全球路由表增长情况
Deployment Period of CIDR
CIDR made it work for a while
But they cannot be relied on forever
Projected routing table growth without CIDR
ISPs tend to filter longer prefixes
/as1221/bgp-active.html
IPv4面临的其他问题
☐服务质量与最大努力投递☐配置复杂
☐安全性问题
☐“即插即用”与移动计算
IPv4的补丁和修改
☐子网划分与地址细分使用（子网掩码）
⏹子网内部层次化组织，方便使用
☐网络地址转换(NAT)
☐无类域间选路(CIDR)
⏹按交换(ISP)分配(C类)地址，允许地址聚集，减少路由
表条目
☐动态主机配置协议(DHCP)
☐服务类型与IP选项
☐网络层的安全性
NAT的局限性
☐NAT过分强调C/S结构模式，服务器和客户端具有不同的拓扑结构
☐不能够直接支持Peer-to-Peer应用
⏹如BT类应用的各种NAT穿越技术
☐新的应用需要在NAT服务器上进行配置
CIDR与DHCP
☐按交换(ISP)分配(C类)地址，允许地址聚集，减少路由表条目
⏹一些已分配IP的不兼容性
☐DHCP的局限性
⏹DHCP地址范围与可变性
⏹同一网段中只能有一个DHCP服务器
⏹动态配置的IP应用上有一定限制
IPv6的提出
☐1991年，IETF成立ROAD小组解决路由寻址问题
☐1993年，开始选择IPng( IP Next
Generation)
☐1994年，在4种草案中选择SIPP进行扩展
☐1995年底，确定IPng的协议规范，正式命名为IPv6（RFC 1752，1809）
☐1998年，对IPv6进行修正（RFC 2460等）☐名词IPng和IPv6目前的使用区别
IP的版本演化
☐0IP March 1977 version (deprecated)
☐1IP January 1978 version
(deprecated)
☐2IP February 1978 version A (deprecated)
☐3IP February 1978 version B(deprecated)
☐4IPv4September 1981 version (current widespread)☐5ST Stream Transport (not a new IP, little use)☐6IPv6December 1998 version (formerly SIP, SIPP)☐7CATNIP IPng evaluation (formerly TP/IX; deprecated) ☐8Pip IPng evaluation (deprecated)
☐9TUBA IPng evaluation (deprecated)
☐10-15 unassigned