篇一：ipv6基本知识
一、IPv6包头
IPv6 包头格式要么删除某些 IPv4 包头字段，要么将这些字段设为可选。尽管地址大小增加了，但这种更改却最大程度地减少了 IPv6 包头所占用的带宽。虽然 IPv6 地址长度是 IPv4 地址长度的四倍，但是 IPv6 包头的大小只是 IPv4 包头大小的两倍。
IPv6基本头格式固定
1、IPV4报文头格式及各字段功能
1. 图示
2.
3. 各字段功能
4. 版本号（Version）：长度4比特。标识目前采用的IP协议
的版本号。一般的值为0100（IPv4），0110（IPv6）
5. IP包头长度（Header Length）：长度4比特。这个字段的作
用是为了描述IP包头的长度，因为在IP包头中有变长的可
选部分。该部分占4个bit位，单位为32bit（4个字节），
即本区域值= IP头部长度（单位为bit）/(8*4)，因此，一
个IP包头的长度最长为“1111”，即15*4＝60个字节。IP
包头最小长度为20字节。
6. 服务类型（Type of Service）：长度8比特。8位 按位被如
下定义 PPP DTRC0
6.1 PPP：定义包的优先级，取值越大数据越重要
000 普通 (Routine)
001 优先的 (Priority)
010 立即的发送 (Immediate)
011 闪电式的 (Flash)
100 比闪电还闪电式的 (Flash Override)
101 CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)
110 网间控制 (Internetwork Control)
111 网络控制 (Network Control)
6.2 DTRCO
D 时延: 0:普通 1:延迟尽量小
T 吞吐量: 0:普通 1:流量尽量大
R 可靠性: 0:普通 1:可靠性尽量大
M 传输成本: 0:普通 1:成本尽量小
0 最后一位被保留，恒定为0 7. IP包总长（Total Length）：长度16比特。 以字节为单位
计算的IP包的长度 (包括头部和数据)，所以IP包最大长
度65535字节。
8. 标识符（Identifier）:长度16比特。该字段和Flags和
Fragment Offest字段联合使用，对较大的上层数据包进行
分段（fragment）操作。路由器将一个包拆分后，所有拆分
开的小包被标记相同的值，以便目的端设备能够区分哪个包
属于被拆分开的包的一部分。
9. 标记（Flags）：长度3比特。该字段第一位不使用。第二位
是DF（Don't Fragment）位，DF位设为1时表明路由器不
能对该上层数据包分段。如果一个上层数据包无法在不分段
的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一
个错误信息。第三位是MF（More Fragments）位，当路由器
对一个上层数据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的
IP包的包头中将MF位设为1。
10. 片偏移（Fragment Offset）：长度13比特。表示该IP包在
该组分片包中位置，接收端靠此来组装还原IP包。
11. 生存时间（TTL）：长度8比特。当IP包进行传送时，先会
对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路
由器的时候，每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。
如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。这个字段可以防止
由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。
12. 协议（Protocol）：长度8比特。标识了上层所使用的协议。
以下是比较常用的协议号：1 ICMP；2 IGMP；6 TCP；17 UDP；
88 IGRP；89 OSPF
13. 头部校验（Header Checksum）：长度16位。用来做IP头部
的正确性检测，但不包含数据部分。 因为每个路由器要改
变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这
个值。
14. 起源和目标地址（Source and Destination Addresses）：
这两个地段都是32比特。标识了这个IP包的起源和目标地
址。要注意除非使用NAT，否则整个传输的过程中，这两个
地址不会改变。
15. 可选项（Options）：这是一个可变长的字段。该字段属于可
选项，主要用于测试，由起源设备根据需要改写。可选项目
包含以下内容：
17.1松散源路由（Loose source routing）：给出一连串路由器接口的IP
地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，但是允许在相继的两个IP地
址之间跳过多个路由器。
17.2严格源路由（Strict source routing）：给出一连串路由器接口的IP
地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，如果下一跳不在IP地址表中
则表示发生错误。
17.3路由记录（Record route）：当IP包离开每个路由器的时候记录路
由器的出站接口的IP地址。
17.4时间戳（Timestamps）：当IP包离开每个路由器的时候记录时间。
填充（Padding）：因为IP包头长度（Header Length）部分的单位为
32bit，所以IP包头的长度必须为32bit的整数倍。因此，在可选项后
面，IP协议会填充若干个0，以达到32bit的整数倍
2、IPV6报文头格式及各字段功能 o 图示
?
o 各字段功能
?
?
? Version：4比特，值为6表示IPv6报文 Traffic Class：8比特，类似于IPv4中的TOS域 Flow Label：20比特。IPv6中新增。流标签可用来标记特定流的报
文，以便在网络层区分不同的报文。转发路径上的路由器可以根据
流标签来区分流并进行处理。由于流标签在IPv6报文头中携带，转
发路由器可以不必根据报文内容来识别不同的流，目的节点也同样
可以根据流标签识别流，同时由于流标签在报文头中，因此使用
IPSec后仍然可以根据流标签进行QoS处理。
? Payload Length:16比特。以字节为单位的IPv6载荷长度，也就是
IPv6报文基本头以后部
? Next Header：8比特。用来标识当前头（基本头或扩展头）后下一
个头的类型。此域内定义的类型与IPv4中的协议域值相同。Pv6定
义的扩展头由基本头或扩展头中的扩展头域链接成一条链。这一机
制下处理扩展头更高效，转发路由器只处理必须处理的选项头，提
高了转发效率。
? Hop Limit：8比特。和IPv4中的TTL字段类似。每个转发此报文的
节点把此域减1，如果此域值减到0则丢弃。
?
? Source Address：128比特。报文的源地址。 Destination Address：128比特。报文的目的地址
o IPv6报文扩展头格式
? IPv6选项字段是通过形成链式结构的扩展头支持的。IPv6基本头后
面可以有0到多个扩展头。
? IPv6扩展头排列顺序如下：
1. 逐跳选项头，值为0（在IPv6基本头中定义）。此选项头被
转发路径所有节点处理。目前在路由告警（RSVP和MLDv1）
与Jumbo帧处理中使用了逐跳选项头。路由告警需要通知到
转发路径中所有节点，需要使用逐跳选项头。Jumbo帧是长
度超过65535的报文，传输这种报文需要转发路径中所有节
点都能正常处理，因此也需要使用逐跳选项头功能。
2. 目的选项头，值为60。只可能出现在两个位置：路由头前，
这时此选项头被目的节点和路由头中指定的节点处理；上层
头前（任何ESP选项后），此时只能被目的节点处理。Mobile
IPv6中使用了目的选项头。Mobile IPv6中新增加一种类型
的目的选项头（家乡地址选项）。家乡地址选项由目的选项
头携带，用于移动节点离开家乡后通知接收节点此移动节点
对应的家乡地址。接收节点收到带有家乡地址选项的报文
后，会把家乡地址选项中源地址（移动节点的家乡地址）和
报文中源地址（移动节点的转交地址）交换，这样上层协议
始终认为是在和移动节点的家乡地址在通信，实现了移动漫
游功能。
3. 路由头，值为43。用于源路由选项和Mobile IPv6。
4. 分片头，值为44。此选项头在源节点发送的报文超过Path
MTU（源和目的之间传输路径的MTU）时对报文分片时使用。
5. 验证头（AH头），值为51。用于IPSec，提供报文验证、完
整性检查。定义和IPv4中相同。
6. 封装安全载荷头（ESP头），值为50。用于IPSec，提供报文
验证、完整性检查和加密。定义和IPv4中相同。
7. 上层头，上层协议头，如TCP（6）/UDP（17）/ICMP（58）
等，目的选项头最多出现两次（一次在路由头前，一次在上
层协议头前），其它选项头最多出现一次。但IPv6节点必须
能够处理选项头（逐跳选项头除外，它固定只能进随基本头
之后）的任意出现位置和任意出现次数，以保证互通性。
8. Encapsulated IPv6 Header（41）
9. No next header（59）
扩展头的排列顺序:
1. Hop-by-Hop Options header
2. Destination Options header (for intermediate destinations when the Routing header is present)
3.
4.
5.
6.
7. Routing header Fragment header Authentication header Encapsulating Security Payload header Destination Options header (for the final destination)
8. 高层协议(TCP,UDP)
注：除了Hop-by-Hop Options header,其它的扩展头在传输过程中,中间节点不对其做处理,处理扩展头的节点按扩展头顺序处理，而不能挑选某个header
? IPV6与IPV4比较
o 区别
篇二：IPv6知识点
IPv6
IPv5曾被用到来定义一种实验性实时流协议。
IPv6地址长度为128位，用冒号将128比特分割成8个16比特的部分，每部分包含4位16进制的数字。
IPv6地址=前缀+接口标识：前缀相当于v4地址中的网络ID；接口标识相当于v4地址中的主机ID前缀长度用：/xx来标识。
IPv6地址分类：
单播地址（Unicast address）；
组播地址(Multicast address)；
任播地址(Anycast address)；被分配给多个接口，仅用于路有器
特殊地址；
预定义的组播组
Link-local
所有节点的组播地址：FF02：0：0：0：0：1
所有路有器的组播地址：FF02：0：0：0：0：0：0：2
Solicited_NODE组播地址：FF02：0：0：0：0：1：FFXX：XXXX
所有OSPF的路有器组播地址：FF02：0：0：0：0：0：0：5
所有OSPF的DR路有器组播地址：FF02：0：0：0：0：0：0：6
所有RIP路由器组播地址：FF02：0：0：0：0：0：0：9
所有PIM路由器组播地址：FF02：0：0：0：0：0：0：D
接口ID：
对链路来说是唯一的
可动态获得
——IEEE采用MAC-to-EUI-64转换
——其它地址采用其它的自动方法
可以用来形成链路-本地地址
可用来形成带有无状态自动配置功能的全球地址
求节点组播地址：
Solicited_Node组播地址的生成过程：
接口ID的后24位：XX：XXXX
前缀FF02：0：0：0：0：1：FF
FF02：0：0：0：0：1：FF XX：XXXX
如:主机的MAC地址为00-02-b3-1e-83-29
IPv6地址为fe80:0202:b3ff:fe1e:8329
1. 确认接口ID的后24位：1e:8329
2. 加上前缀后的地址为：FF02：：1：FF1e:8329即为所求节点组播地址
配置IPv6 address
Interface f0/0
IPv6 address 2001:DB8:222：：72/64
配置IPv6 address 并配置EUI-64接口ID
Interface f0/0
IPv6 address 2001:DB8:222：：72/64 EUI-64
OSPFv3
在使用IPv6前，都要先声明使用IPv6，说明在IPv6之间传输。命令为：
R7(config)#ipv6 unicast-routing
R7(config)#ipv6 cef开启IPv6快速转发
R7(config)#ipv6 router ospf 1 开启OSPFV3
R7(config-rtr)#router-id 3.3.3.3 宣告router-id，OSPFv3使用其来说明路由器 R6(config-rtr)#int s0/0/0
R6(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0 在接口上宣告接口使用OSPFV3来传输并说明其区域 R2(config)#ipv6 router ospf 1
R2(config-rtr)#redistribute ospf 100 include-connected metric 将RIP路由充分布到OSPF中，并将其度量值标志Wie5
R2(config-rtr)#area 2 stub no-summary 配置区域为末梢区域
R2(config)#ipv6 router ospf 1
R2(config-rtr)#area 2 nssa 配置区域为nssa
R2(config)#interface fastEthernet 0/0
R2(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0 instance 1 如果为指定实验ID号，将默认为0
IPv6静态默认路由
ipv6route <目标IPv6前缀><出站接口><下一跳IPv6地址>
如：R2(config)#ipv6 unicast-routing
R1(config)#ipv6 route 2001:2::/64 e1/0fe80::c801:eff:feb0:1c
R1(config)#ipv6 route 2001:3::/64 e1/0fe80::c801:eff:feb0:1c
R1(config)#ipv6 route 2001:4::/64 e1/0fe80::c801:eff:feb0:1c
默认路由：
R1(config)#ipv6 route ::/0 ethernet 1/0 fe80::c801:eff:feb0:1c
/p-54896857.html&endPro=true
RIPng配置
R1（config）#Ipv6 router rip X 启用RIPng进程，X为进程标识符
R1(config)#int s0/0/0
R1(config-if)#ipv6 rip X enable 在接口上启用已配置的X进程
R1(config)#do show ipv6 rip data 查看ipv6 RIP数据库
R1(config-if)#do show ipv6 rip next-hop查看下一跳地址
IPv4到IPv6的过渡技术
1.双协议栈技术
R(config)#ipv6 unicast-routing
R(config)#interface fastetherner0/0
R(config-if)#ip address 192.168.99.1
R(config)#ipv6 address 3dd::3
2.隧道技术——手动隧道
R(config)#interfaceTUNNEL 0 进入隧道接口tunnel 0
R2（config-if）#ipv6 enable
R2（config-if）#runnel source 192.168.1.1 指定隧道源IP地址
R2（config-if）#runnel destination 192.168.1.2 指定隧道目标IP地址
R2（config-if）#ipv6 address 2005::1/64 配置IPv6地址
R2（config-if）#tunnel mode ipv6ip 指定隧道模式为手动模式
R2（config-if）#ipv6 ospf 100 are0
R2（config-if）#exit
验证与测试：
Show ipv6 ospf neighbor
隧道技术：GRE隧道
IPV6网段能够通过IPv4网段进行通信
R2（config）#inter tunnel 0
R2（config-if）#runnel source 192.168.1.1 指定隧道源IP地址
R2（config-if）#runnel destination 192.168.1.2 指定隧道目标IP地址
R2（config-if）#ipv6 address 2005::1/64 配置IPv6地址
R2（config-if）#tunnel mode gre ip 指定隧道模式为gre模式
R2(config-if)#ipv6 rip test enable
验证：debug tunnel
IPV6学习心得
NAT破坏了端到端的连接，很多安全的应用不能用。源和目的地址被破坏。 IPV4中一个接口下只能配置一个主地址，V6下可以有多个地址。
AUTOCONFIGURATION，不通过SERVER也可分配地址。
IPV6没有广播和CHECKSUM。2层和4层都有CHECKSUM，现在物理线路也和可靠所以不要做CHECKSUM。
IPV6报头简单很多。有些专门的报头，扩展报头？。
IPV6地址
1、IP地址形式 8段*16位
前缀0可以省略
2、单播
a、AGUA为IPV6的公网地址目前用到2000：：/3
b、Link-Local范围FE80：：/10 前面64位不变
Link-Local形成为FE80：：+ EUI 64
本地的IPV6地址,理解为在链路上有效
路由表中下一跳地址
c、sitelocal私有地址相当于192. 10.
FEC0：：/10
公网上不可路由
d、未指定地址0:0:0:0:0:0:0:0
e、环回口地址 ::1
f、IPV4的换算地址 eg192.0.2.100>::C000:0264
IPV4一段为8位2进制，IPV6一段为16位2进制。
所以需要两段IPV4变成一段IPV6。192对应16进制为C0。
EUI 64为MAC地址中间分开强制插入FFFE，找到MAC地址第7位取反。
Link-Local形成为FE80：：+ EUI 64
3、组播
FF00::/8开头的都为组包地址
被请求组播地址为FF02::1:FF+单播地址的后24位
4、任意播一到最近
用在多个源发组播流量的时候，一个DOWN了，接受者不要切换继续接受流量。 组播MAC地址为 33:33 + IPV6地址的后32位。
拓扑如图所示
在R1和R2的对应接口上启用IPV6，不分配地址时候会形成Link-Local地址，用 show ipv6 int f0/0 可查看Link-Local地址，
命令为:
Int f0/0
Ipv6 enable
show ipv6 int f0/0
当未配置地址时，ping对方的Link-Local地址要指定为从哪个口出因为Link-Local地址本链
路有效。
已配置地址时，可直接ping。
IPV6路由
可能的拓扑结构如图所示：
ipv6 unicast-routing 为配置IPV6路由时必须的命令(除静态路由)
1、静态路由
R1:ipv6 route 2::2/64 2001::2 //同V4不同，命令中指定为V6
2、RIP
ipv6 router rip abc(abc为进程名可任意取)
再到对应的接口命令：
ipv6 rip abc enable
3、OSPF
ipv6 router ospf 100
router-id 2.2.2.2
对应接口下命令：
ipv6 ospf 100 area 0
4、BGP
规定R1在AS1，R2在AS2中
router bgp 1
bgp router-id 1.1.1.1
neighbor 2001::2 remote-as 2//以上同ipv4相同
address-family ipv6 //需要让路由器知道要运行IPV6
neighbor 2001::2 activate
network 1::1/64
总结:在Rip、OSPF中启动路由时就已经宣告为IPV6路由，故只需在相应接口下通告即可。在ISIS、BGP中宣告路由命令同IPV4相同，所以需要命令address-family ipv6宣告为IPV6路由
IPV6穿越IPV4
拓扑图：
篇三：IPv6基础篇学习理解
一为何由IPv4向IPv6升级
? IPv4地址资源的紧张限制了Internet的进一步发展，移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址 ? NAT、CIDR、VLSM等技术的使用仅仅暂时缓解IPv4地址紧张，但不是根本解决办法。 ? 路由表急剧膨胀
? 网络安全
? 随着因特网的发展，安全问题越来越突出。IPv4协议制定时并没有仔细针对安全性进行设计，因此固有的框架结构并不能支持端到端安全。因此，安全问题也是促使新的IP协议出现的一个动因。
与IPv4相比，IPv6具有以下特点：
? 巨大的地址空间（地址长度由32位增加到128位），像NAT这样的技术不再需要了。 ? 其他（锦上添花）：
? 简单是美——简化固定的基本报头，提高处理效率
? 即插即用——地址配置简化，自动配置
? 扩展为先——引入灵活的扩展报头，协议易扩展
? 贴身安全——网络层的IPSec认证与加密，端到端安全
? Qos考虑——新增流标签，提供比IPv4更好的服务质量保证(QoS)
? 可扩展性——为了支持一些新特性可以通过在IPv6的头后面增加扩展头，而IPv4扩展头只支持40字节,而IPv6扩展头长度不受限制。
二IPv6地址表示方法及分类
（一） IPv6地址表示方法
v6地址与v4地址表示方法有所不同
a) 每16位2进制转化成16进制，并用“:”隔开
b) 每断中的起始零可以省略，全零的组可用“::”表示，如： 0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/96可以写成1:123:0:0:0:ABCD:0:1/96或者1:123::ABCD:0:1/96
c) 地址前缀长度用“/xx”来表示，如：1::1/64
一个地址只能有一次使用::，例如FE80:0:0:0:2AA:0:0:4CA2可以写成
F E80::2AA:0:0:4CA2或者FE80:0:0:0:2AA::4CA2
（二）IPv6地址分类
IPv6地址存在以下三种类型:
· 单播(Uncast);
· 任意播(Anycast);
· 多播(Multicast)。
和IPv4相比,IPv6地址有—个重要的不同,IPv6地址协议中没有广播地址。但是,IPv6
地址协议提供了一个包含“全部节点”的多播地址,用来实现与IPv/0地址协议中广播地址同
样的目的。
下面详细介绍这三种类型
1）单播(Uncast)
用来表示单台设备的地址。
又细分为全球单播地址、链路本地地址、站点本地地址 。
全球单播地址：
一个全球单播地址是指这个单播地址是全球惟一的。相等于IPv4中的public地址。
全球单播地址架构为下面的图示
:
链路本地地址
（ Link-local address）类似于IPv4的169.254.0.0/16
链路本地地址架构为下面的图示
地址范围(scope)为单一链路link。仅用于该链路上相邻节点通信。
相等于IPv4中APIPA(169.254.0.0/16)
FE80::/64 prefix
作用:自动配置；
对邻节点发现过程是必须的；
路由器不转发
站点本地地址
(Site-local address) 类似于IPv4私有地址
站点本地地址结构为下面的图示
:
范围为单个站点(site:多个link或者subnet)
相当于IPv4的私有地址范围
（10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16）
FEC0::/10 prefix
作用:非自动配置,必须通过有状态或者无状态的地址自动分配进行指派
用于内网
2）任意播(Anycast)
用来标识一组接口（通常这组接口属于不同的节点）。发送到任播地址的数据包被传输给此地址所标识的一组接口中距离源节点最近的一个接口（最“近”的一个，是指根据路由协议的距离度量）。
为了更好的理解任意播用下面另一端话进行阐述一下
—个任意播地址(Anycast address,也可称为任播地址或泛播地址)表示的更像一种服务,而不是—台设备,并且相同的地址可以驻留在提供相同服务的一台或多台设备中。如图2-3所示,某些服务是由3台服务器提供的,但却是通过IPv6地址3fe⒓“∶110o∶∶15来进行该服务的所有通告的。
接收到包含该地址通告的路由器不会知遒足由3台不lrll的设备通告给它的。相反,路由器会假定有3条路由到达相同的目的地,并会选择一条代价最低的路由。如图⒉3所示,这条路由是到达服务器C的,它的代价是20。
3）多播(Multicast)
用来标识属于不同节点的一组接口，类似IPv4的组播地址。发送到组播地址的数据包被传输给此地址所标识的所有接口。
多播地址标识的不是一台设备,而是一组设备———个多播组(mu⒒ica哎grclup,或称为
多播群)。发送给一个多播组的数据包可以由单台设备发起。因此,一个多播数据包通常包括
一个单播地址作为它的源地址,一个多播地址作为它的目的地址。在一个数据包中,多播地
址从来不会作为源地址出现。
一个多播组的成员可能只有一台单个的设备,也可能甚至是该网络上所有的设备。事实
上,IPv6协议并不像IPv4协议那样有一个保留的广播地址,而是有一个保留的包含所有节点的多播组,实际上做相同的事情:所有接收它的设备都是属于该多播组。
多播的架构在下面的图示
FF00::/8 prefix
? Flags
? 用来表示permanent或transient组播组
? Scope
? 表示组播组的范围
? Group ID
? 组播组ID