CH10-5ed 下一代因特网

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计算机网络(第 5 版)第 10 章 下一代因特网

课件制作人：谢希仁

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第 10 章 下一代因特网10.1 下一代网际协议 IPv6 (IPng) 10.1.1 解决 IP 地址耗尽的措施 10.1.2 IPv6 的基本首部 10.1.3 IPv6 的扩展首部 10.1.4 IPv6 的地址空间 10.1.5 从 IPv6 向 IPv4 过渡 10.1.6 ICMPv6课件制作人：谢希仁

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第 10 章 下一代因特网(续)10.2 多协议标记交换 MPLS 10.2.1 MPLS 的产生背景 10.2.2 MPLS 的工作原理 10.2.3 MPLS 首部的位置与格式 10.3 P2P 文件共享

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10.1 下一代的网际协议 IPv6 (IPng)10.1.1 解决 IP 地址耗尽的措施

从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输 速率来看，现在 IPv4 已很不适用。 最主要的问题就是 32 位的 IP 地址不够用。 要解决 IP 地址耗尽的问题的措施：

采用无类别编址 CIDR,使 IP 地址的分配更加合理。 采用网络地址转换 NAT 方法以节省全球 IP 地址。 采用具有更大地址空间的新版本的 IP 协议 IPv6。

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10.1.2 IPv6 的基本首部

IPv6 仍支持无连接的传送所引进的主要变化如下 更大的地址空间。IPv6 将地址从 IPv4 的 32 位 增大 到了 128 位。 扩展的地址层次结构。 灵活的首部格式。 改进的选项。 允许协议继续扩充。 支持即插即用(即自动配置) 支持资源的预分配。课件制作人：谢希仁

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IPv6 数据报的首部

IPv6 将首部长度变为固定的 40 字节，称为基 本首部(base header)。 将不必要的功能取消了，首部的字段数减少到 只有 8 个。 取消了首部的检验和字段，加快了路由器处理 数据报的速度。 在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部。 所有的扩展首部和数据合起来叫做数据报的有 效载荷(payload)或净负荷。课件制作人：谢希仁

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IPv6 数据报的一般形式有效载荷 选项基本 首部

扩展 首部 1

…

扩展 首部 N

数 据 部 分

IPv6 数据报

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位

0

4

12

16

24

31

版本

通信量类有 效 载 荷 长 度

流

标

号 跳数限制

下一个首部

IPv6 的 基本首部 (40 B)

源 地 址 (128 位)

目 的 地 址 (128 位)

IPv6 的 有效载荷 (至 64 KB)

有效载荷(扩展首部 / 数据)

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位

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12

16

24

31

版本

通信量类有 效 载 荷 长 度

流

标

号 跳数限制

下一个首部

IPv6 的 基本首部 (40 B)

源 地 址 (128 位)

目 的 地 址 (128 位t)

IPv6 的 有效载荷 (至 64 KB)

扩展首部 / 数据 有效载荷(扩展首部 / 数据)

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位

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4 通信量类

12

16 流 标 下一个首部 源 地 址 (128 位)

24 号

31 跳数限制

版本 IPv6 的 基 本 首 部 40 B

有 效 载 荷 长 度

目 的 地 址 (128 位)

版本(versio

n)—— 4 位。它指明了协议的版本， 对 IPv6 该字段总是 6。

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位

0 版本

4

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16 流 标 下一个首部 源 地 址 (128 位)

24 号

31 跳数限制

通信量类有 效 载 荷 长 度

IPv6 的 基 本 首 部 40 B

目 的 地 址 (128 位)

通信量类(traffic class)—— 8 位。这是为了区分 不同的 IPv6 数据报的类别或优先级。目前正在 进行不同的通信量类性能的实验。

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位

0 版本

4 通信量类

12

16

24

31 跳数限制

流

标

号

有 效 载 荷 长 度

下一个首部 源 地 址 (128 位)

IPv6 的 基 本 首 部 40 B

目 的 地 址 (128 位)

流标号(flow label)—— 20 位。 “流”是互联网络上 从特定源点到特定终点的一系列数据报， “流”所经 过的路径上的路由器都保证指明的服务质量。 所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号。

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位

0 版本

4 通信量类

12

16 流 标 下一个首部

24 号

31 跳数限制

有 效 载 荷 长 度 IPv6 的 基 本 首 部 40 B

源 地 址 (128 位)

目 的 地 址 (128 位)

有效载荷长度(payload length)—— 16 位。它指明 IPv6 数据报除基本首部以外的字节数(所有扩展首部 都算在有效载荷之内),其最大值是 64 KB。

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位

0 版本

4 通信量类

12

16 流 标

24 号

31 跳数限制

有 效 载 荷 长 度

下一个首部源 地 址 (128 位)

IPv6 的 基 本 首 部 40 B

目 的 地 址 (128 位)

下一个首部(next header)—— 8 位。它相当于 IPv4 的 协议字段或可选字段。

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位

0 版本

4 通信量类

12

16 流 标 下一个首部 源 地 址 (128 位)

24 号

31

有 效 载 荷 长 度

跳数限制

IPv6 的 基 本 首 部 40 B

目 的 地 址 (128 位)

跳数限制(hop limit)—— 8 位。源站在数据报发出时即 设定跳数限制。路由器在转发数据报时将跳数限制字 段中的值减1。 当跳数限制的值为零时，就要将此数据报丢弃。

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位

0 版本

4 通信量类

12

16 流 标 下一个首部

24 号

31 跳数限制

有 效 载 荷 长 度 IPv6 的 基 本 首 部 40 B

源 地 址 (128 位)

目 的 地 址 (128 位)

源地址—— 128 位。是数据报的发送站的 IP 地址。

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位

0版本

4通信量类

12

16流 标

24号

31跳数限制

有 效 载 荷 长 度IPv6 的 基 本 首 部 40 B

下一个首部

源 地 址(128 位)

目 的 地 址 (128 位)

目的地址—— 128 位。是数据报的接收站的 IP 地址。

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10.1.3 IPv6 的扩展首部1. 扩展首部及下一个首部字段

IPv6 把原来 IPv4 首部中选项的功能都 放在扩展首部中，并将扩展首部留给路 径两端的源站和目的站的主机来处理。 数据报途中经过的路由器都不处理这些 扩展首部(只有一个首部例外，即逐跳 选项扩展首部)。 这样就大大提高了路由器的处理效率。

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六种扩展首部在 RFC 2460 中定义了六种扩展首部： 逐跳选项 路由选择 分片 鉴别 封装安全有效载荷 目的站选项课件制作人：谢希仁