4.1.6 IPv6（课件） -《计算机网络技术基础》同步教学(上海交通大学出版社)

计算机网络技术基础 LOREM IPSUM DOLOR TCP/IP协议簇 第四章 章节导读 不同的厂家生产的计算机运行的操作系统可能完全不同，却因为有了TCP/IP协议簇而能够进行相互通信。TCP/IP协议簇包含很多协议，其中最核心的3个协议是网际协议（internet protocol，IP）、传输控制协议（transmission control protocol，TCP）和用户数据报协议（user datagram protocol，UDP）。 本章就来介绍这3个较核心的协议，以及地址解析协议（address resolution protocol，ARP）和网际控制报文协议（internet control message protocol，ICMP）。 3 学 习 目 标 掌握IP数据报的格式。 掌握IPv4地址的结构和分类。 掌握TCP传输连接的建立和释放过程。 理解子网掩码的概念，掌握子网划分的方法。 理解地址解析协议ARP和网际控制报文协议ICMP的工作原理和应用。 了解IPv6地址的结构和特点。 掌握UDP的概念、特点、端口号分配和数据报格式。 掌握TCP的概念、特点、端口号分配和数据报格式。 掌握TCP传输连接的建立和释放过程。 4 4.1 网际协议IP 4.1.6 IPv6 现在使用的IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，估计在未来的若干年间将被分配完毕。1990年，因特网工程任务组（IETF）开始启动IP新版本的设计工作。经过多次讨论、修订和定位之后，在1993年得到了一个名为SIPP（Simple Internet Protocol Plus）的协议，即IPv6（网际协议第6版）。 4.1 网际协议IP IPv6地址 1 1） IPv6地址的表示方法 IPv6地址采用十六进制的表示方法，共128位，分8组表示，每组16位。因为一个十六进制数可以表示4位，所以每组由4个十六进制数组成，各组之间用“：”隔开。每组中前面的0可以省略，但每组必须有一个数，例如：1080:0:0:0:8:800:200C:417A，FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210。 在IPv6地址段中有时会出现连续的几组0，为了简化书写，这些0可以用“：：”代替，但一个地址中只能出现一次“：：”。例如： 4.1 网际协议IP 在某些情况下，IPv4地址需要包含在IPv6地址中，这时，最后两组用现在习惯使用的IPv4的十进制表示方法，前六组表示方法同上，例如，IPv4地址61.1.133.1包含在IPv6地址中时表示为0:0:0:0:0:0:61.1.133.1，或者是：：61.1.133.1。 2）IPv6地址的结构 128位的IPv6地址由64位网络地址和64位主机地址组成。其中，64位的网络地址又分为48位的全球网络标识符和16位的本地子网标识符，如图4-17所示。 图4-17 IPv6地址的结构 4.1 网际协议IP IPv6的特点 2 IPv6协议不仅是为网络上的计算机设计，还应用于所有的通信设备，如手机、无线设备、电话等。IPv6的主要特点如下。 （1）更大的地址空间。IPv6地址长度为128位（16字节），即有2128-1（3.4E+38）个地址，这一地址空间是IPv4地址空间的1E28倍。在IPv6的庞大地址空间中，目前全球连网设备已分配掉的地址仅占其中的极小一部分，有足够的余量可供未来的发展之用。 （2）简化的报头和灵活的扩展。IPv6对数据报头作了简化，将其基本报头长度固定为40字节，减少了处理器开销并节省了网络带宽。此外，IPv6定义了多种扩展报头，使得IPv6变得极其灵活，能提供对多种应用的强力支持，同时又为以后支持新的应用提供了可能。 4.1 网际协议IP （3）多样化的地址类型。IPv6定义了3种不同的地址类型：单点传送地址、多点传送地址和任意点传送地址。 在IPv6网络中，网络被分为多个区域，每个区域中都有多个骨干节点，每个骨干节点汇聚多个接入网（站）点，通过接入网点连接终端网点（企业或个人用户）提供服务。 IPv6定义了3种不同的地址类型：单点传送地址、多点传送地址和任意点传送地址。所有类型的IPv6地址都属于接口（Interface）而不是节点（Node）。一个IPv6单点传送地址被赋给某一个接口，而一个接口又只能属于某一个特定的节点，因此一个节点的任意一个接口的单点传送地址都可以用来标识该节点。 4.1 网际协议IP （4）即插即用的连网方式。IPv6允许主机发现自身地址并自动完成地址更改，这种机制既不需要用户花精力进行地址设定，又可以大大减轻网络管理者的负担。IPv6有两种自动设定功能，一