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计算机网络———ipv6简解

文章目录

    • 1.前言:
    • 2. ipv6简单分析:
      • 2.1.地址长度对比
      • 2.2. ipv6包头分析
      • 2.3. ipv6地址的压缩表示:
      • 2.3. NDP:
      • 2.4. ipv6地址动态分配:

1.前言:

在这里插入图片描述

因特网地址分配组织)宣布将其最2011年2月3日,IANA (Internet Assigned Numbers Authority,的468万个IPv4地址平均分配到全球5个RIR (Regionallnternet Registry,区域互联网注册管理机构),此后IANA再没有可分配的IPV4地址

可能有小伙子问了为什么新买服务器或者装宽带依旧有ipv4呢?
❗️ 因为只是INNA分完了,但是下层机构或者运营商并没有分完,由于现在机构加以节省,商用或者特殊用途还是能分得到的。

❗️❗️❗️❗️突击检查,ipv4有多少个地址?

IPv4地址总数是2^32,即约42.9亿个。

在这里插入图片描述

由于有一些地址被保留为特殊用途,实际上可用于分配的IPv4地址数量比总数少。

当然,这并不能解决ipv4不够用的问题,那么为了解决ipv4地址枯竭问题,引入了ipv6
在这里插入图片描述

2. ipv6简单分析:

下面简单分析下ipv6的结构。以便于了解ipv6的特点以及优势。

2.1.地址长度对比

项目特点最大ip
ipv42^32个255.255.255.255(10进制)
ipv62^128个f*32(16进制)

那么可以明显看出ipv6的总容量是ipv6的79,228,162,514,264,337,593,543,950,336(2^96) 倍,几乎不可能分的完。那么最大的长度问题就解决了。

2.2. ipv6包头分析

我们可以通过ipv4对比,可以很清楚的了解为什么改进,改进的目的是什么。
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

我们可以看出ipv6删除了首部长度,分组相关的内容

ipv6变化目的
删除Identification,·Flags,Fragment Offset精简包头,网络层不拆包
删除options,padding精简包头,payload length,next header功能取代
新增Flow Label标识数据包类型,中间设备可以高效区分数据流
变化 Traffic Class和Tos功能相似,用于qos。
变化Hop Limit类似ttl,包跳数限制
变化Hop Limit类似ttl,包跳数限制
变化 Next Header类似协议protocal,0为尾包,该字段同时实现了协议控制和部分拓展的功能。

ipv6拓展包头的长度不受限制

2.3. ipv6地址的压缩表示:

即便ipv6使用十六进制表示也要八组这么多

IPv6 地址的压缩表示是一种简化和缩写的方式,用于更紧凑地表示较长的 IPv6 地址。IPv6 地址由 128 位构成,通常以 8 个 16 位的块(每个块使用四个十六进制数字表示)表示。IPv6 地址的压缩表示通过省略一些连续的零块,以及使用 :: 符号来表示零块,从而使地址更短。

2001:0db8:0000:0042:0000:8a2e:0370:7334
=>
2001:db8:0:42::8a2e:370:7334

😄 一个地址只能压缩一次,且必须压缩最长的字段。

2.3. NDP:

  • 地址解析(Address Resolution): 类似于IPv4中的ARP,IPv6中的NDP用于将目标IPv6地址解析为对应的链路层地址(通常是MAC地址)。

  • 邻居发现(Neighbor Discovery): NDP允许节点发现其附近的IPv6邻居。这包括确定邻居是否仍然可达,以及发现新邻居。节点可以通过发送Neighbor Solicitation和Neighbor Advertisement消息进行邻居发现。

  • Router发现: NDP允许IPv6节点在同一链路上发现路由器。通过Router Advertisement和Router Solicitation消息,节点可以了解到可用的IPv6路由器,并配置其IPv6地址。

  • 重定向(Redirect): NDP支持重定向消息,允许节点更新其路由表,以便将数据包发送到更合适的下一跳。

  • Prefix Discovery: NDP还用于发现链路上可用的IPv6前缀,以便节点能够自动配置其IPv6地址。

  • NDP通过使用ICMPv6(Internet Control Message Protocol version 6)消息来实现上述功能。它在IPv6协议栈的数据链路层和网络层之间起到桥梁的作用,使IPv6节点能够在链路层和网络层之间进行有效的通信和协同工作。

2.4. ipv6地址动态分配:

  1. 有状态分配
    在这里插入图片描述

dhcpv6,故名思意,和dhcp差不多,需要部署dhcpv6服务器,如dns

由dhcp服务器统一下发ip地址好处是便于统一管理。
2. 无状态分配
在这里插入图片描述

由路由器周期性通知ipv6前缀,拿到前缀的客户机可以根据本地硬件地址动态生成唯一的ipv6地址

好处是路由器没有过高的功能要求,客户机配置简单方便,坏处是难以获取过多的信息。

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