寬帶光網(wǎng)絡(luò)第7章 光互聯(lián)網(wǎng)

第7章光互聯(lián)網(wǎng)7.1

互聯(lián)網(wǎng)的概念

1.互聯(lián)網(wǎng)的起源 2.網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng) 3.全光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 4.光互聯(lián)網(wǎng)中的IP傳送技術(shù)

7.2IPv4

1.IPv4的地址 2.子網(wǎng)掩碼

3.IP包長 4.IP路由 5.IPv4的現(xiàn)狀 7.3IPV61.IPv6的優(yōu)勢 2.對IPv6的一些誤解3.NAT引發(fā)問題

4.IPv6地址表示5.IPv6地址類型6.IPv4和IPv6報頭格式7.4IPv6對移動通信的意義

1.移動IP的引入2.移動IP需解決的問題移動IP的基本術(shù)語 4.移動IP的基本過程7.5光互聯(lián)網(wǎng)7.5.1實現(xiàn)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)7.5.2IPoverSDH技術(shù)7.5.3IPoverWDM技術(shù)7.1

互聯(lián)網(wǎng)的概念

互聯(lián)網(wǎng)的起源

從某種意義上，互聯(lián)網(wǎng)可以說是美蘇冷戰(zhàn)的產(chǎn)物：

古巴核導(dǎo)彈危機；

越南戰(zhàn)爭爆發(fā)；

“實驗室冷戰(zhàn)”開始。

1969年，美國國防部高級研究計劃管理局(ARPA:AdvancedResearchProjectsAgency)開始建立一個命名為ARPANET

的網(wǎng)絡(luò)，把美國的幾個軍事及研究用電腦主機聯(lián)接起來。起初，ARPANET只聯(lián)結(jié)4臺主機，置于美國國防部高級機密的保護之下。

1983年，ARPA和美國國防部通信局研制成功了用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP協(xié)議，美國加利福尼亞伯克萊分校把該協(xié)議作為其BSDUNIX的一部分，使得該協(xié)議得以在社會上流行起來，從而誕生了真正的互聯(lián)網(wǎng)。

1986年，美國國家科學(xué)基金會(NationalScienceFoundation，NSF)利用ARPANET發(fā)展出來TCP/IP協(xié)議，在5個科研教育服務(wù)超級電腦中心的基礎(chǔ)上建立了NSFNET廣域網(wǎng)。由于美國國家科學(xué)基金會的鼓勵和資助，很多大學(xué)、政府資助的研究機構(gòu)甚至私營的研究機構(gòu)紛紛把自己的局域網(wǎng)并入NSFNET中。那時，ARPANET的軍用部分已脫離母網(wǎng)，建立自己的網(wǎng)絡(luò)——MilNET。

ARPANET逐步被NSFNET替代。到1990年，ARPANET已退出了歷史舞臺。如今，NSFNET已成為互聯(lián)網(wǎng)的重要骨干網(wǎng)之一。2.

網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)(1)網(wǎng)絡(luò)：泛指由兩臺以上的主機連接而成的，相互之間能夠傳輸信息的系統(tǒng)，是最廣泛的概念。(2)互聯(lián)網(wǎng)：是指開頭字母小寫的internet，泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接而成一個大型網(wǎng)絡(luò)。(3)因特網(wǎng)：是指開頭字母大寫的Internet，它是指1969年誕生于美國，最初名為“阿帕網(wǎng)”(ARPAnet)，后來又成為連接大學(xué)及高等院校計算機的學(xué)術(shù)系統(tǒng)，現(xiàn)在已發(fā)展成為一個覆蓋五大洲150多個國家的開放型全球計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的那個網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)擁有許多服務(wù)商，是全球最大的網(wǎng)絡(luò)。

《現(xiàn)代漢語詞典》2002年增補本對“互聯(lián)網(wǎng)”和“因特網(wǎng)”所下的定義分別是“指由若干電子計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的網(wǎng)絡(luò)”和“目前全球最大的一個電子計算機互聯(lián)網(wǎng)，是由美國的ARPA網(wǎng)發(fā)展演變而來的”。

3.

全光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)全光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)包括國家級網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)構(gòu)成的全球Internet，以及國家內(nèi)部各種網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。這種互聯(lián)強調(diào)在光層的互聯(lián)。其主體是核心網(wǎng)，包括三種類型：(1)全光環(huán)網(wǎng)：環(huán)網(wǎng)范圍達到2000~4000km，環(huán)網(wǎng)優(yōu)點是具備自愈性，當多個環(huán)網(wǎng)形成互聯(lián)環(huán)的時候，能具備更強的保護能力。(2)全光網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)是全光網(wǎng)發(fā)展的高級階段，范圍較大，節(jié)點數(shù)目較多，生存性和資源配置能力最強。(3)國家級全光網(wǎng)采用網(wǎng)狀網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，可以把全國范圍內(nèi)的多個環(huán)網(wǎng)和地區(qū)網(wǎng)狀子網(wǎng)連接起來，形成全國范圍的、建立在光層上的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

4.

光互聯(lián)網(wǎng)中的IP傳送技術(shù)

在光互聯(lián)網(wǎng)時代，主要應(yīng)考慮到如何在光層上傳輸IP數(shù)據(jù)包。目前在光互聯(lián)網(wǎng)中，有三種IP傳送技術(shù)，即：

IPoverATM；

IPoverSDH；

IPoverWDM。(1)IPOverATMIP與ATM技術(shù)的結(jié)合，ATM是屬于二層交換，是一種硬件交換技術(shù)，利用硬件進行信元交換，可以大大提高數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度和交換速度。

IP包是一種變長的數(shù)據(jù)包，而ATM信元是一種固定長度的幀結(jié)構(gòu)，長度為53字節(jié)。把IP包封裝到ATM幀中，需要將IP拆開并重新封裝。優(yōu)點：①ATM的QoS是最好的，它可以做到電路仿真，保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量；②網(wǎng)絡(luò)具有很好的可擴展性和靈活性；③支持多種業(yè)務(wù)，并為不同業(yè)務(wù)類型提供不同的服務(wù)質(zhì)量QoS；④有很好的網(wǎng)絡(luò)流量管理和控制性能。缺點：①傳輸效率低，“信元稅”達25%左右；②網(wǎng)絡(luò)管理比較復(fù)雜，隨著接口速率的增加其速率不易提高；③主要適用于網(wǎng)絡(luò)邊緣多業(yè)務(wù)的匯合和一般容量的骨干網(wǎng)，不太適用于超大型IP骨干網(wǎng)。

(2)IPoverSDHIP數(shù)據(jù)包通過采用點到點協(xié)議PPP(PointtoPointProtocol)，映射到SDH幀上,按各次群相應(yīng)的線速進行連續(xù)傳輸。IPOverSDH省去了ATM層，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了傳輸效率百分之二十到三十，降低了成本。是一種高效、實用的IP傳送技術(shù)。

SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，可以加強網(wǎng)絡(luò)的運行、管理和維護能力,網(wǎng)絡(luò)有很好的兼容性等；適用于經(jīng)營IP業(yè)務(wù)的ISP、以IP業(yè)務(wù)量為主的電信網(wǎng)。其缺點是不能提供較好的服務(wù)質(zhì)量QoS,對大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)須處理龐大、復(fù)雜的路由表，而且查找困難，路由信息占用較大的帶寬。(3)IPoverWDM也稱為IPoverOptical，讓IP包直接面向波長，因此其傳輸效率最高，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)運營商的成本，同時也降低了用戶獲得多媒體通信業(yè)務(wù)的費用，是一種最直接、最經(jīng)濟的IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。主要特點：①充分利用光纖的低損耗波段，增加光纖的傳輸容量；②可同時在一根光纖中實現(xiàn)雙向多媒體通信傳輸，可以很容易地兼容不同性質(zhì)和不同協(xié)議的業(yè)務(wù)；③在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中有很大的靈活性和自由度，擴容更方便；④使用WDM技術(shù)可降低對一些器件性能上的過高要求；⑤WDM系統(tǒng)中主要器件波分復(fù)用器是無源器件，省電，可靠性高，故障率低，便于維護，降低了成本。三種IP傳輸技術(shù)都將長期共存，相互補充。IPoverWDM是未來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向之一，最具有生命力和發(fā)展前途。光傳送網(wǎng)在我國應(yīng)用十分普遍,大多采用DWDM。原網(wǎng)通公司（現(xiàn)在的新聯(lián)通）已經(jīng)建成20Gbps的IP骨干網(wǎng)，連接包括北京、上海、廣州在內(nèi)的15個國內(nèi)主要城市。7.2IPv4

互聯(lián)網(wǎng)采用的是TCP/IP協(xié)議族，是由多個協(xié)議構(gòu)成的協(xié)議族。IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4(簡稱為IPv4)，發(fā)展至今已經(jīng)使用了30多年。1.

IPv4的地址

IPv4使用32位地址，因此最多可能有4,294,967,296(=232，大約43億)個地址。IPv4的地址采用了“點分十進制”的書寫規(guī)律，用點號將32位地址分成4個字節(jié)，每個字節(jié)（8位），用十進制數(shù)表示。這4個字節(jié)分成兩個部分，前一部分是網(wǎng)絡(luò)標識，用來對網(wǎng)絡(luò)進行區(qū)分，每個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標識都是不一樣的；后一部分是網(wǎng)絡(luò)中的主機地址。

IP地址分為5種類型，分別是A類、B類、C類、D類和E類。A0網(wǎng)絡(luò)地址主機地址B10網(wǎng)絡(luò)地址主機地址C110網(wǎng)絡(luò)地址主機地址D1110組播地址E1111試驗地址(1)A類地址一個A類IP地址由l字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機地址組成，最高位必須是“0”，緊跟的7位表示網(wǎng)絡(luò)標識，剩下的24位(后3個字節(jié))表示主機標識。

A類地址的第一個字節(jié)從1到126，總共有126個網(wǎng)絡(luò)標識，但每個網(wǎng)絡(luò)中卻最多可容納224個(即總共16777216個)主機。

A類地址的范圍是1.0.0.0到126.255.255.255，主要分配給具有大量主機而局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)量較少的大型網(wǎng)絡(luò)。

(2)B類地址一個B類IP地址由2個字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個字節(jié)的主機地址組成，第1、2兩個字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)標識，后2個字節(jié)作為主機標識，最高位必須是“10”(也就是第l字節(jié)從128到191)。

B類地址共擁有64×28個，即(191-128+1)×256=16384個網(wǎng)絡(luò)標識，每個網(wǎng)絡(luò)中最多可容納28×28=216個(即65536個)主機，地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255。

B類地址用于大中型規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，比如國際性大公司和政府機構(gòu)。(3)C類地址一個C類地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和l字節(jié)的主機地址組成，第l、2、3三個字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)標識，最后1個字節(jié)作為主機標識。網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”(即第l字節(jié)從192到223)。

C類地址共擁有32×216個，即(223-192+1)×65536=2097152個網(wǎng)絡(luò)標識，每個網(wǎng)絡(luò)中最多可容納28個(即256個)主機，地址范圍從192.0.0.0到223.255.255.255。

C類地址常用于小型網(wǎng)絡(luò)中，比如一般小公司、校園網(wǎng)、研究機構(gòu)等。(4)D類地址

D類地址用于多路廣播組用戶。D類地址的高4位總是被置為lll0(即第1字節(jié)從224到239)，剩下的數(shù)位用于指明客戶機所屬的組。(5)E類地址

E類地址是一種僅供試驗的地址，還沒有得到實際的應(yīng)用。E類地址的高4位總被置為1111，即第1字節(jié)從240到255。(6)幾個特殊地址

網(wǎng)絡(luò)地址：凡是主機段全部設(shè)為“0”的IP地址稱為網(wǎng)絡(luò)地址，如202.206.0.0是B類網(wǎng)絡(luò)地址。

廣播地址：主機ID部分全部設(shè)為“l(fā)”的IP地址稱為廣播地址，如202.206.255.255是B類的廣播地址。

保留地址：網(wǎng)絡(luò)ID不能以十進制“127”作為開頭，在A類地址中數(shù)字127保留給診斷用，如127.1.1.1用于回路測試。

私有地址：私有地址可以自己組網(wǎng)時用，但不能在Internet網(wǎng)上用，有這些地址的計算機要上網(wǎng)必須轉(zhuǎn)換成為合法的IP地址。

10.0.0.0～10.255.255.255172.16.0.0～172.131.255.255192.168.0.0～192.168.255.2552.

子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼就是用來標識IP地址32位2進制數(shù)中有多少位屬于網(wǎng)絡(luò)地址。在尋址中子網(wǎng)掩碼是主機用來判斷所發(fā)送的數(shù)據(jù)包目的地址是本地還是需要跨路由，從而選擇不同的發(fā)送路徑。子網(wǎng)掩碼按IP地址的格式給出。A、B、C類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼如下：A：

255．0．0．0

B：

255．255．0．0

C：

255．255.255．0

用IP地址與相應(yīng)的子網(wǎng)掩碼，進行與運算，可以區(qū)分出網(wǎng)絡(luò)號部分和主機號部分。如202．30．152.3和202．30．152．80為C類IP地址，默認子網(wǎng)掩碼為255．255．255．0，進行與運算后得出二者網(wǎng)絡(luò)號相同，說明兩主機位于同一網(wǎng)絡(luò)。子網(wǎng)掩碼的另一功能是用來劃分子網(wǎng)。3.

IP包長

IP包由首部（header）和實際的數(shù)據(jù)部分組成。數(shù)據(jù)部分最長可為65515字節(jié)（=216-1-最短首部長度20字節(jié)）。但是一般來說，低層（鏈路層）的特性會限制能支持的IP包長。例如以太網(wǎng)（Ethernet）協(xié)議，最大傳輸單元(MaximumTransferUnit,MTU)，為1518字節(jié)，以太網(wǎng)的幀首部使用18字節(jié)，剩給整個IP包（首部+數(shù)據(jù)部分）的只有1500字節(jié)。還有一些底層網(wǎng)絡(luò)只能支持更短的包長。這種情況下，IP協(xié)議提供一個分割（fragment）的可選功能。長的IP包會被分割成許多短的IP包，每一個包中攜帶一個標志（Fragmentid）。發(fā)送方（比如一個路由器）將長IP包分割，一個一個發(fā)送，接送方（如另一個路由器）按照相應(yīng)的IP地址和分割標志將這些短IP包再組裝還原成原來的長IP包。

4.

IP路由

IPv4并不區(qū)分作為網(wǎng)絡(luò)終端的主機(host)和網(wǎng)絡(luò)中的中間設(shè)備（如路由器）兩者之間的差別。每臺電腦可以既做主機又做路由器。

IPv4技術(shù)既適用于局域網(wǎng)（LAN）也適用于廣域網(wǎng)。一個IP包從發(fā)送方出發(fā)，路由器按照路由表中的路徑將IP包發(fā)往目的地方向。路由器對每一個IP包都是單獨選擇路由的，這提高了IP通信的可靠性。但單是IP層上的包傳輸，并不能保證完全可靠。所以，在IP之上再運行TCP協(xié)議為解決這些缺點提供了一個可靠的數(shù)據(jù)通路。5.

IPv4的現(xiàn)狀

IPv4的地址空間有限，采用32位地址長度，只有約43億個地址。IPv4目前面臨地址耗盡的危險，在2010年當互聯(lián)網(wǎng)IP地址資源耗盡后，將會形成一個新市場。目前中國絕大部分網(wǎng)絡(luò)都是使用IPv4的網(wǎng)絡(luò)地址，IPv4目前已經(jīng)用掉了80％。其中中國的使用量已經(jīng)超過了日本，僅次于美國居世界第二位。目前美國已經(jīng)開發(fā)了IPv6網(wǎng)絡(luò)地址。目前中國使用這個地址資源的只有教育網(wǎng)。歐盟委員會希望于2010年前將歐盟成員國境內(nèi)四分之一的商業(yè)和政府部門以及家用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成IPv6標準。美國已經(jīng)開始對已經(jīng)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商簽訂IPv6協(xié)議的政府部門給予有條件的獎勵政策。以IPv4為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)體系局限凸現(xiàn)

根據(jù)亞太網(wǎng)絡(luò)信息中心ＡＰＮＩＣ互聯(lián)網(wǎng)研究科學(xué)家ＧｅｏｆｆＨｕｓｔｏｎ在２００８年６月的最新預(yù)測，按照最近３年ＩＰｖ４地址分配速度，互聯(lián)網(wǎng)地址分配機構(gòu)ＩＡＮＡ的ＩＰｖ４地址將在２０１１年１月耗盡.1.IPv6的優(yōu)勢地址容量巨大理論上有2128個地址，足夠為地球上每一粒沙子分配一個獨立地址具有更好的可運營可管理性支持鄰居發(fā)現(xiàn)和自動配置具有更好的移動性支持解決了MobileIPv4三角路由問題解決了MobileIPv4防火墻入口過濾問題路由優(yōu)化，結(jié)構(gòu)簡化：取消了外地代理的概念解決了MobileIPv4隧道軟狀態(tài)問題7.3IPv6內(nèi)置安全性功能增加了AH(封裝頭）和ESP（封裝安全負荷）都是擴展報頭，提供網(wǎng)絡(luò)層的安全保證將IPSec的安全機制集成在IPv6協(xié)議中，內(nèi)置的VPN業(yè)務(wù)能力高效的服務(wù)質(zhì)量(QOS)增加了流標示擴展頭提高了數(shù)據(jù)包處理效率未來可區(qū)分服務(wù)級別和基于服務(wù)級別計費協(xié)議本身的擴展性問題TLV(Type，Length，Value)的消息結(jié)構(gòu)，提高了對增值業(yè)務(wù)的支持能力,移動IP的擴展部分格式相同。2.對IPv6的一些誤解

a.IPv6的唯一驅(qū)動力是地址空間不足地址空間不足僅僅是其中的一個原因。若為解決地址空間不足，使用64位的地址就夠了。之所以采用128位地址，是因為它能提供更好的層次結(jié)構(gòu)，這對高效的路由算法、地址自動配置來說是必不可少的。

b.不需要全新的IPv6，只要對IPv4進行擴充就足夠雖然在IPv4發(fā)展的過程中，人們總是通過一些巧妙的補丁方案解決它暴露出來的缺陷，但是可以說原始的TCP/IP框架已經(jīng)發(fā)展到了它的極限，已經(jīng)不可能再通過打補丁的方式來應(yīng)付了。

c.NAT(NetworkAddressTranslation)技術(shù)已較好的解決了地址空間不足的問題，如p2p應(yīng)用的問題已經(jīng)可以通過udp穿越等方法得到解決，bt等已經(jīng)可以在NAT后面連接，IPv6的優(yōu)勢不明顯。

NAT技術(shù)破壞了端到端的高性能通信模式，盡管很多P2P的application都可以很好的克服nat的穿越問題，但我們也看到，這些克服不是從tcp/ip協(xié)議的角度讓他本身避免或克服的，而是application自己考慮辦法來克服的，或者需要NAT軟件能很好的讀懂a(chǎn)pplication的協(xié)議。這點是很不符合網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計的原則的，不但增加了重復(fù)勞動降低效率的機會，也提供給黑客更多的出現(xiàn)漏洞的機會。3.NAT引發(fā)問題打破了全球獨特的地址模式打破了地址的穩(wěn)定性打破了一直在線的模式打破了對等的模式妨礙了一些應(yīng)用的實施妨礙了一些安全協(xié)議的實施妨礙了一些QoS功能的實施帶來了錯誤的安全感導(dǎo)致了隱性成本IPv6=足夠的全球地址

=無NAT截至2008年12月，中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程核心網(wǎng)已經(jīng)完成建設(shè)任務(wù)，該核心網(wǎng)由6個主干網(wǎng)、兩個國際交換中心及相應(yīng)的傳輸鏈路組成，6個主干網(wǎng)由在北京和上海的國際交換中心實現(xiàn)互聯(lián)。目前CERNET2、中國電信、中國網(wǎng)通／中科院、中國移動、中國聯(lián)通和中國鐵通這6個主干網(wǎng)含國際交換中心已全部完成驗收。已經(jīng)向互聯(lián)網(wǎng)標準組織IETF申請互聯(lián)網(wǎng)標準草案9項，已獲批準2項，這也是我國第一次進入互聯(lián)網(wǎng)核心標準領(lǐng)域。4.IPv6地址表示128位通過8個由冒號分開的分段來表示以十六進制書寫每個16-位分段實例：3ffe:3700:1100:0001:d9e6:0b9d:14c6:45ee

IPv6地址壓縮每個16-位分段中的開頭的零都可以壓縮實例：fe80:0210:1100:0006:0030:a4ff:000c:0097成為：fe80:210:1100:6:30:a4ff:c:97一個或多個臨近的16-位分段中所有零的都可以用雙冒號表示（::）實例：ff02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001成為：ff02::1但…雙冒號只能使用一次實例：2001:0000:0000:0013:0000:0000:0b0c:3701可以變成：2001::13:0:0:b0c:3701或：2001:0:0:13::b0c:3701但不能變成：2001::13::b0c:3701嵌入的IPv4地址一些轉(zhuǎn)換機制將IPv4地址嵌入到IPv6地址中嵌入的IPv4地址以帶點的十進制數(shù)表示::13.1.68.3::ffff:129.144.52.38fe80::5efe:172.24.240.30實例：5.IPv6地址類型單點發(fā)送Unicast識別單一接口發(fā)送到單點發(fā)送地址的數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)竭@個地址識別出的接口任播AnyCast識別一系列接口發(fā)送到任播地址的數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)竭@個地址識別出的最近接口（根據(jù)路由協(xié)議的定義）組播Multicast識別一系列接口發(fā)送到組播地址的數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)竭@個地址識別出的所有接口IPv6不帶有廣播地址IPv6使用“所有節(jié)點”組播

IPv6地址作用范圍鏈路-本地Link-Localfe80::/10用在單一鏈路上帶有鏈路-本地源或目的地址的數(shù)據(jù)包不轉(zhuǎn)發(fā)到其它鏈路站點-本地Site-Localfec0::/10用于單一站點帶有站點-本地源或目的地址的數(shù)據(jù)包不轉(zhuǎn)發(fā)到其它站點應(yīng)用與RFC1918類似Isdeprecatedbyrfc3879。2004.1.1停止分配；2006.6.6停止使用。全球全球唯一地址帶有全球地址的數(shù)據(jù)包可被轉(zhuǎn)發(fā)到全球網(wǎng)絡(luò)的任何部分識別地址類型未規(guī)定地址環(huán)回地址組播地址鏈路-本地單點發(fā)送地址站點-本地單點發(fā)送地址全球單點發(fā)送/任播地址::/128::1/128ff00::/8fe80::/10fec0::/10其它類型IPv6前綴全球單點發(fā)送地址FP =格式前綴（=001，用于全球聚合的單點發(fā)送地址）TLA-ID =最高級別的聚合標識符RES =預(yù)留用于未來使用NLA =下一個級別的聚合標識符SLA-ID =站點級別的聚合標識符接口ID =接口標識符接口-IDFPTLA-IDResNLA-IDSLA-ID≥3≤138241664128位公共拓撲站點拓撲接口標識符網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點部分TLA/NLA格式（建議廢棄不用RFC3587）全球單點發(fā)送地址

接口-ID001全球路由前綴子網(wǎng)3451664128位公共拓撲站點拓撲接口標識符網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點部分全球路由前綴使用類似CIDR的分級體系每個人（從公司到居民）都得到48-位前綴每個人都得到16-位子網(wǎng)空間也有例外（規(guī)模非常大的用戶及移動節(jié)點）新格式全球單點發(fā)送地址可更加簡便地更換ISP無需調(diào)整地址空間足夠的增長空間001只占總地址空間的1/816-位子網(wǎng)空間足以支持大多數(shù)用戶可簡化多歸更多信息，請參見RFC3177前綴和子網(wǎng)長度為何是固定的？接口ID對鏈路來說是唯一的識別特定鏈路上的接口可動態(tài)獲得

IEEE地址采用MAC-to-EUI-64轉(zhuǎn)換其它地址采用其它的自動方法可用來形成鏈路-本地地址可用來形成帶有無狀態(tài)自動配置功能的全球地址組播地址格式組-ID11111111標記84112128位scop4前3位設(shè)為0最后一位定義地址類型：0=固定（或眾所周知）1=本地分配（或短期）定義地址范圍0 預(yù)留節(jié)點本地范圍鏈路本地范圍站點本地范圍企業(yè)本地范圍E 全局范圍F 預(yù)留IPv4Well-knownmulticastaddressMulticastGroup節(jié)點-本地范圍FF01::1224.0.0.1所有-節(jié)點地址FF01::2224.0.0.2所有-路由器地址鏈路-本地范圍FF02::1224.0.0.1所有-節(jié)點地址FF02::2224.0.0.2所有-路由器地址FF02::5224.0.0.5OSPFIGPFF02::6224.0.0.6OSPFIGP-DRFF02::9224.0.0.9RIP路由器FF02::D224.0.0.13所有PIM路由器站點-本地范圍FF05::2224.0.0.2所有-路由器地址任何有效范圍FF0X::101224.0.1.1網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議NTPIPv4眾所周知的組播地址組播組IPv6眾所周知的組播地址在2008全球IPv6高峰會議，中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心(CNNIC)主任毛偉透露，截至今年3月底，中國的IP地址數(shù)量已經(jīng)超過1.4億，位居世界第二位。

2006年，我國擁有9500萬IP地址，實際消耗量達到9800萬；2007年的時候?qū)嶋H消耗量達到1.35億，居世界第三位。今年則是超越了日本，居于美國之后；在IP地址人均占有量方面，我國還遠遠落后于歐美。我國已獲得IPv4地址數(shù)量僅占全球已分配總數(shù)量的4.5%，中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度非?？欤刂分萍s會有明顯影響。在IPv6地址申請方面，截至2007年11月，中國大陸IPv6地址擁有量排名世界第16(27塊)。德國最多，接近10000塊，我國IPv6地址數(shù)量僅為德國1/330。前16排名依次為德國、日本、法國、澳大利亞、韓國、意大利、臺灣、波蘭、英國、荷蘭、美國、挪威、瑞士、加拿大、阿根廷和中國大陸。6.IPv4和IPv6報頭格式IPv4PDUIPv6PDUminimum20octetsmaximum65535octetsIPv4HeaderDataFieldFixed40octetsmaximum65535octets0ormoreTransport-levelPDUIPv6HeaderExtensionHeaderExtensionHeaderDestinationAddressSourceAddressVerIHLServiceTypeIdentificationFlagsOffsetTTLProtocolHeaderChecksumSourceAddressDestinationAddressOptions+PaddingTotalLengthVerFlowLabelPayloadLengthNextHeaderHopLimitTrafficClassIPv4vs.IPv6報頭IPv4PacketHeaderIPv6PacketHeader32bits攜帶零個、一個或多個擴展報頭的IPv6分組

IPv6specificationrecommendedorder:IPv6headerHop-by-hopoptionsheaderRoutingheaderFragmentheaderAuthenticationheaderEncapsulationsecuritypayloadheaderDestinationoptionsheaderIPv6packetwithallextensionheadersOctets:40VariableVariableVariableVariableVariableVariable820(optionalvariablepart)=NextheaderfieldIPv6headerHop-by-hopoptionsheaderRoutingheaderFragmentheaderAuthenticationheaderEncapsecuritypayloadheaderTCPheaderApplicationdata

Destinationoptionsheader擴展選項報頭的格式選項的格式7.4IPv6對移動通信的意義未來一體化的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)將提供一個通用的移動應(yīng)用平臺，實現(xiàn)應(yīng)用與移動承載技術(shù)無關(guān)，并支持業(yè)務(wù)的跨系統(tǒng)間切換

IPv6將在未來移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中扮演重要角色GPRSGSMCSD3GWLANIPv6Based移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)SMSMMS移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)移動數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)IPv6網(wǎng)絡(luò)移動Web服務(wù)器豐富的Web應(yīng)用傳統(tǒng)IP協(xié)議未考慮節(jié)點的移動性（路由和節(jié)點標識都靠IP地址）隨無線接入技術(shù)的發(fā)展（PAN、WLAN、WAN），支持節(jié)點移動是發(fā)展趨勢1.移動IP的引入無線終端在各種底層無線網(wǎng)絡(luò)之間的漫游IPoverEverything數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種類型業(yè)務(wù)的融合EverythingoverIP移動IP也稱為IPMobility,2.移動IP需解決的問題接入路由器1通信對端移動節(jié)點接入路由器2ADDR1ADDR1DATA移動節(jié)點由接入路由器1連接的子網(wǎng)1移動到接入路由器2連接的子網(wǎng)2子網(wǎng)1子網(wǎng)2接入路由器1通信對端移動節(jié)點接入路由器2ADDR2ADDR1DATA子網(wǎng)1子網(wǎng)2IP地址的改變對于通信對端和上層（IP層以上）是透明的移動節(jié)點需要一個在移動過程中保持不變的標識不中斷已經(jīng)建立的連接通信對端始終能夠找到移動節(jié)點家鄉(xiāng)地址3.移動IP的基本術(shù)語家鄉(xiāng)地址(HoA:HomeAddress)：移動節(jié)點的標識，手動配置或者由家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)分配，通常不變轉(zhuǎn)交地址(CoA:Care-ofAddress)：移動節(jié)點位置的標識，由移動到的外地網(wǎng)絡(luò)分配，隨位置變化家鄉(xiāng)代理(HomeAgent)：保存移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址和轉(zhuǎn)交地址之間的映射關(guān)系(綁定)通信對端(CorrespondNode)：和移動節(jié)點進行通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，它可能是靜止的節(jié)點，也可能是移動節(jié)點HoA與CoA的對應(yīng)關(guān)系稱為綁定(Binding)<HoA,CoA>知道移動節(jié)點家鄉(xiāng)地址如何將IP分組發(fā)送到移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址？IP分組先發(fā)送到家鄉(xiāng)代理，由家鄉(xiāng)代理發(fā)送給移動節(jié)點！移動IP基本過程包括以下三個步驟移動檢測移動節(jié)點檢測到自己移動到了外地網(wǎng)絡(luò)代理公告（移動IPv4）/路由器公告（移動IPv6）轉(zhuǎn)交地址配置移動IPv4外地代理轉(zhuǎn)交地址（即外地代理地址）(ForeignAgentCoA)配置轉(zhuǎn)交地址(Co-locatedCoA)移動IPv6全局可路由轉(zhuǎn)交地址（CoA）<家鄉(xiāng)地址、轉(zhuǎn)交地址>的綁定注冊到家鄉(xiāng)代理到通信對端4.移動IP的基本過程IPv4Internet協(xié)議轉(zhuǎn)換IPv6孤島IPv6孤島IPv6InternetIPv6InternetIPv4孤島IPv4孤島IPv6孤島IPv6孤島IPv6孤島IPv4InternetIPv6與IPv4互通IPv4孤島IPv6InternetIPv6網(wǎng)絡(luò)IPv6網(wǎng)絡(luò)純IPv6網(wǎng)絡(luò)遷移設(shè)想遷移機制類型雙協(xié)議棧IPv4/IPv6共存于一個設(shè)備隧道用于穿越IPv4覆蓋范圍的IPv6隧道貫穿之后，用于穿越IPv6覆蓋范圍的IPv4隧道貫穿6over4和4over6翻譯器IPv6<->IPv4部署IPv6方式一:雙棧雙棧核心交換機IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)IPv4userIPv4/IPv6userIPv6user雙棧路由器IPv4網(wǎng)絡(luò)IPv6網(wǎng)絡(luò)雙協(xié)議棧通常只是“雙層”，而不是整個棧物理/數(shù)據(jù)鏈路IPv6IPv4TCP/UDP應(yīng)用0x86DD0x0800TCP/UDP部署IPv6方式二:隧道雙棧核心交換機IPv4網(wǎng)絡(luò)IPv4userIPv4/IPv6userIPv6user雙棧路由器IPv6網(wǎng)絡(luò)IPv4網(wǎng)絡(luò)隧道技術(shù)隧道應(yīng)用IPv4IPv4IPv6路由器到路由器主機到路由器路由器到主機主機到主機IPv6IPv6IPv6IPv6IPv4IPv6IPv6設(shè)備商業(yè)化的路由器-JuniperT320、T640-Cisco12000系列-Cisco7507B-HITACHIGR2000-NokiaIP330-QuidwayNE80-清華比威12008-…IPv6Ready認證

IPv6Ready認證又有“IPv6ReadyPhase-1認證”和“IPv6ReadyPhase-2認證”之分。“IPv6ReadyPhase-1認證”已經(jīng)實施多年了，全球已有180多個企業(yè)或組織的產(chǎn)品通過“IPv6ReadyPhase-1認證”；“IPv6ReadyPhase-1認證”主要是對IPv6的基本功能進行評價?！癐Pv6ReadyPhase-2認證”是IPv6領(lǐng)域最高等級的資質(zhì)認證，認證內(nèi)容有核心協(xié)議、IPSec、移動IPv6、MLD和過渡機制。目前，全球僅有15個IPv6產(chǎn)品獲得了“IPv6ReadyPhase-2認證”。7.5光互聯(lián)網(wǎng)7.5.1實現(xiàn)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)7.5.2IPoverSDH技術(shù)7.5.3IPoverWDM技術(shù)7.5.1實現(xiàn)快帶IP網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)1．傳送技術(shù)2．接入技術(shù)1．傳送技術(shù)(1)IPoverATM①IPoverATM的基本原理②IPoverATM的特點ⅠATM技術(shù)本身能提供QoS保證，具有地址、流量控制、帶寬管理、擁塞控制功能以及故障恢復(fù)能力，這些是IP所缺乏的，因而IP與ATM技術(shù)的融合，也使IP具有了上述功能。Ⅱ適應(yīng)于多業(yè)務(wù)，具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴展能力，并能對其它幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如IPX等提供支持。Ⅲ需對ATM交換機的呼叫處理能力提出要求。Ⅳ封裝開銷較高。POA、POS、POW的重疊結(jié)構(gòu)(2)IPoverSDHIPoverSDH，也稱為PacketoverSDH(POS)，即直接以SDH網(wǎng)絡(luò)作為IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò)，可見是一種IP與SDH技術(shù)的結(jié)合。①IPoverSDH的基本原理②IPoverSDH的特點(3)IPoverWDM①IPoverWDM的