Ｎext Generation Internet Protocol Ipng/IPv6

全球主機成長趨勢

Internet的發展歷史 1969：Internet起源於美國國防部的ARPANet 1973：美國加州全錄公司成功的發展出Ethernet 1982：TCP/IP協定的標準化 1984：Domani Name System（DNS）被傳入 1989：瑞士CERN開發了World wide web（WWW） 1994：WWW正式被使用 1994：下一代的網際網路協定開始被提案，CATNIP、 　　　　　　 　TUBA、SIPP三個提案中出線 1995：SIPP被更名為IPv6 2001：芬蘭的Nokia公司，公開了全球第一個以IPv6為 基礎的多媒體行動通訊協定-Mobile IPv6

網路的基本協定 : OSI與TCP/IP

IP協定與網路發展 IP的功能 IP的演進 邁向IPv6 Addressing (IP定址) Routing (IP路由) IPv4的極限 CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 的導入 NAT (Network Address Translation) 的登場 邁向IPv6

IPv4位址之表示法 以十進位格式表示。32 位元位址以 8 位元為界來畫分。每個 8 位元組轉換為對應的十進位，並以句點隔開。

IPv4位址之分類

CIDR

IPv4與IPv6的基本架構

IPv6/IPv4轉換技術

IPv4/IPv6轉換演變過程

IPv4/IPv6轉換機制

IPv4/IPv6雙重架構機制 Dual Stack Schemes

IPv4/IPv6通道機制 Tunnel Mechanism

IPv4/IPv6位址協定轉換機制 Translator

IPv6定址規劃

IPv6 位址空間 IPv6 的最明顯的特性是使用極大的位址空間。IPv6 中一個位址的大小為 128 位元，是 IPv4 位址的 4 倍。 版本 位址數量 IPv4 4,294,967,296個 (2^32) IPv6 340,282,266,920,938,463,463,374,607,431,768,211,465 (或 3.4 x 1038 或 2^128) 個

常見的IPv6 位址表示形式 冒號 - 十六進位形式 壓縮形式 混合形式 n:n:n:n:n:n:n:n 形式。每個 n 代表位址的八個 16 位元項目其中之一的十六進位值 。 壓縮形式 因為位址長度之故，有一長串零的位址很常見。要簡化可使用壓縮形式，壓縮形式中單一連續的 0 區塊會以雙冒號 (::) 表示。這個符號在一個位址中只能出現一次。 混合形式 此形式結合了 IPv4 和 IPv6 位址。在此位址格式是 n:n:n:n:n:n:d.d.d.d，其中每個 n 表示六個 IPv6 高序位 16 位元位址項的十六進位值，而每個 d 表示 IPv4 位址的十進位值。

冒號 - 十六進位形式 IPv6，128 位元位址以 16 位元為界來畫分，每個 16 位區塊轉換為 4 位十六進位數，並以冒號隔開。 0010000111011010100100001101001100000000010100000010111100111011 0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010 128 位元位址以 16 位元為界來畫分： 0010000111011010 1001000011010011 0000000001010000 0010111100111011 0000001010101010 0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010 每個 16 位元區塊轉換為十六進位，並用冒號隔開： 21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A 透過移除每個 16 位元區塊中的前置零，可進一步簡化 IPv6 表示法。但是，每個區塊必須至少有一個數字。 21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A

壓縮形式 冒號十六進位格式中設為 0 的一串連續 16 位元區塊可壓縮為「::」。 FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 可以壓縮為：FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2 FF02:0:0:0:0:0:0:2 可以壓縮為：FF02::2 FC53:0C2A:89BE:99D0:58F6:0:0:0 可以壓縮為： FC53:0C2A:89BE:99D0:58F6:: 只能用於壓縮一連串連續 的 16 位元區塊 (冒號十六進位表示法)。不能對某個 16 位元區塊的一部分進行零壓縮。 您不能將 FF02:30:0:0:0:0:0:5 表示為 FF02:3::5

混合形式 IPv4 相容位址 雙堆疊節點使用 IPv4 相容位址 0:0:0:0:0:0:w.x.y.z 或 ::w.x.y.z (此處 w.x.y.z 是 IPv4 位址的點陣十進位表示法) 在 IPv4 基礎結構上與 IPv6 通訊。 例如IPv4當中的位址12.34.56.78，在IPv6當中成為0:0:0:0:0:0:12.34.56.78。 雙堆疊節點是具有 IPv4 和 IPv6 通訊協定的節點。當使用 IPv4 相容位址做為 IPv6 目的位址時，IPv6 通訊自動使用 IPv4 標頭進行壓縮，並使用 IPv4 基礎結構傳送到目的。 IPv4 對應位址 IPv4 對應位址 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z 或 ::FFFF:w.x.y.z 用來將只用於 IPv4 的節點表示為 IPv6 節點。 例如IPv4當中的位址12.34.56.78，在IPv6當中成為0:0:0:0:0:FFFF:12.34.56.78。

位址類型 位址中的前置位元定義了特定 IPv6 位址類型。含有這些前置字元的可變長度欄位稱為格式前置字元 (Format Prefix，FP)。功能有如IPv4中的前幾個位元用來代表各class分類。 表示 IPv6 位址/前置字元組合的簡潔方法如下 　 IPv6 - 位址/前置字元 - 長度 例：FFE:FFFF:0:CD30:0:0:0:0/64 此範例中的前置字元是 3FFE:FFFF:0:CD30。 表示成壓縮形式 3FFE:FFFF:0:CD30::/64。 帶有前置字元的節點位址可用於衍生子網路識別碼。 例：21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A/64 所衍生的子網路識別碼為：21DA:D3:0:2F3B::/64。

IPv4 建置通常使用點陣十進位數字表示前置字元(稱為子網路遮罩)。IPv6 不使用子網路遮罩。IPv6 只支援前置字元長度表示法。 雖然可以沿位元邊界定義前置字元，但 IPv6 位址的冒號十六進位表示法以半位元組 (4 位元) 為界。要正確表示一個字首長度不是 4 的倍數的子網路，必須將十六進位轉換為二進位，才能確定適當的子網路識別碼。例如，要表示位址和字首為 21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A/59 的子網路，就必須將「2F3B」中的「3」轉換為二進位 (0011)，在第 3 個和每 4 個二進位數字之間畫分半位元組，然後轉換回到十六進位。結果子網路識別碼為 21DA:D3:0:2F20::/59。

Format Prefix 前置字元

IPv6/IPv4三種位址類型

IPv6三種位址類型

單點傳送位址 Unicast 連結 - 本機位址。格式：FE80::InterfaceID ，主要用在啟動時，以及當系統尚未取得大範圍的位址時。相當於 Microsoft Windows 系統上使用 169.254.0.0/16前置字元自動組態的 IPv4 位址。 站台 - 本機位址。格式：FEC0::SubnetID:InterfaceID。主要是用在站台內定址，不需要具有全域前置字元。相當於 IPv4 專用位址空間 (10.0.0.0/8、172.16.0.0/12 和 192.168.0.0/16)。 全域 IPv6 單點傳送位址。這類位址可以在 Internet 上使用，與公用 IPv4 位址相同。它們在 Internet IPv6 部分上 (稱為 6bone，亦即 IPv6 主幹網路) 可全域路由和連線。具有以下格式：001 (FP，3 位元) TLA ID (13 位元) 保留位置 (8 位元) NLA ID (24 位元) SLA ID (16 位元) InterfaceID (64 位元)。

IEEE EUI-64 介面識別碼位址 到 IPv6 介面識別碼的轉換

EUI-64轉換到 IPv6介面識別碼 Ethernet MAC 位址 00-AA-00-3F-2A-1C。 在第 3 和第 4 個位元組之間插入 FF-FE 轉換為 EUI-64 格式，結果是：00-AA-00-FF-FE-3F-2A-1C。 對 U/L 位元 (它是第 1 個位元組的第 7 位元) 進行取補數操作 。 第 1 個位元組的二進位元格式為 00000000。對第 7 位元取補數後，它就變成 00000010 (0x02)。 最終結果是 02-AA-00-FF-FE-3F-2A-1C，以冒號十六進位元表示時，則變成 2AA:FF:FE3F:2A1C。 與 MAC 位址為 00-AA-00-2A-1C 的網路配接卡對應的連結-本機位址是：FE80::2AA:FF:FE3F:2A1C。

多點傳送位址 Multicast 供介面組使用的識別碼 (通常分屬不同節點)。傳送到此位址的封包會被送到以此位址識別的所有介面。多點傳送位址類型會取代 IPv4 廣播位址。 例如:多重廣播所有節點的位址：FF02::1 多重廣播所有路由器的位址：FF02::2 二進制前置字元 IPv6表示 1111 1111 FF00::/8

任意傳送位址 Anycast Anycast 位址可以指定給多個介面，而封包根據路徑協定會傳送給最近的介面，典型的使用是用來辨識一組的Router（在ISP中），當封包到逹ISP時，會送到最近的Router處理。 格式如下：

ICMPv6 ICMPv6 具有 IPv4 ICMP 的一般功能，即報告傳輸或轉寄錯誤，以及提供用於疑難解答的簡單回應服務。 Multicast Listener Discovery (MLD) MLD 是一組 ICMP 訊息 ，它們取代 IPv4 網際群組管理通訊協定 (IGMP) 的第 2 版，以管理子網路多點傳播成員身份。 Neighbor Discovery (ND) Neighbor Discovery 是一組 ICMPv6 訊息 ，它們管理連結上節點間通訊。

Neighbor Discovery (ND) 發現芳鄰 目的：在網路上，主機要能傳送和接收資料，就需和相鄰的設備(主機或路由器)作溝通，主機在做資料交換前，必需要能先找到對方，此即其目的。 取代IPv4中用來發現對方位址的ARP(位址解析協定)，ICMP ROUTER Discovery(ICMP路由器發現)和ICMP Redirect(ICMP的重導機制)。 功能：發現路由器、決定下一個驛站、發現prefix address、發現參數、自動設定位址、位址解析、偵測芳鄰無法到逹、偵測重複位址、重導等。

位址解析 以主機A要傳送和接收主機B資料前，進行解析為例

重複位址的偵測 主機A和B都已設好IPv6位址，而主機C剛開機或剛更改IPv6位址且與A主機相同

發現路由器 以A主機發現路由器為例

芳鄰無法到逹的偵測 芳鄰無法到逹的偵測是使用在主機和相鄰節點的路徑

重新導向

位址的自動組態 IPv6 的一個最有用的特性就是它能夠自動進行自我設定，即使不使用受管理的組態通訊協定如 IPv6 的動態主機組態通訊協定 (DHCPv6)，也是如此。預設情況下，IPv6 主機可為每個介面設定一個連結-本機位址。透過使用 Router Discovery，主機還可以確定路由器位址、其它組態參數、其它位址以及連結前置字元。 位址的自動組態可分為二種 非狀態的自動組態 允許主機自動產生位址，可以和其它的主機和路由器溝通 狀態的自動組態 需要DHCP伺服器來配置主機的相關組態資訊，所以需要系統管理人員設定好DHCP伺服器的相關資訊，以提供相關服務

總結 IPv6服務品質技術(QoS) SIPv6協定(VoIP網路電話、互動電視系統) Mobile IPv6 IPv6安全技術(IPsec)