IPv6 中華技術學院 電子系 宋志元 e-mail:cysung@cysung.chit.edu.tw http://cysung.chit.edu.tw.

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1 IPv6 中華技術學院 電子系 宋志元 e-mail:cysung@cysung.chit.edu.tw

2 Ethernet 與 IPv4 1973：Ethernet and TCP/IP 1981：IPv4 成為 RFC (791)
理論值: 42 億 (232=4,294,967,296) 實際值: 2.5 億 (RFC3194, 2001) 2.5億個IP 夠用嗎？ 中華技術學院，電子館現況 254個IP分給大約500部電腦使用

3 今日的 Internet PDA Smart phone E-Book Handset ? ? ? Laptop Tablet PC
Desktop

4 IP on Everything

5 明日的 Internet 汽車 手錶 冰箱 wearable PC 桌燈 視訊 微波爐 電話 瓦斯錶 醫療 給湯機 遠端監視 冷氣機

6 亞太地區各國 IP 位址成長量 8 16 24 32 40 JP CN KR AU TW HK IN TH MY SG Other
8 16 24 32 40 JP CN KR AU TW HK IN TH MY SG Other Millions 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 Pre-1996

7 IP 位址數量消耗情形 1985, 使用 1/16 1990, 使用 1/8 1995, 使用 1/3 2000, 使用 1/2
2003, 使用 2/3 (即將不敷使用…)

8 IPv4的問題 IP 位址數量不足，影響網路應用的發展 造成數位落差 路由表日益增大，影響路由效率
NAT 有其限制 造成數位落差 路由表日益增大，影響路由效率 設定及管理不易 (Auto-configuration) 缺乏 IP 層的安全性需求 (IPSEC) 缺乏服務品質的支援 (QoS) …

9 日本 IPv6 應用實例 IPv6 計程車 (日本) . 提供乘客當地生活資訊 . 提供乘客駕駛健康狀況
. 依踩剎車的頻率, 搜集交通擁塞狀況 . 依雨刷頻率, 搜集天候資訊

10 位址數量面臨不足 IP 位址是網際網路的公用資源 2003/3 IANA 剩下約 31% /8 可用(75-80個 /8)
2002/9 時還有 35% (半年用掉 4 %) 中國 12 億人口 每人一個 IP，需 72 個 /8 印度 10 億人口..

11 IP資源分配不均

12 NAT的缺點 全球1000大公司有70%使用NAT 但是: NAT 破壞全球位址唯一性 NAT 破壞點對點的透明性 (無法確認真實身份)
NAT 使得 QoS、Security 功能及協定失效 NAT 使得某些應用軟體功能無法使用(content sharing, distributed computing, on-line gaming…) NAT 提高網路隱藏性的成本 (e.g. NAT設備費用、位址轉換時間…)

13 路由表日益增大 * BGP Statistics focusing on the Asia Pacific Region *
Routing Table Report 04:00 +10GMT Mon 02 Jun, 2003 Analysis Summary BGP routing table entries examined: Prefixes after maximum aggregation: Unique aggregates announced to Internet: Total ASes present in the Internet Routing Table: Origin-only ASes present in the Internet Routing Table: Origin ASes announcing only one prefix: Transit ASes present in the Internet Routing Table: /1:0 /2:0 /3:0 /4:0 /5:0 /6:0 /7:0 /8:18 /9:5 /10:8 /11:13 /12:52 /13:98 /14:254 /15:466 /16:7413 /17:1679 /18:2976 /19:8434 /20:8477 /21:6139 /22:9041 /23:10639 /24:69277 /25:156 /26:206 /27:54 /28:32 /29:21 /30:21 /31:0 /32:25 Source:

14 路由表日益增大 網路泡沫化

15 IPv6 的優點 增大的位址空間 階層性位址架構 高效能的標頭(header)架構 自動設定(auto-configuration) 機制
128 位元 (2128 = 40,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456) 每人可分配到 5.67*1028 =56,713億億億個固定IP(全球以60億人計) 每人每秒可分配到1.80*1019=1,798億億個固定IP(假設每人活100歲) 足以分配給地球上每一粒沙一個固定IP 階層性位址架構 增進位址聚集，減低路由表的大小 高效能的標頭(header)架構 提高封包轉送效能 自動設定(auto-configuration) 機制 內建安全性支援 較佳的QoS支援

16 IPv6 Addressing Addresses have lifetime Neighbor Discovery
Valid – timer for address life Preferred – new address Neighbor Discovery Replaces ARP, ICMP Router Discovery, and ICMP Redirect IPv4 functionality Used by hosts to: Discover neighboring routers, addresses Used by routers to: Advertise presence, host configuration parameters…

17 IPv6 位址種類 Unicast 單點傳播 Multicast 多點傳播 Anycast 任一傳播 Broadcast 廣播
單一介面位址，用於一對一傳送 Multicast 多點傳播 一組介面位址，用於一對多傳送 Anycast 任一傳播 一組介面位址，用於一對多中之一(One to one of many)傳送，最最接近者 Broadcast 廣播 IPv6 沒有廣播

18 IPv4與IPv6的比較 IPv4 IPv6 Address length 32 bits 128 bits IPSec support
Optional Required QoS support Some Better Fragmentation Hosts and routers Hosts only Checksum in header Yes No Options in header No (Extension Header) Link-layer address resolution ARP (broadcast) Multicast Neighbor Multicast membership IGMP Multicast Listener Router Discovery Uses broadcasts Configuration Manual, DHCP Automatic, DHCP DNS name queries Uses A records Uses AAAA DNS reverse queries Uses IN-ADDR.ARPA Uses IP6.INT

19 IPv6 全球統計 (資料日期2004/11/02) 資料來源:

20 台灣地區IPv6分配現況 序 單位 性值 IPv6網址範圍 核發日期 1 Hinet ISP 2001:238::/35 20000208
TAnet 2001:288::/35 3 中央研究院 Research 2001:c08::/32 4 台灣電訊 2001:c50::/32 5 國家高速網路中心 2001:c58::/32 6 中華電信 2001:ca0::/32 7 SeedNET 2001:cd8::/32 8 台灣固網 2001:d20::/32 9 TWNIC Critical Infra. 2001:dc1::/32 10 台灣 NTT 2001:d40::/32 11 國家衛生研究院 2001:d48::/32 12 2001:d58::/32 13 2001:e10::/32 14 2001:ed8::/32 15 2001:f10::/32 16 2001:f18::/32

21 但是… IPv6 位址表示 IPv6位址範例(以16進制表示) 每個段前面的0可以省略，化簡成 連續段落都是0，可以簡化成 ::
FE80:0000:0000:0000:020C:29FF:FE54:0CFB 每個段前面的0可以省略，化簡成 FE80:0:0:0:20C:29FF:FE54:CFB 連續段落都是0，可以簡化成 :: FE80::20C:29FF:FE54:CFB 但是…

22 IPv6 位址的簡化表示法 可以化簡成 或 但不能是 :: 只能用一次
FE80:0000:0000:0013:0000:0000:FE54:0CFB 可以化簡成 FE80::13:0:0:FE54:CFB 或 FE80:0:0:13::FE54:CFB 但不能是 FE80::13::FE54:CFB :: 只能用一次

23 嵌入IPv6位址的IPv6位址 與IPv6相容的位址(IPv6-compatible) 與IPv4相映的位址(IPv6-mapped)
0:0:0:0:w.x.y.z 或 ::w.x.y.z 與IPv4相映的位址(IPv6-mapped) 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z 或 ::FFFF:w.x.y.z 6over4位址 Interface ID of ::WWXX:YYZZ 6to4位址 Prefix of 2002:WWXX:YYZZ::/48 ISATAP address Interface ID of ::0:5EFE:w.x.y.z

24 IPv6嵌入IPv4位址 嵌入的IPv6位址一樣使用.做分隔 例如： ::192.192.232.66
::ffff: Fe08::5efe:

25 IPv6 Address Structure Prefix(字首) 3FFE:0301:DEC1:: Interface ID(卡號)
0A00:2BFF:FE36:701E 字首: 3FFE:0301:DEC1::/64 網路卡號：0A00:2BFF:FE36:701E 網址：3FFE:0301:DEC1:0000:0A00:2BFF:FE36:701E 128 bits分成8段，用七個:來分隔 使用16進位來表示

26 IPv6 Prefix 表示法 CIDR-Like notation，指定Prefix多長 例如：
3ffe:0:0:1500:ab21:233:fea0:cd94/60 2001:238::/35(中華電信，1st 2001:c08::/32(中央研究院)

27 IPv6 Addressing Interface 可以有多個位址 Addresses have scope
Link Local – specifies subnet Site Local – specifies private address Global – specifies global significance Link-Local Global Site-Local

28 Link-Local 位址 Format Prefix 1111 1110 10 只能與在同一個Link 上的節點通訊
FE80::/64 prefix 只能與在同一個Link 上的節點通訊 單一subnet, 沒有路由器的情況下，主機自動產生暫時性位址 位址自動設定(autoconfiguration) 芳鄰找尋(Neighbor Discovery, RFC2461)

29 Site-Local 位址 Format Prefix 1111 1110 11 只能與在同一個Site上的節點通訊
FEC0::/48 prefix for site 只能與在同一個Site上的節點通訊 用以取代IPv4的私有位址( x.x/24) 含Subnet資訊，可在Site中繞送 路由器不會將位址轉送到Site以外

30 特殊的IPv6位址 不指定(Unspecified)位址 繞回(Loopback)位址 0:0:0:0:0:0:0:0 或是 ::
又稱全零位址(all-zeros) 表示有效位址不存在 繞回(Loopback)位址 0:0:0:0:0:0:0:1 或是 ::1 相當於 IPv4 的 Troubleshooting

31 IPv6 安裝簡介 目前支援IPv6的系統平台 不支援IPv6的系統平台 Windows NT/2000/XP
Linux、Unix、FreeBSD、… 不支援IPv6的系統平台 WinNT、95/98/me、Win CE (3rd Party 有套件支援)

32 IPv6 的安裝 Windows XP (系統內含) Windows 2000 (下載套件) 新增通訊協定 IPv6
DOS視窗下輸入ipv6 install Windows 2000 (下載套件) 軟體名稱 tpipv zip

33 IPv6 的安裝 (Windows 2000) 因 tpipv6-001205.exe 僅供 SP1 安裝所以
Setup –x (第二次解壓縮) 使用notepad 開啟 hotfix.inf檔 將NtServerPackVersion改為 1024 執行 hotfix.exe

34 IPv6 安裝完成的測試 檢查ipv6指令能否執行 查檢 ping6 ::1 是否有回應 Win XP 原本就能執行
Win XP 也可以使用 ping 的指令

35 IPv6網路介面－觀查介面設定 ipv6 if [if number] 一片網路卡會有4個介面(interface 1~4)
Interface #1(虛擬介面), Lookback用 Interface #2(虛擬介面), 設定Tunnel用 Interface #3(虛擬介面), 提供 6over4用 Interface #4(區域連線介面), 可以採用Neighbor Discovery或手動方式設定

36 IPv6 Tunneling 讓早期的IPv6網路提供者容易IPv6網路供使用 Tunnel Broker可被視為虛擬的 IPv6 ISPs

37 國內公開之Tunnel Broker 中研院計算中心 HiNet 中華電信研究所 東華大學 http://tb.ipv6.ascc.net
中華電信研究所 東華大學

38 示範 Question ？

39 IPv6 參考網站 台灣IPv6論壇 台灣IPv6建置發展計劃 NICI IPv6 研究發展組 NICI IPv6標準測試組
台灣IPv6建置發展計劃 NICI IPv6 研究發展組 NICI IPv6標準測試組 NICI IPv6基礎建設組 NICI IPv6應用替廣組