软考：下一代互联网IPv6
考点分析：每年顶多1-2分
IPv4问题与改进
网络地址短缺：ipv4是32位，可分配43亿地址（2的32次方），现在全球人口远远超过43亿。ipv6是128位，多到无法表示，传闻给全球的每一粒沙子分配一个ip都还有剩。
分配不合理：ipv4 三分之一的地址给美国占用
路由速度：网络规模越大，路由表越大，查找速度就越慢。ipv4头部多达13个字段，ipv6只有8个字段。
缺乏安全：ipv4没有加密、认证机制。ipv6集成IPsec功能。
不支持新的业务模式：ipv4没有扩展字段，ipv6支持多报头嵌套
ipv6也只能由源节点进行分段，中间路由不能分段，目的简化路由处理，MTU发现。
ipv6报文格式
版本（4位）：0100表示IPv6
流量类型（8位）：用于区分不同的IP分组，相当于IPv4中服务类型字段
流标签（20位）：表示某些需要特别处理的分组。
负载长度（16位）：表示除了IPv6固定头部40个字节之外的负载长度，扩展头包含在负载长度之中。
下一头部（8位）：指明下一个头部类型，可能是IPv6扩展头部或高层协议的头部。
跳数限制（8位）：用于检测路由循环，类似TTL。
源地址（128位）：发送节点的地址。
目的地址（128位）：接收节点的地址。
ipv6扩展报头
下一头部编号 | 下一头部类型 | 解释 |
0 | Hop-by-Hop Options Header | 逐跳选项：这些信息由沿途各个路由器处理 |
6 | TCP（Upper Layer） | 该IPv6报文的上层封装是TCP |
17 | UDP（Upper Layer） | 该IPv6报文的上层封装是UDP |
43 | Routing Header | 路由选择头：给出一个路由器地址列表，类似于IPv4的松散源路由和路由记录 |
44 | Fragment Header | 分段：处理数据报的分段问题 |
50 | Encapsulating Security Payload | ESP：封装安全载荷，跟IPSec类似 |
51 | Authentication Header | AH：认证头，跟IPSec类似 |
60 | Destination Options | 目标选项：选项中的信息由目标节点检查处理 |
ipv6地址
ipv6地址基础
IPv6地址128位，采用冒号分隔的十六进制数（8组）表示。
例如：8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
每个字段前面的0可以省去，例如0123可以简写为123。
一个或多个全0字段，可以用一对冒号“.:”代替
有效0位不可以简写，双冒号只能出现一次。
以上地址可简写为 8000::123:4567:89AB:CDEF
IPv4兼容地址可以写为 ::192.168.10.1
ipv6地址分类
单播地址
可聚合全球单播地址: 这种地址在全球范围内有效，相当于IPv4公用地址(前缀为001)
链路本地地址:用于同一链路的相邻节点间的通信 (前缀为1111 1110 10))结合MAC地址自动生成.
站点本地地址:相当于IPv4 中的私网地址(前缀为1111 1110 11) 。
组播地址
IPv6中没有广播地址，广播功能被组播代替
IPv6组播地址的格式前缀为 1111 1111，即FF00开头。
任意播地址
表示一组接口的标识符，通常是路由距离最近的接口。
任意播地址不能用作源地址，而只能作为目标地址。
任意播地址不能指定给IPv6主机，只能指定给IPv6路由器
ipv6书写
合法写法
12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60
12AB::CD30:0:0:0:0/60
12AB:0:0:CD30::/60
非法写法
12AB:0:0:CD3/60(在16位的字段中可以省掉前面的0,但不能省掉后面的0)
12AB::CD3/60(这种表示可展开为12AB:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0CD3)
12AB::CD30/ 60 (这种表示可展开为12AB:0000:0000:0000:0000:0000:0000:CD30)
特殊地址对比
IPv4地址 | IPv6地址 |
点分十进制表示 | 带冒号十六进制表示，0可以压缩 |
分为ABCDE类 | 不分类 |
组播地址224.0.0.0/4 | 组播地址FF00::/8 |
广播地址 | 任意播 |
默认地址0.0.0.0 | 不确定地址:: |
回环地址127.0.0.· | 回环地址::1 |
公共地址 | 可聚合全球单博地址FP=001 |
私有地址10.0.0.0/8，127.16.0.0/12，192.168.0.0/16 | 站点本地地址FEC0::/48 |
自动专用IP地址169.254.0.0/16 | 链路本地地址FE80::/48 |
6to4隧道地址2002::/16 |
ipv6路由协议
RIPng、OSPFv3、BGP4+
DHCPv6 无状态配置和有状态配置
有状态自动配置:DHCPv6直接分配前缀和接口ID、网关和DNS等。(给全部信息)
无状态自动配置:路由器接口前缀+终端EUI-64。(给一半信息)
ICMPv6:新增加的邻居发现功能代替了ARP协议的功能.
过渡技术
双栈技术：同时运行ipv4、ipv6
隧道技术：解决ipv6节点之间通过ipv4网络进行通信
翻译技术：解决纯ipv6节点与纯ipv4节点之间的通信
历年真题
IPv6协议数据单元由一个固定头部和若干个扩展头部以及上层协议提供的负载组成，其中用于表示松散源路由功能的扩展头是（ 1 ）。如果有多个扩展头部，第一个扩展头部为（ 2 ）。
1：A.目标头部 B.路由选择头部 C.分段头部 D.安全封装负荷头部
2：A.逐跳头部 B.路由选择头部 C.分段头部 D.认证头部
IPv6基本首部的长度为（ 3 ）个字节，其中与IPv4中TTL字段对应的是（ 4 ）字段。
3：A.20 B.40 C.64 D.128
4：A.负载长度 B.通信类型 C.跳数限制 D.下一首部
以下关于IPv6与IPv4比较的说法中，错误的是（ 5 ）。
A.IPv4的头部是变长的，IPv6头部是定长的。
B.IPv6与IPv4中均有头部校验和字段
C.IPv6中的HOP Limit字段作用类似IPv4中的TTL字段
D.IPv6中的Traffic Class 字段作用类似于IPv4的ToS字段
在IPv6无状态自动配置过程中，主机将其（ 6 ）附加在地址前缀1111 1110 10之后，产生一个链路本地地址。
A.IPv4地址 B.MAC地址 C.主机名 D.随机产生的字符串
6to4是一种支持IPv6站点通过IPv4网络进行通信的技术，下面IP地址中（ 7 ）属于6to4地址。
A.FE90.:5EFE:10.40.1.29
B.FE80::5EFE:192.168.31.30
C.2002:C000:022A:
D.FF80:2ABC:0212
在IPv4向IPv6的过度期间，如果要使得两个IPv6节点可以通过现有的IPv4网络进行通信，则应该使用（ 8 ）。如果要使得纯IPv6节点与纯IPv4节点进行通信，则需要使用（ 9 ）。
8：A.堆栈技术 B.双协议栈技术 C.隧道技术 D.翻译技术
9：A.堆栈技术 B.双协议技术 C.隧道技术 D.翻译技术
答案：1.B、2.A、3.B、4.C、5.B、6.B、7.C、8.C、9.D
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