IPV6的常用的几个组播地址

Posted 2023-03-17

IPv6是对IPv4的革新，尽管大多数IPv6的路由协议都需要重新设计或者开发，但IPv6路由协议相对IPv4只有很小的变化。目前各种常用的单播路由协议(IGP、EGP)和组播协议都已经支持IPv6。

　　1 IPv6单播路由协议

　　IPv6单播路由协议实现和IPv4中类似，有些是在原有协议上做了简单扩展(如，ISISv6、BGP4+)，有些则完全是新的版本(如，RIPng、OSPFv3)。

　　1.1 RIPng

　　下一代RIP协议(简称RIPng)是对原来的IPv4网络中RIP-2协议的扩展。大多数RIP的概念都可以用于RIPng。

　　为了在IPv6网络中应用，RIPng对原有的RIP协议进行了修改：

　　UDP端口号：使用UDP的521端口发送和接收路由信息

　　组播地址：使用FF02::9作为链路本地范围内的RIPng路由器组播地址

　　路由前缀：使用128比特的IPv6地址作为路由前缀

　　下一跳地址：使用128比特的IPv6地址

　　1.2 OSPFv3

　　OSPFv3是OSPF版本3的简称，主要提供对IPv6的支持，遵循的标准为 RFC2740(OSPF for IPv6)。与OSPFv2相比，OSPFv3除了提供对IPv6的支持外，还充分考虑了协议的网络无关性以及可扩展性，进一步理顺了拓扑与路由的关系，使得OSPF的协议逻辑更加简单清晰，大大提高了OSPF的可扩展性。

　　OSPFv3和OSPFv2的不同主要有：

　　修改了LSA的种类和格式，使其支持发布IPv6路由信息

　　修改部分协议流程，使其独立于网络协议，大大提高了可扩展性

　　主要的修改包括用Router-ID来标识邻居，使用链路本地(Link-local)地址来发现邻居等，使得拓扑本身独立于网络协议，与便于未来扩展。

　　进一步理顺了拓扑与路由的关系

　　OSPFv3在LSA中将拓扑与路由信息相分离，一、二类LSA中不再携带路由信息，而只是单纯的描述拓扑信息，另外用新增的八、九类LSA结合原有的三、五、七类LSA来发布路由前缀信息。 参考技术A IPv6的主要设计特点

　　IETF 所建议的 IPv6 协议保持了 IPv4 所赖以成功的许多特点。事实上， IPv6 基本上与 IPv4 一样，只是做了一点修改。例如， IPv6 保留了 IPv4 的无连接、尽最大努力投递的数据报传送服务这个最基本的特征（即允许每个数据报独立地进行路由选择）；允许发送方选择数据报的大小，要求发送方指明数据报在到达终点前的最大跳数（ maximum hops ）。正如我们所看到的， IPv6 保持了 IPv4 选项的大多数概念，包括分片与源路由选择。

　　尽管许多概念是相似的， IPv6 还是改变了许多协议的细节。例如， IPv6 使用更大的地址空间，增加了一些新的特征。更重要的是， IPv6 全部修订了 IPv4 的数据报格式，用一系列固定格式的报头取代了 IPv4 中可变长度的选项字段。下面我们具体介绍 IPv6 的主要设计特点：

扩展的地址空间和变址功能
　　IPv6 使用 128 位地址，它支持的地址数是 IPv4 的 2 96 倍。 IPv6 的地址空间是足够大的，在可预见的将来是不会耗尽的。它可允许更多层的地址结构，支持灵活的路由安排，支持简单的地址自动配置。它定义了一种新的地址类，即任播地址（ anycast address ）。对多播地址类增加了范围（ scope ）字段，以改进多播路由的可扩性。
精简的报头格式，简化了报头处理
　　IPv6 使用一种全新的、不兼容的数据报格式。某些 IPv4 的报头字段被删去，以减少数据报处理的开销，以改进性能。尽管 IPv6 地址长度是 IPv4 的 4 倍，但 IPv6 报头只有 8 个字段，并且所有的字段都有固定的长度，而 IPv4 报头有 13 个字段。
基本头和扩展头编码方式改进了性能，增加了扩展的灵活性
　　IPv6 数据报头分成基本头和扩展头，扩展头位于基本头和传输层包头之间，如图 2-9 所示。 IPv6 的选项都放在分开的扩展头中，大部分 IPv6 选项不需要路由器处理，这样就简化和加速了路由器对 IPv6 数据报的处理。与 IPv4 相比， IPv6 报头可选项编码方式的改变促进了路由器性能的改进。 IPv6 选项总长度没有限制，不限于 IPv4 的 40 字节，对引进新选项有更大的灵活性。同时，采用了扩展头又使得基本头得到精简。
图 2-9 IPv6 数据报报头编排装
支持服务质量控制
　　IPv6 的通信流等级（ traffic class ）字段可用于服务质量控制。此外， IPv6 还引入流标号（ flow label ）字段，允许数据源对属于特定通信流的数据报赋予标号，可要求路由器对特殊流以特殊处理，如支持实时服务。
支持身份认证和数据加密
　　IPv6 有可选项支持身份认证、数据完整性校验与数据加密 参考技术B IPv6协议技术特点

3.1 IPv6相对于IPv4有哪些较为显著的优势？

相对于IPv4，IPv6有如下一些显著的优势：

（1）地址容量大大扩展，由原来的32位扩充到128位，彻底解决IPv4地址不足的问题；支持分层地址结构，从而更易于寻址；扩展支持组播和任意播地址，这使得数据包可以发送给任何一个或一组节点；

（2）大容量的地址空间能够真正的实现无状态地址自动配置，使IPv6终端能够快速连接到网络上，无需人工配置，实现了真正的即插即用；

（3）报头格式大大简化，从而有效减少路由器或交换机对报头的处理开销，这对设计硬件报头处理的路由器或交换机十分有利；

（4）加强了对扩展报头和选项部分的支持，这除了让转发更为有效外，还对将来网络加载新的应用提供了充分的支持；

（5）流标签的使用让我们可以为数据包所属类型提供个性化的网络服务，并有效保障相关业务的服务质量；

（6）认证与私密性：IPv6把IPSec作为必备协议，保证了网络层端到端通信的完整性和机密性；

（7）IPv6在移动网络和实时通信方面有很多改进。特别地，不像IPv4，IPv6具备强大的自动配置能力从而简化了移动主机和局域网的系统管理。

3.2 报头结构

3.2.1 IPv6的报头结构是怎样的？

新的IPv6报头的结构比IPv4简单得多， IPv6报头中删除了IPv4报头中许多不常用的域，放入了可选项和报头扩展中；IPv6中的可选项有更严格的定义。IPv4中有10个固定长度的域、2个地址空间和若干个选项，IPv6中只有6个域和2个地址空间。

虽然IPv6报头占40字节，是24字节IPv4报头的1.6倍，但因其长度固定（IPv4报头是变长的），故不需要消耗过多的内存容量。

IPv4中的报头长度（header length）、服务类型（type of service，TOS）、标识符（identification）、标志（flag）、分段偏移（fragment offset）和报头校验和（header checksum）这6个域被删除。报文总长（total length）、协议类型（protocol type）和生存时间（time to live，TTL）3个域的名称或部分功能被改变，其选项（options）功能完全被改变，新增加了2个域，即优先级和流标签。