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前言1

第一章 IPv6技术概述1

1.1 计算机网络基本知识1

1.1.1 计算机网络层次和协议1

1.1.2 计算机网络定义3

1.1.3 常用的计算机网络体系结构3

1.1.4 OSI/RM与TCP/IP的比较7

1.1.5 当代计算机网络体系结构9

1.1.6 计算机网络中的寻址10

1.1.7 计算机网络的层次和协议在何处11

1.1.8 与计算机网络有关的技术标准13

1.2 IPv6协议的研究历程15

1.2.1 IPv4协议需要改进的原因15

1.2.2 IPv6协议的目标17

1.2.3 IPv6协议的研究过程18

1.2.4 IPv6协议的制订过程19

1.3 IPv6技术应用情况21

1.3.1 IPv6技术推广面临的问题21

1.3.2 IPv6在国外的部署22

1.3.3 IPv6在国内的推广23

1.3.4 IPv6下一代网络的核心技术25

1.3.5 正在研究的IPv6关键技术27

1.4 IPv6技术标准研究29

1.4.1 有关的国际标准组织29

1.4.2 IPv6技术标准工作的开展32

1.4.3 IPv6技术标准的制订35

1.4.4 制造厂商对IPv6技术的支持37

参考文献38

第二章 IPv6协议结构39

2.1 IPv6协议数据单元的结构39

2.1.1 IPv6协议基本术语39

2.1.2 IPv6协议数据单元40

2.1.3 IPv6协议与IPv4协议的比较44

2.2 IPv6协议的扩展首部49

2.2.1 IPv6协议扩展首部概述49

2.2.2 扩展首部用到的选项51

2.2.3 逐跳选项扩展首部54

2.2.4 路由扩展首部55

2.2.5 分段扩展首部58

2.2.6 身份认证扩展首部60

2.2.7 封装安全载荷扩展首部62

2.2.8 目的站选项扩展首部63

2.2.9 IPv6扩展首部与IPv4选项的比较64

2.3 IPv6协议的特性65

2.3.1 IPv6协议的地址结构和地址类型65

2.3.2 即插即用的连网方式66

2.3.3 IPv6协议内置的安全性67

2.3.4 对服务质量提供的支持68

2.3.5 对移动通信提供的支持69

2.3.6 可扩展性和邻居发现协议69

参考文献70

第三章 IPv6地址结构71

3.1 IPv6地址技术概述71

3.1.1 IPv6地址标识方法71

3.1.2 IPv6地址空间和IPv6前缀73

3.1.3 IPv6寻址与地址分配机构74

3.2 IPv6地址分类76

3.2.1 IPv6地址分类概述76

3.2.2 IPv6取消广播地址的原因77

3.2.3 IPv6地址的一般格式78

3.2.4 IPv6地址与IPv4地址的比较79

3.3 IPv6单播地址79

3.3.1 IPv6单播地址概述79

3.3.2 可汇聚全球单播地址80

3.3.3 本地链路地址82

3.3.4 本地站点地址84

3.3.5 临时地址的IPv6接口标识符85

3.3.6 6to4地址和ISATAP地址86

3.4 IPv6多播地址87

3.4.1 IPv6多播地址格式87

3.4.2 具有特殊含义的多播地址89

3.4.3 请求节点多播地址89

3.4.4 推荐的多播IPv6地址90

3.5 IPv6任播地址90

3.5.1 任播地址的特点90

3.5.2 任播地址的格式91

3.6 IPv6特殊地址93

3.6.1 未指定地址和环回地址93

3.6.2 IPv4兼容或IPv4映射的IPv6地址93

3.7 主机和路由器具有的IPv6地址95

3.7.1 主机的IPv6地址95

3.7.2 路由器的IPv6地址95

3.8 IPv6地址配置技术96

3.8.1 IPv6地址配置概述96

3.8.2 地址手工配置和检测96

3.8.3 地址自动配置分类97

3.9 IPv6地址无状态自动配置98

3.9.1 IPv6地址无状态自动配置的特征98

3.9.2 IPv6主机地址自动配置过程99

3.9.3 Windows支持的地址自动配置100

3.10 IPv6地址有状态自动配置DHCPv6101

3.10.1 DHCPv6的作用101

3.10.2 DHCPv6的工作模式102

3.10.3 DHCPv6标准103

3.10.4 DHCPv6报文格式105

3.11 IPv6域名系统106

3.11.1 IPv6域名系统概述106

3.11.2 IPv6域名系统的实现107

3.11.3 IPv6域名地址的解析108

3.11.4 自动发现DNS服务器109

3.11.5 自动域名更新109

参考文献110

第四章 ICMPv6112

4.1 ICMPv6协议概述112

4.1.1 ICMPv6协议的功用112

4.1.2 ICMPv6对ICMPv4的改进113

4.2 ICMPv6协议格式114

4.2.1 ICMPv6报文的一般格式114

4.2.2 ICMPv6处理规则116

4.2.3 ICMPv6错误报告报文的类型116

4.2.4 ICMPv6查询报文的类型117

4.3 ICMPv6错误报告报文118

4.3.1 ICMPv6错误报告报文概述118

4.3.2 目的地不可达报文119

4.3.3 分组过大报文119

4.3.4 超时报文120

4.3.5 参数问题报文121

4.4 ICMPv6查询报文122

4.4.1 ICMPv6查询报文概述122

4.4.2 回声请求报文123

4.4.3 回声应答报文123

4.5 多播侦听发现协议MLD124

4.5.1 多播侦听发现协议概述124

4.5.2 多播侦听发现报文的应用描述125

4.5.3 多播侦听查询报文126

4.5.4 多播侦听报告报文127

4.5.5 多播侦听已完成报文129

参考文献129

第五章 IPv6邻居发现协议131

5.1 IPv6邻居发现协议概述131

5.1.1 邻居发现协议简介131

5.1.2 邻居发现协议的用途132

5.1.3 邻居缓存和目的地缓存134

5.2 IPv6邻居发现协议报文格式及选项135

5.2.1 邻居发现协议报文格式135

5.2.2 邻居发现协议的选项136

5.3 IPv6邻居发现报文140

5.3.1 路由器请求和路由器通告140

5.3.2 邻居请求和邻居通告142

5.4 IPv6重定向协议144

5.4.1 重定向技术144

5.4.2 ICMPv6重定向报文146

5.5 IPv6地址解析技术分析147

5.5.1 主机的数据结构147

5.5.2 IPv6地址解析148

5.5.3 主机数据包的发送算法148

5.5.4 邻居可达性检测149

5.5.5 路由器和前缀发现150

5.5.6 邻居发现协议与ARP协议的比较151

5.5.7 邻居发现协议的改进153

参考文献155

第六章 IPv6与相邻层协议156

6.1 IPv6协议与高层协议的关系156

6.1.1 上层校验和计算156

6.1.2 与高层协议使用时的一些规则157

6.2 IPv6与底层网络技术157

6.2.1 IPv6协议与底层协议157

6.2.2 IPv6与链路层MTU158

6.2.3 IPv6与Ethernet159

6.3 IPv6与广域网络的链路层161

6.3.1 用于点对点协议的IPv6CP161

6.3.2 IPv6CP的配置选项162

6.3.3 IPv6与帧中继163

6.4 IPv6与ATM164

6.4.1 ATM对IPv6的支持164

6.4.2 AAL5ATM对IPv6分组的封装166

6.5 IPv6多播地址与Ethernet地址的映射167

6.5.1 多播的选路方法167

6.5.2 IPv6多播地址映射为Ethernet地址168

参考文献170

第七章 IPv6内部路由171

7.1 路由技术基本知识171

7.1.1 IPv6路由器的主要参数和功能171

7.1.2 路径选择和转发173

7.1.3 连接类型和分组交付173

7.1.4 路由技术要素174

7.1.5 内部和外部路由选择174

7.2 IPv6路由协议概述177

7.2.1 IPv6路由协议简介177

7.2.2 IPv6路由协议的特点178

7.3 RIPng协议179

7.3.1 RIPng协议概述179

7.3.2 RIPng路由更新的规则180

7.3.3 RIPng协议的局限性及对策182

7.3.4 RIPng报文格式185

7.3.5 RIPng下一跳实现和默认路由187

7.3.6 RIPng的输入处理188

7.3.7 RIPng的输出处理191

7.4 OSPFv3协议192

7.4.1 链路状态路由选择基本知识192

7.4.2 链路的类型194

7.4.3 IPv6 OSPFv3概述196

7.4.4 OSPFv3链路状态数据库197

7.4.5 OSPFv3区域和外部路由198

7.4.6 外部路由198

7.4.7 末节区域和次末节区域路由200

7.4.8 IPv6的OSPF与IPv4的OSPF的比较201

7.5 OSPFv3接口202

7.5.1 OSPFv3接口结构202

7.5.2 OSPFv3接口状态203

7.5.3 OSPFv3接口状态改变的事件203

7.5.4 OSPFv3接口状态机204

7.6 OSPFv3邻居状态204

7.6.1 OSPFv3邻居状态描述204

7.6.2 引起OSPFv3邻居状态改变的事件205

7.6.3 OSPFv3邻居状态机206

7.7 IPv6的OSPFv3报文208

7.7.1 IPv6的OSPFv3报文格式208

7.7.2 OSPFv3的hello报文210

7.7.3 OSPFv3数据库描述报文212

7.7.4 OSPFv3链路状态请求报文213

7.7.5 OSPFv3链路状态更新报文214

7.7.6 OSPFv3链路状态确认报文214

7.8 OSPFv3链路状态通告215

7.8.1 OSPFv3链路状态通告概述215

7.8.2 路由器LSA218

7.8.3 网络LSA220

7.8.4 区域间前缀LSA221

7.8.5 区域间路由器LSA221

7.8.6 自治系统外部LSA222

7.8.7 链路LSA223

7.8.8 区域内前缀LSA224

7.9 OSPFv3路由表的计算225

7.9.1 计算用例225

7.9.2 第一步区域内路由226

7.9.3 第二步区域间路由228

7.9.4 第三步外部路由229

7.10 OSPFv3技术分析231

7.10.1 指定路由器和备份指定路由器231

7.10.2 LSA泛洪231

7.10.3 形成邻接233

7.10.4 老化链路状态数据库234

参考文献234

第八章 IPv6外部路由235

8.1 IPv6的BGP4＋235

8.1.1 BGP协议概述235

8.1.2 BGP连接建立和路由存储237

8.1.3 BGP4＋协议简介239

8.1.4 BGP4＋协议选路过程240

8.2 BGP4＋报文241

8.2.1 BGP4＋报文首部241

8.2.2 Open报文242

8.2.3 Update报文243

8.2.4 BGP4＋路径属性245

8.2.5 通知报文247

8.2.6 生命期报文248

8.3 BGP4＋有限状态机及多协议可达机制248

8.3.1 BGP4＋有限状态机描述248

8.3.2 多协议可达NLRI252

8.3.3 多协议不可达NLRI253

8.4 BGP4＋技术分析254

8.4.1 BGP4＋路由更新254

8.4.2 IBGP4＋与IGP的同步256

8.4.3 BGP4＋路由反射器258

8.4.4 BGP4＋联盟260

8.4.5 BGP4＋路由衰减261

参考文献263

第九章 IPv6安全264

9.1 IPv6安全技术概述264

9.1.1 IPv6面临的安全问题264

9.1.2 网络安全面临的威胁266

9.1.3 网络安全的基本元素267

9.1.4 网络安全加密技术模型268

9.1.5 对称密钥密码机制269

9.1.6 非对称密钥密码机制270

9.1.7 数字签名和报文鉴别271

9.2 Internet的安全技术273

9.2.1 OSI安全体系与Internet安全层次273

9.2.2 防火墙技术274

9.2.3 传输层安全协议SSL274

9.2.4 应用层安全276

9.2.5 Internet安全的开放性277

9.3 IPv6中的IPSec协议279

9.3.1 IPSec协议概述279

9.3.2 IPSec体系结构281

9.3.3 IPSec安全关联283

9.3.4 IPSec操作模式284

9.3.5 IPSec安全策略287

9.3.6 IPSec部署290

9.3.7 IPSec存在问题分析292

9.3.8 IPSec与其他技术的联系293

9.4 IPv6中的认证295

9.4.1 IPSec安全协议AH295

9.4.2 报文摘要计算和IPv6认证遵循的规则296

9.4.3 IPv6认证过程297

9.4.4 数据完整性检查298

9.4.5 IPv6认证模式299

9.5 IPv6中的加密300

9.5.1 IPv6加密概述300

9.5.2 IPSec安全协议ESP301

9.5.3 IPv6中的加密模式303

9.6 密钥交换协议304

9.6.1 密钥交换协议概述304

9.6.2 IKE操作的两个阶段305

9.6.3 IKE使用的属性307

9.6.4 IKE的实现309

9.6.5 ISAKMP310

9.6.6 密钥交换协议OAKLEY312

9.6.7 密钥交换协议SKEM313

9.6.8 基于公钥基础设施的密钥方案313

参考文献315

第十章 移动IPv6316

10.1 移动IPv6概述316

10.1.1 移动IP技术的基本概念316

10.1.2 移动IP的组成和结构317

10.1.3 移动IP技术涉及的术语318

10.1.4 移动IP技术的目标和特征319

10.1.5 移动IP技术的发展历程320

10.1.6 移动节点的通信模式321

10.1.7 移动节点具有的三种功能322

10.1.8 移动IP的工作原理323

10.2 移动IPv6的特征324

10.2.1 移动IPv6组成和技术要求324

10.2.2 移动IPv6工作原理325

10.2.3 移动IPv6机制实现的描述326

10.2.4 移动IPv6的基本操作327

10.2.5 移动IPv6增加的新内容328

10.2.6 移动IPv6与移动IPv4的比较329

10.3 移动IPv6报文333

10.3.1 移动IPv6报文概述333

10.3.2 移动IPv6首部格式333

10.3.3 绑定更新请求报文334

10.3.4 家乡测试初始报文334

10.3.5 转交测试初始报文335

10.3.6 家乡测试报文336

10.3.7 转交测试报文336

10.3.8 绑定更新报文337

10.3.9 绑定确认报文338

10.3.10 绑定错误报文339

10.4 移动选项340

10.4.1 移动选项格式340

10.4.2 Pad 1和Pad N341

10.4.3 绑定更新建议选项341

10.4.4 备用转交地址选项342

10.4.5 随机数索引选项342

10.4.6 绑定授权数据选项343

10.5 家乡地址选项和第2类路由首部343

10.5.1 家乡地址选项343

10.5.2 第2类路由首部344

10.6 移动IPv6对ICMPv6的扩展345

10.6.1 ICMPv6家乡代理地址发现请求报文345

10.6.2 ICMPv6家乡代理地址发现应答报文346

10.6.3 ICMPv6移动前缀请求报文346

10.6.4 ICMPv6移动前缀通告报文347

10.7 用于移动IPv6的邻居发现协议348

10.7.1 路由器通告报文格式的移动扩展348

10.7.2 增加路由标志位的前缀信息选项348

10.7.3 通告时间间隔选项349

10.7.4 家乡代理信息选项350

10.8 移动IPv6的通信描述350

10.8.1 移动节点与通信对端节点之间的通信350

10.8.2 移动节点与家乡代理之间的通信351

10.9 移动IPv6网络管理353

10.9.1 IPv6网络管理技术概述353

10.9.2 移动IPv6网络管理技术354

10.10 移动IPv6技术分析355

10.10.1 移动IPv6的过后注册快速切换355

10.10.2 移动IPv6安全356

10.10.3 移动IPv6对服务质量的支持357

10.10.4 移动IPv6对多播通信的支持358

参考文献359

第十一章 从IPPv6向IPv6过渡361

11.1 IPv6过渡技术概述361

11.1.1 IPv6过渡时期的特征361

11.1.2 推动IPPv6过渡的措施362

11.1.3 IPv6过渡需要解决的问题363

11.1.4 过渡时期采用的主要技术366

11.1.5 过渡的基本原则367

11.2 双栈技术368

11.2.1 双栈技术工作原理368

11.2.2 基本双栈和有限双栈技术369

11.2.3 双栈翻译技术370

11.3 隧道技术372

11.3.1 隧道技术概述372

11.3.2 隧道技术工作原理375

11.3.3 手工配置隧道376

11.3.4 基本的自动隧道技术377

11.3.5 多播隧道6over4378

11.3.6 隧道IPv6机制379

11.3.7 6to4机制381

11.3.8 ISATAP383

11.4 IPv6基本的协议转换技术385

11.4.1 协议转换概述385

11.4.2 NAT386

11.4.3 NAPT386

11.4.4 NAT-PT387

11.4.5 无状态IP/ICMP转换389

11.5 IPv4与IPv6协议之间的转换390

11.5.1 IPv4协议转换至IPv6协议390

11.5.2 ICMPv4转换至ICMPv6391

11.5.3 IPv6转换至IPv4393

11.5.4 ICMPv6转换至ICMPv4394

11.6 过渡技术分析与比较395

11.6.1 几种转换技术的比较395

11.6.2 主流系统平台对过渡机制的支持397

11.6.3 如何选择合适的过渡机制398

参考文献399

附录1 书中英文缩写词400

附录2 RFC文档408

附录3 IPv6参数416

附录4 IPv6常用网址423