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IPv6 – Übersicht
IP-Version 6 (IPv6) ist die neueste Version von IP. IP ermöglicht eine nahtlose Interoperabilität zahlreicher Knoten in verschiedenen Netzwerken. Ip-Version 4 (IPv4) wird derzeit in Intranets und privaten Netzwerken sowie im Internet verwendet. IPv6 ist der Nachfolger von IPv4 und basiert größtenteils auf IPv4.
IPv4 wurde heute weit verbreitet und zum Netzwerk des Internets eingesetzt. Mit dem schnellen Wachstum des Internets sind Verbesserungen an IPv4 erforderlich, um den Zustrom von neuen Abonnenten, internetfähigen Geräten und Anwendungen zu unterstützen. IPv6 wurde entwickelt, um die globale Expansion des Internets zu ermöglichen.
IPv6 baut auf der Funktionalität von IPv4 auf und bietet Verbesserungen bei Adressierung, Konfiguration und Wartung sowie Sicherheit.
IPv6 bietet die folgenden Vorteile:
Erweiterte Adressfunktionen – IPv6 bietet einen größeren Adressraum. IPv6-Adressen bestehen aus 128 Bits, während IPv4-Adressen aus 32 Bits bestehen. Die 128-Bit-Adressierung erhöht den Adressraum um etwa 10^29 eindeutige Adressen, genug, um für die absehbare Zukunft zu halten.
Simplifizierung von Header-Formaten: Das IPv6-Paket-Header-Format ist so konzipiert, dass es effizient ist. IPv6 standardisiert die Größe des Paket-Headers auf 40 Bytes, aufgeteilt in 8 Felder.
Verbesserte Unterstützung für Erweiterungen und Optionen: Extension-Header enthalten Informationen auf Internetebene und haben eine Standardgröße und -struktur.
Flow-Labeling-Funktion: Datenstrometiketten sorgen für eine konsistente Handhabung von Paketen, die zum gleichen Datenstrom gehören.
Verbesserte Privatsphäre und Sicherheit – IPv6 unterstützt Erweiterungen für Authentifizierung und Datenintegrität, die den Datenschutz und die Sicherheit verbessern.
In diesem Abschnitt werden die folgenden Themen behandelt:
IPv6-Paket-Header
IPv6-Header unterscheiden sich von IPv4-Headern. Erfahren Sie mehr über IPv6-Header und IPv6-Erweiterungs-Header.
IPv6-Header-Struktur
IPv6-Paket-Header enthalten viele der Felder in IPv4-Paket-Headern; einige dieser Felder wurden von IPv4 geändert. Abbildung 1 zeigt die folgenden 8 Felder, die im 40-Byte-IPv6-Header verfügbar sind.
IPv6-Paket-Header enthalten viele der Felder in IPv4-Paket-Headern; einige dieser Felder wurden von IPv4 geändert. Der 40-Byte-IPv6-Header besteht aus den folgenden 8 Feldern:
Version – Version der IP.
Traffic Class – Class-of-Service (CoS)-Priorität des Pakets. Zuvor war das Typ-of-Service -Feld (ToS) in IPv4. Die Semantik dieses Feldes (z. B. DiffServ-Codepunkte) ist jedoch identisch mit IPv4.
Datenstrom-Label: Paketströme, die eine bestimmte Class of Service erfordern. Das Datenstrometikett identifiziert alle Pakete, die zu einem bestimmten Datenstrom gehören, und Router können diese Pakete identifizieren und ähnlich handhaben.
Nutzlastlänge – Länge der IPv6-Payload. Bisher das Feld für die Gesamtlänge in IPv4.
Nächster Header: Der Nächste Erweiterungs-Header muss untersucht werden. Bisher das Protokollfeld in IPv4.
Hop-Limit: Maximale Anzahl von Hops zulässig. Zuvor war das Time-to-Live -Feld (TTL) in IPv4.
Quelladresse: Adresse des Quellknotens, der das Paket sendet.
Zieladresse: Die endgültige Adresse des Zielknotens für das Paket.
IPv6-Erweiterungs-Header
In IPv6 werden Erweiterungs-Header verwendet, um optionale Informationen auf Internetebene zu codieren. Erweiterungs-Header werden zwischen dem IPv6-Header und dem Header der oberen Ebene in einem Paket platziert.
Erweiterungs-Header werden über das nächste Header-Feld im IPv6-Header miteinander verkettet. Das nächste Header-Feld zeigt dem Router an, welche Erweiterungs-Header als nächstes erwartet werden. Wenn keine Erweiterungs-Header mehr vorhanden sind, gibt das nächste Header-Feld den Header der oberen Ebene an (TCP-Header, User Datagram Protocol [UDP]-Header, ICMPv6-Header, ein gekapseltes IP-Paket oder andere Elemente).
Informationen zu IPv6 finden Sie im RFC 2460.
IPv6-Adressierung
IPv6 verwendet ein 128-Bit-Adressierungsmodell. Dadurch entsteht ein viel größerer Adressraum als IPv4-Adressen, die aus 32 Bits bestehen. IPv6-Adressen enthalten auch ein Bereichsfeld, das kategorisiert, welche Anwendungstypen für die Adresse geeignet sind. IPv6 unterstützt keine Broadcast-Adressen, sondern verwendet stattdessen Multicast-Adressen, um diese Rolle zu erfüllen. Darüber hinaus definiert IPv6 auch einen neuen Adresstyp namens Anycast.
Sie können keine Subnet-Zero-IPv6-Adresse konfigurieren, weil RFC 2461 die Subnet-Null-Adresse für Anycast-Adressen reserviert und Junos OS den RFC erfüllt.
In diesem Abschnitt werden die folgenden Themen behandelt, die Hintergrundinformationen zur IPv6-Adressierung bieten:
Adressdarstellung
IPv6-Adressen bestehen aus 8 Gruppen mit 16-Bit-Hexadezimalwerten, die durch Doppelpunkte (:) getrennt sind. Das IPv6-Adressformat ist wie folgt:
aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa
aaaa ist ein 16-Bit-Hexadezimalwert und a ein 4-Bit-Hexadezimalwert. Im Folgenden ist ein Beispiel für eine tatsächliche IPv6-Adresse:
3FFE:0000:0000:0001:0200:F8FF:FE75:50DF
Sie können die führenden Nullen auslassen, wie gezeigt:
3FFE:0:0:1:200:F8FF:FE75:50DF
Sie können 16-Bit-Gruppen von Nullen auf die Notation komprimieren :: (zwei Doppelpunkte), wie hier dargestellt, aber nur einmal pro Adresse:
3FFE::1:200:F8FF:FE75:50DF
Adresstypen
Es gibt drei Arten von IPv6-Adressen:
Unicast– Für eine einzige Schnittstelle.
Multicast: Für eine Reihe von Schnittstellen auf demselben physischen Medium. Ein Paket wird an alle Schnittstellen gesendet, die der Adresse zugeordnet sind.
Anycast: Für eine Reihe von Schnittstellen auf verschiedenen physischen Medien. Ein Paket wird nur an eine der Schnittstellen gesendet, die mit dieser Adresse verbunden sind, nicht an alle Schnittstellen.
Adressbereich
IPv6-Adressen haben einen Bereich, der die für die Adresse geeignete Anwendung identifiziert. Unicast- und Multicast-Adressen unterstützen Scoping.
Unicast-Adressen unterstützen zwei Arten von Umfang: globaler und lokaler Bereich. Es gibt zwei Arten von lokalem Umfang: link-lokale Adressen und standortbezogene Adressen. Link-lokale Unicast-Adressen werden innerhalb einer einzigen Netzwerkverbindung verwendet. Die ersten zehn Bits des Präfixes identifizieren die Adresse als link-lokale Adresse. Link-lokale Adressen können nicht außerhalb eines Netzwerklinks verwendet werden. Standort-lokale Unicast-Adressen werden innerhalb einer Site oder eines Intranets verwendet. Ein Standort besteht aus mehreren Netzwerkverbindungen, und standortbezogene Adressen identifizieren Knoten innerhalb des Intranets. Standortlokale Adressen können außerhalb des Standorts nicht verwendet werden.
Multicast-Adressen unterstützen 16 verschiedene Arten von Bereich, einschließlich Knoten, Link, Standort, Organisation und globaler Bereich. Ein 4-Bit-Feld im Präfix identifiziert den Bereich.
Adressstruktur
Unicast-Adressen identifizieren eine einzige Schnittstelle. Die Adresse besteht n aus Bits für das Prefix und 128 – n Bits für die Schnittstellen-ID.
Multicast-Adressen identifizieren eine Reihe von Schnittstellen. Die Adresse besteht aus den ersten 8 Bits aller, einem 4-Bit-Flags-Feld, einem 4-Bit-Bereichsfeld und einer 112-Bit-Gruppen-ID:
11111111 | flags | scope | group ID
Das erste Oktett identifiziert die Adresse als Multicast-Adresse. Das Flags-Feld zeigt an, ob es sich bei der Multicast-Adresse um eine bekannte Oder um eine transiente Multicast-Adresse handelt. Das Feld "Bereich" identifiziert den Umfang der Multicast-Adresse. Die 112-Bit-Gruppen-ID identifiziert die Multicast-Gruppe.
Ähnlich wie Multicast-Adressen identifizieren Anycast-Adressen eine Reihe von Schnittstellen. Pakete werden jedoch nur an eine der Schnittstellen gesendet, nicht an alle Schnittstellen. Anycast-Adressen werden aus dem normalen Unicast-Adressraum zugewiesen und können nicht von einer Unicast-Adresse im Format unterschieden werden.