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第1章IPv6基础知识1

1.1计算机网络基本知识1

1.1.1计算机网络概述1

1.1.2计算机网络和计算机网络体系结构4

1.1.3当代计算机网络体系结构6

1.1.4网络协议层次与网络拓扑中网络结点的对应位置7

1.1.5计算机网络协议8

1.1.6常用的计算机网络体系结构9

1.1.7计算机网络中的寻址11

1.1.8计算机网络中层次和协议的绑定12

1.2 IPv6协议的研究历程14

1.2.1 IPv4协议需要改进的原因14

1.2.2 IPv6协议的研究过程15

1.2.3 IPv6协议的制定过程16

1.2.4 IPv6协议的主要特征17

1.2.5 IPv4协议与IPv6协议的主要差异18

1.3 IPv6标准化工作和协议分析工具19

1.3.1标准制定组织19

1.3.2 IPv6标准化进程19

1.3.3网络协议分析工具20

1.4思考练习题23

第2章 IPv6协议首部结构25

2.1 IPv6协议数据单元的结构25

2.1.1 IPv6协议数据单元25

2.1.2 IPv6协议与IPv4协议的比较27

2.2 IPv6协议的扩展首部31

2.2.1 IPv6协议扩展首部概述31

2.2.2逐跳选项扩展首部32

2.2.3路由扩展首部35

2.2.4分段扩展首部37

2.2.5身份认证扩展首部39

2.2.6封装安全荷载扩展首部40

2.2.7目的选项扩展首部41

2.2.8 IPv6扩展首部与IPv4选项的比较42

2.3 IPv6协议与相邻层协议的关系43

2.3.1高层协议使用的一些规则和上层校验和计算43

2.3.2 IPv6协议与底层网络协议44

2.3.3 IPv6与链路层MTU44

2.3.4底层网络对IPv6协议的封装45

2.3.5 IPv6CP的配置选项45

2.3.6 IPv6与帧中继46

2.4思考练习题47

第3章 IPv6地址结构48

3.1 IPv6地址技术48

3.1.1 IPv6地址标识方法48

3.1.2 IPv6前缀和IPv6地址空间49

3.1.3 IPv6地址分配机构及所分配的前缀位数50

3.2 IPv6地址分类51

3.2.1 IPv6地址分类概述51

3.2.2取消广播地址的原因51

3.2.3 IPv6地址的一般格式52

3.3 IPv6单播地址52

3.3.1 IPv6单播地址概述52

3.3.2可汇聚全球单播地址53

3.3.3链路本地地址55

3.3.4站点本地地址56

3.3.5 6to4地址和ISATAP地址57

3.4 IPv6多播地址58

3.4.1 IPv6多播地址格式58

3.4.2请求结点多播地址59

3.4.3 IPv6多播地址映射为Ethemet地址59

3.5 IPv6任播地址60

3.5.1任播地址的特点60

3.5.2任播地址的格式61

3.6 IPv6特殊地址62

3.6.1未指定地址和回环地址62

3.6.2 IPv4兼容或IPv4映射的IPv6地址62

3.6.3 IPv4与IPv6地址的比较63

3.6.4主机IPv6地址和路由器IPv6地址63

3.7 IPv6地址配置技术64

3.7.1 IPv6地址配置64

3.7.2地址手工配置和检测65

3.8 IPv6地址无状态自动配置65

3.8.1 IPv6地址无状态自动配置的特征65

3.8.2 IPv6主机地址自动配置过程66

3.8.3 Windows支持的地址自动配置66

3.9 IPv6地址有状态自动配置DHCPv668

3.9.1 DHCPv6的作用和工作模式68

3.9.2 DHCPv6标准69

3.9.3 DHCPv6报文格式70

3.10 IPv6域名系统71

3.10.1 IPv6域名系统的实现71

3.10.2 IPv6域名地址的解析72

3.10.3自动发现DNS服务器和自动域名更新72

3.11思考练习题73

第4章 ICMPv6协议和邻居发现协议75

4.1 ICMPv6协议概述75

4.1.1 ICMPv6协议的功用75

4.1.2 ICMPv6对ICMPv4的改进75

4.1.3 ICMPv6报文的类型和组成76

4.2 ICMPv6协议格式77

4.2.1 ICMPv6报文的般格式和处理规则77

4.2.2 ICMPv6报文的类型78

4.3 ICMPv6差错报文79

4.3.1目的地不可达报文79

4.3.2分组过大报文和超时报文80

4.3.3参数问题报文80

4.4 ICMPv6查询报文81

4.4.1回声请求报文81

4.4.2回声应答报文81

4.5多播监听发现协议82

4.5.1多播监听发现协议定义82

4.5.2多播监听发现报文82

4.5.3多播监听查询报文83

4.5.4多播监听报告报文和完成报文84

4.6 IPv6邻居发现协议86

4.6.1邻居发现协议概述86

4.6.2邻居发现协议的主要用途87

4.6.3邻居缓存和目的地缓存88

4.7邻居发现协议报文格式及选项89

4.7.1邻居发现协议报文格式89

4.7.2邻居发现协议的选项89

4.8 IPv6邻居发现协议报文92

4.8.1路由器请求和路由器通告报文92

4.8.2邻居请求和邻居通告报文94

4.9 IPv6重定向协议96

4.9.1重定向技术96

4.9.2 ICMPv6重定向报文97

4.10 IPv6地址解析技术分析97

4.10.1主机的数据结构97

4.10.2 IPv6地址解析98

4.10.3主机数据包的发送算法99

4.10.4邻居可达性检测100

4.10.5路由器和前缀发现100

4.10.6邻居发现协议与ARP协议的比较101

4.10.7邻居发现协议的改进102

4.11思考练习题103

第5章 IPv6路由协议105

5.1 RIPng协议105

5.1.1 RIPng协议概述105

5.1.2 RIPng路由更新的规则106

5.1.3 RIPng报文格式107

5.1.4 RIPng下一跳实现和默认路由108

5.2 OSPFv3协议109

5.2.1 IPv6 OSPFv3概述109

5.2.2 IPv6的OSPFv3报文格式110

5.2.3 OSPFv3的Hello报文111

5.2.4 OSPFv3数据库描述报文113

5.2.5 OSPFv3链路状态请求、更新和确认报文114

5.3 OSPFv3链路状态通告115

5.3.1概述115

5.3.2路由器LSA118

5.3.3网络LSA119

5.3.4区域间前缀LSA和区域间路由器LSA120

5.3.5自治系统外部LSA121

5.3.6 链路LSA122

5.3.7区域内前缀LSA122

5.4 OSPFv3技术分析123

5.4.1指定路由器和备份指定路由器123

5.4.2 LSA洪泛124

5.5 IPv6的BGP4+协议125

5.5.1 BGP4+协议125

5.5.2 BGP4+协议选路过程126

5.6 BGP4+报文结构127

5.6.1 BGP4+报文首部127

5.6.2 OPEN报文127

5.6.3 UPDATE报文129

5.6.4 BGP4+路径属性130

5.6.5通知报文和生命期报文131

5.7 BGP4+多协议可达机制132

5.7.1多协议可达NLRI132

5.7.2多协议不可达NLRI134

5.8思考练习题134

第6章 IPv6安全机制136

6.1 IPv6安全技术136

6.1.1 IPv6面临的安全问题136

6.1.2 IPv6协议在网络安全上的改进137

6.1.3 IPv6 协议存在的网络安全问题138

6.2 IPSec协议140

6.2.1 IPSec协议概述140

6.2.2 IPSec体系结构142

6.2.3 IPsec安全关联143

6.2.4 IPSec操作模式144

6.2.5 IPSec模块对IP分组的处理146

6.2.6 IPSec部署147

6.2.7 IPSec存在问题分析149

6.3 IPv6中的认证150

6.3.1 IPSec安全协议认证首部150

6.3.2 IPv6认证过程151

6.3.3 IPv6认证模式152

6.4 IPv6中的加密153

6.4.1 IPSec安全协议ESP153

6.4.2 IPv6中的加密模式154

6.5密钥交换协议155

6.5.1密钥交换协议概述155

6.5.2 3种密钥交换协议156

6.5.3 IKE使用的属性和IKE的实现159

6.5.4基于公钥基础设施的密钥方案160

6.6邻居请求和邻居通告欺骗攻击161

6.6.1邻居缓存欺骗攻击161

6.6.2邻居不可达检测攻击162

6.6.3重复地址检测攻击163

6.6.4邻居请求和邻居通告欺骗攻击防御164

6.7路由通告和多播欺骗攻击165

6.7.1虚假路由通告165

6.7.2多播的安全问题166

6.7.3针对路由通告及多播欺骗攻击防御167

6.8思考练习题168

第7章 移动IPv6技术169

7.1移动IPv6概述169

7.1.1移动IP的基本概念169

7.1.2移动结点的功能169

7.2移动IPv6的组成和特征170

7.2.1移动IPv6的组成和技术要求170

7.2.2移动IPv6工作原理171

7.2.3移动IPv6的基本操作172

7.3移动IPv6新增内容173

7.3.1移动IPv6增加的新协议及内容173

7.3.2移动IPv6与移动1Pv4的比较174

7.4移动IPv6报文和选项格式176

7.4.1移动报文首部格式176

7.4.2绑定更新请求报文和家乡测试初始报文177

7.4.3转交测试初始报文、家乡测试报文和转交测试报文178

7.4.4绑定更新报文、绑定确认报文和绑定错误报文180

7.5移动选项182

7.5.1移动选项格式182

7.5.2绑定更新建议、备用转交地址和随机数索引选项183

7.5.3绑定授权数据选项184

7.6家乡地址选项和第2类路由首部184

7.6.1家乡地址选项184

7.6.2第2类路由扩展首部185

7.7移动IPv6对ICMPv6的扩展186

7.7.1 ICMPv6家乡代理地址发现请求报文和应答报文186

7.7.2 ICMPv6移动前缀请求报文和通告报文187

7.8用于移动IPv6的邻居发现协议188

7.8.1移动扩展路由器通告报文和增加路由标志位的前缀信息选项188

7.8.2新的通告时间间隔选项和家乡代理信息选项189

7.9移动IPv6的通信190

7.9.1移动结点与通信对端结点之间的通信190

7.9.2移动结点与家乡代理之间的通信191

7.10移动IPv6网络管理192

7.10.1 IPv6网络管理技术192

7.10.2移动IPv6网络管理技术193

7.11思考练习题194

第8章 IPv6过渡技术195

8.1 IPv6过渡技术概述195

8.1.1推动IPv6过渡的措施196

8.1.2 IPv6技术过渡的一些原则196

8.1.3 IPv6过渡技术研究现状197

8.1.4过渡时期采用的主要技术198

8.2双栈技术198

8.2.1双栈技术工作原理198

8.2.2双栈技术的组网结构199

8.3隧道技术200

8.3.1隧道技术的工作原理200

8.3.2隧道技术机制分析201

8.3.3 IPv6配置隧道202

8.3.4 IPv6自动隧道203

8.3.5 6to4隧道204

8.3.6 ISATAP隧道205

8.3.7 ISATAP隧道配置机制206

8.4协议转换技术209

8.4.1协议转换技术概述209

8.4.2 NAT和NAPT210

8.4.3 NAT-PT211

8.4.4 SIIT转换机制211

8.4.5 BIS、 SOCKS64、 BIA转换机制212

8.5 IVI转换技术213

8.5.1 IVI转换技术概述213

8.5.2 IVI地址格式214

8.5.3 IVI路由214

8.5.4 IVI工作原理214

8.6 IPv4与IPv6协议之间的转换216

8.6.1 IPv4协议转换为IPv6协议216

8.6.2 IPv4协议首部到IPv6协议首部的转换217

8.6.3 ICMPv4协议转换至ICMPv6协议219

8.7过渡技术分析与比较221

8.7.1几种转换技术的比较221

8.7.2如何选择合适的过渡机制222

8.8思考练习题223

第9章 IPv6网络协议栈应用225

9.1 IPv6协议栈安装225

9.1.1 Windows环境中IPv6协议栈配置225

9.1.2 Linux环境中IPv6协议栈配置226

9.1.3 IPv6地址查看和IPv6连通性测试228

9.2 IPv6协议配置命令和IPv6 ISATAP配置230

9.2.1 IPv6网络配置命令行工具netsh230

9.2.2常用IPv6命令格式及功用231

9.2.3 IPv6命令与等价的netsh命令234

9.2.4 IPv6 ISATAP配置235

9.3思考练习题236

第10章 IPv6技术配置实验238

10.1 IPv6网络基本实验238

10.1.1 Windows环境IPv6网络实验238

10.1.2 IPv6网络路由器的静态路由配置240

10.1.3 IPv6动态路由RIPng配置243

10.1.4 IPv6动态路由OSPFv3配置244

10.2连接外部IPv6网络结点的实验246

10.2.1配置设计与网络实验拓扑246

10.2.2网络设备和网络接口配置过程247

10.2.3内部网络IPv6主机与外部网络IPv6结点的连接测试248

10.2.4实验室Windows主机使用浏览器访问外部IPv6站点249

10.3因特网主机访问IPv6网络中的结点250

10.3.1连接因特网ISATAP路由器实验设计和网络拓扑250

10.3.2网络设备和接口配置过程250

10.3.3测试公网IP地址主机与外部IPv6网络的连接251

10.4 IPv6网络隧道技术配置实验设计和实验环境搭建252

10.4.1 IPv6网络隧道技术配置实验设计252

10.4.2 IPv6网络隧道技术配置实验环境搭建254

10.5路由器到路由器的配置隧道的实现及分析255

10.5.1网络拓扑和实验设计思路255

10.5.2路由器到路由器的配置隧道实验配置过程255

10.5.3路由器到路由器的配置测试过程及分析260

10.6主机到路由器和路由器到主机的配置隧道的实现和分析260

10.6.1网络拓扑和实验设计说明260

10.6.2主机到路由器和路由器到主机的配置隧道的实验配置过程261

10.7 6to4隧道的实现及分析264

10.7.1路由器到路由器的6to4隧道实验拓扑及设计思路264

10.7.2路由器到路由器的6to4隧道配置过程265

10.7.3路由器到路由器的6to4隧道配置测试分析268

10.8主机到路由器和路由器到主机的ISATAP隧道的实现及分析269

10.8.1网络拓扑和实验设计说明269

10.8.2实验和配置步骤269

10.8.3主机到路由器的ISATAP隧道测试过程分析273

10.9思考练习题273

第11章 IPv6部署275

11.1 IPv6技术部署275

11.1.1 IPv6网络就在人们身边275

11.1.2 IPv6技术推广面临的问题275

11.1.3 IPv6在国外的部署276

11.1.4 IPv6在国内的部署277

11.1.5 CNGI-CERNET 2278

11.1.6中国发展IPv6技术的原因279

11.1.7 IPv6成为下一代网络的核心技术279

11.1.8采用IPv6核心技术实现的商业价值280

11.2 IPv6部署中的关键要素280

11.2.1 IPv6部署应采取的原则和步骤280

11.2.2 IPv6地址规划和路由规划281

11.2.3 IPv6网络安全部署要素282

11.2.4 IPv6网络QoS和网管的部署283

11.2.5 IPv6网络部署能够带来什么284

11.3 IPv6网络部署方案284

11.3.1 IPv6部署的推进过程284

11.3.2升级现有IPv4网络支持IPv6应用285

11.3.3新建IPv6网络的部署286

11.3.4远端IPv6结点接入网络的部署286

11.3.5基于IPv6的广域网组网部署287

11.3.6中型企业IPv6网络部署288

11.3.7跨越广域网的IPv6连接289

11.3.8基于IPv6的园区无线网络部署289

11.3.9提供IPv6连接的校园网络部署290

11.3.10运营商IPv6过渡阶段部署290

11.3.11路由模式的家庭用户IPv6接入291

11.4思考练习题292

附录 英文缩写词293

参考文献301