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  第51题      
  知识点:   从IPv4向IPv6的过渡
  章/节:   因特网与物联网       

 
在IPv4地址192.168.1.0/24中,表示主机的二进制位数是()位。
 
 
  A.  8
 
  B.  16
 
  C.  24
 
  D.  32
 
 
 

 
  第54题    2019年上半年  
   49%
IPv6基本首部的长度为(54)个字节,其中与IPv4中TTL字段对应的是(55)字段。
  第33题    2023年上半年  
   41%
IPv6组播地址的前缀是( )。
  第25题    2010年上半年  
   38%
在IPv6的单播地址中有两种特殊地址,其中地址0:0:0:0:0:0:0:0表示(25),地址 0:0:0:0:0:0:0:1 表示(26)。
   知识点讲解    
   · 从IPv4向IPv6的过渡
 
       从IPv4向IPv6的过渡
               从IPv4向IPv6过渡初期要解决的问题可以分成两类:第一类是解决IPv6孤岛之间互相通信的问题,第二类是解决IPv6孤岛与IPv4海洋之间的通信问题。目前提出的过渡技术可以归纳为以下3种。
               .隧道技术:用于解决IPv6节点之间通过IPv4网络进行通信的问题。
               .双协议栈技术:使得IPv4和IPv6可以共存于同一设备和同一网络中。
               .翻译技术:使得纯IPv6节点与纯IPv4节点之间可以进行通信。
               隧道技术
               所谓隧道技术,就是把IPv6分组封装到IPv4分组中,通过IPv4网络进行转发的技术。根据隧道端节点的不同,可以分为4种不同的隧道:主机到主机的隧道、主机到路由器的隧道、路由器到路由器的隧道、路由器到主机的隧道。
                      隧道中介技术
                      隧道中介技术是要求隧道端点必须运行双协议栈,两个端点之间不能使用NAT技术,因为IPv4地址必须是全局可路由的。对于IPv4/IPv6双栈主机,可以配置一条默认的隧道,以便把不能连接到任何IPv6路由器的分组发送出去。双栈边界路由器的IPv4地址必须是已知的,这是隧道端点的地址。这种默认隧道建立后,所有的IPv6目标地址都可以通过隧道传送。
                      自动隧道
                      两个双栈主机可以通过自动隧道在IPv4网络中进行通信。实现自动隧道的节点必须采用IPv4兼容的IPv6地址。当分组进入双栈路由器时,如果目标地址是IPv4兼容的地址,分组就被重定向,并自动建立一条隧道。如果目标地址是当地的IPv6地址,则不会建立自动隧道。被传送的分组决定了隧道的端点,目标IPv4地址取自IPv6地址的低32位,源地址是发送分组的接口的IPv4地址。
                      6to4隧道
                      6to4隧道技术是一种支持IPv6站点通过IPv4网络进行通信的技术,这种技术不需要显式地建立隧道,可以使得一个原生的IPv6站点通过中继路由器连接到IPv6网络中。
                      IANA在可聚合全球单播地址范围内指定了一个格式前缀0x2002来表示6to4地址。通常把带有16位前缀"2002"的IPv6地址称为6to4地址,而把不使用这个前缀的IPv6地址称为原生地址。
                      中继路由器是一种经过特别配置的路由器,用于在原生IPv6地址与6to4地址之间进行转换。6to4技术都是在边界路由器中实现的,不需要对主机的路由配置做任何改变。6to4路由器应该配置双协议栈,应该具有全局IPv4地址,并能实现6to4地址转换。这种方法对IPv4路由表不增加任何选项,只是在IPv6路由表中引入了一个新的选项。
                      6to4路由器应该向本地网络公告它的6to4前缀2002:IPv4::/48,其中,IPv4是路由器的全局IPv4地址。在本地IPv6网络中的6to4主机要使用这个前缀,可以用作自动的地址赋值,或用作IPv6路由,或用在6over4机制中。
                      6to4技术也支持原生IPv6站点到6to4站点的通信,还可以支持6to4站点到原生IPv6站点的通信。
                      6over4隧道
                      RFC 2529定义的6over4是一种由IPv4地址生成IPv6链路本地地址的方法。IPv4主机的接口标识符是在该接口的IPv4地址前面加32个"0"形成的64位标识符。IPv6链路本地地址的格式前缀为FE80::/64,在其后面加上64位的IPv4接口标识符就形成了完整的IPv6链路本地地址。
                      RFC 2529规定,IPv6组播分组要封装在目标地址为239.192.x.y的IPv4分组中发送,其中x和y是IPv6组播地址的最后两个字节。由于239.192.0.0/16是IPv4机构本地范围内的组播地址块,所以实现6over4的主机都要位于同一IPv4组播区域内。
                      IPv6邻居发现的过程如下:首先是IPv6主机组播ICMPv6邻居邀请报文,然后是收到对方的邻居公告报文,其中包含了64位的链路层地址。当IPv6主机获得了对方主机的IPv4地址后,就可以用无状态自动配置方式构造源和目标的链路本地地址,向通信对方发送IPv6分组了。当然,IPv6分组还是要封装在IPv4分组中传送的。
                      ISATAP
                      RFC 4214定义了一种自动隧道技术——ISATAP, ISATAP意味着通过IPv4地址自动生成IPv6站点本地地址或链路本地地址,IPv4地址作为隧道的端点地址,把IPv6分组封装在IPv4分组中进行传送。
                      一般来说,ISATAP地址有64位的格式前缀,FEC0::/64表示站点本地地址,FE80::/64表示链路本地地址。在格式前缀之后要加上修改的EUI-64地址,其形式如下:
                      24位的IANA OUI+40位的扩展标识符
                      如果40位扩展标识符的前16位是OxFFFE,则后面是24位的制造商标识符;如果40位扩展标识符的前8位是0xFE,则后面是32位的IPv4地址。
               协议翻译技术
               已经提出的翻译方法有如下几种。
               .SIIT:无状态的IP/ICMP翻译。
               .NAT-PT:网络地址翻译-协议翻译。
               .SOCKS64:基于SOCKS的IPv6/IPv4机制。
               .TRT:IPv6到IPv4的传输中继翻译器。
                      SIIT
                      SIIT转换器规范描述了从IPv6到IPv4的协议转换机制,包括IP头的翻译方法以及ICMP报文的翻译方法等。当IPv6主机发出的分组到达SIIT转换器时,IPv6分组头被翻译为IPv4分组头,分组的源地址采用IPv4翻译地址,目标地址采用IPv4映射地址,然后这个分组就可以在IPv4网络中传送了。
                      IPv4映射地址:一种内嵌IPv4地址的IPv6地址,可表示为0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z或::FFFF:w.x.y.z的形式,其中w.x.y.z是IPv4地址。这种地址用于仅支持IPv4的主机。
                      IPv4翻译地址:一种内嵌IPv4地址的IPv6地址,可表示为0:0:0:0:FFFF:0:w.x.y.z或::FFFF:0:w.x.y.z的形式,其中w.x.y.z是IPv4地址。这种地址可用于支持IPv6的主机。
                      NAT-PT
                      NAT-PT是RFC 2766(网络地址翻译及协议翻译)定义的协议翻译方法。实现NAT-PT技术必须指定一个服务器作为NAT-PT网关,并且要准备一个IPv4地址块作为地址翻译之用,要为每个站点至少预留一个IPv4地址。
                      RFC 2766定义的是有状态的翻译技术,即要记录和保持会话状态,按照会话状态参数对分组进行翻译,包括对IP地址及其相关的字段进行翻译。
                      NAT-PT操作有3个变种:基本NAT-PT、NAPT-PT和双向NAT-PT。基本NAT-PT是单向的,只允许IPv6主机访问IPv4主机;NAPT-PT也是单向通信,但是扩展到了TCP/UDP端口的翻译,也包括ICMP询问标识符的翻译,这种技术可以实现IPv6主机的传输标识符到指定IPv4地址传输标识符的多路复用,即让一组IPv6主机共享同一IPv4地址;双向NAT-PT,意味着双向通信,无论是IPv6主机还是IPv4主机,都可以进行翻译。
                      协议翻译技术适用于IPv6孤岛与IPv4海洋之间的通信,这种技术要求一次会话中的双向数据包都在同一个路由器上完成转换,所以它只能适用于同一路由器连接的网络。
               双协议栈技术
               双协议栈技术适用于同时实现了IPv6和IPv4两个协议栈的主机之间进行通信。在这种情况下,当主机发起通信时,DNS服务器将同时提供IPv6和IPv4两种地址,主机将根据具体情况使用适当的协议来建立通信。在服务器一边要同时监听IPv4和IPv6两种端口。
                      BIS
                      BIS(Bump-In-the-Stack)是应用于IP安全域内的一种机制,适用于在开始过渡阶段利用现有的IPv4应用进行IPv6通信。这种技术是在主机的TCP/IPv4模块与网卡驱动模块之间插入一些模块来实现IPv4与IPv6分组之间的转换,使得主机成为一个协议转换器。
                      BIS用3个模块来代替IPv6应用:转换器、扩展名解析器和地址映射器。转换器的作用是在IPv4地址与IPv6地址之间进行转换;扩展名解析器对IPv4应用发出的请求返回一个"适当的"答案;地址映射器维护一个IPv4地址池,同时维护一个由IPv4地址与IPv6地址对组成的表。
                      BIA
                      BIA是在IPv4 Socket应用与IPv6 Socket应用之间进行翻译的技术。BIA要求在Socket应用模块与TCP/IP模块之间插入API转换器,这样建立的双栈主机不需要在IP头之间进行翻译,使得转换过程得到简化。API转换器由3个模块组成:功能映射器、名字解析器、地址映射器。功能映射器的作用是在IPv4 Socket API功能与IPv6 Socket API功能之间进行转换。名字解析器的作用是在收到IPv4应用请求时给出适当的响应。地址映射器与BIS中的地址映射器相同。
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第51题    在手机中做本题