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IPv6

IPv6. 中華技術學院 電子系 宋志元 e-mail:cysung@cysung.chit.edu.tw http://cysung.chit.edu.tw. Ethernet 與 IPv4. 1973 ： Ethernet and TCP/IP 1981 ： IPv4 成為 RFC (791) IPv4 位址數量 理論值 : 42 億 (2 32 =4,294,967,296) 實際值 : 2.5 億 (RFC3194, 2001) 2.5 億個 IP 夠用嗎？ 中華技術學院，電子館現況 254 個 IP 分給大約 500 部電腦使用.

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Presentation Transcript

  1. IPv6 中華技術學院 電子系 宋志元 e-mail:cysung@cysung.chit.edu.tw http://cysung.chit.edu.tw

  2. Ethernet 與 IPv4 • 1973：Ethernet and TCP/IP • 1981：IPv4 成為 RFC (791) • IPv4 位址數量 • 理論值: 42 億 (232=4,294,967,296) • 實際值: 2.5 億 (RFC3194, 2001) • 2.5億個IP 夠用嗎？ • 中華技術學院，電子館現況 • 254個IP分給大約500部電腦使用

  3. 今日的 Internet PDA Smart phone E-Book Handset ? ? ? Laptop Tablet PC Desktop

  4. IP on Everything

  5. 明日的 Internet 汽車 手錶 冰箱 wearable PC 桌燈 視訊 微波爐 電話 瓦斯錶 醫療 給湯機 遠端監視 冷氣機

  6. 40 2002 Millions 2001 2000 32 1999 1998 1997 1996 24 Pre-1996 16 8 0 JP CN KR AU TW HK IN TH MY SG Other 亞太地區各國 IP 位址成長量

  7. IP 位址數量消耗情形 • 1985, 使用 1/16 • 1990, 使用 1/8 • 1995, 使用 1/3 • 2000, 使用 1/2 • 2003, 使用 2/3 • (即將不敷使用…)

  8. IPv4的問題 • IP 位址數量不足，影響網路應用的發展 • NAT 有其限制 • 造成數位落差 • 路由表日益增大，影響路由效率 • 設定及管理不易 (Auto-configuration) • 缺乏 IP 層的安全性需求 (IPSEC) • 缺乏服務品質的支援 (QoS) • …

  9. 日本 IPv6 應用實例 IPv6 計程車 (日本) . 提供乘客當地生活資訊 . 提供乘客駕駛健康狀況 . 依踩剎車的頻率, 搜集交通擁塞狀況 . 依雨刷頻率,搜集天候資訊

  10. 位址數量面臨不足 • IP 位址是網際網路的公用資源 • 2003/3 IANA 剩下約 31% /8 可用(75-80個 /8) • 2002/9 時還有 35% (半年用掉 4 %) • 中國 12 億人口 • 每人一個 IP，需 72 個 /8 • 印度 10 億人口..

  11. IP資源分配不均

  12. NAT的缺點 • 全球1000大公司有70%使用NAT • 但是: • NAT 破壞全球位址唯一性 • NAT 破壞點對點的透明性 (無法確認真實身份) • NAT 使得 QoS、Security 功能及協定失效 • NAT 使得某些應用軟體功能無法使用(content sharing, distributed computing, on-line gaming…) • NAT 提高網路隱藏性的成本 (e.g. NAT設備費用、位址轉換時間…)

  13. 路由表日益增大 * BGP Statistics focusing on the Asia Pacific Region * Routing Table Report 04:00 +10GMT Mon 02 Jun, 2003 Analysis Summary ---------------- BGP routing table entries examined: 125504 Prefixes after maximum aggregation: 78740 Unique aggregates announced to Internet: 59216 Total ASes present in the Internet Routing Table: 15264 Origin-only ASes present in the Internet Routing Table: 13228 Origin ASes announcing only one prefix: 5992 Transit ASes present in the Internet Routing Table: 2036 Source: bgp-stats@lists.apnic.net

  14. 路由表日益增大 網路泡沫化

  15. IPv6 的優點 • 增大的位址空間 • 128 位元 • (2128 = 40,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456) • 每人可分配到 5.67*1028 =56,713億億億個固定IP(全球以60億人計) • 每人每秒可分配到1.80*1019=1,798億億個固定IP(假設每人活100歲) • 足以分配給地球上每一粒沙一個固定IP • 階層性位址架構 • 增進位址聚集，減低路由表的大小 • 高效能的標頭(header)架構 • 提高封包轉送效能 • 自動設定(auto-configuration) 機制 • 內建安全性支援 • 較佳的QoS支援

  16. IPv6 Addressing • Addresses have lifetime • Valid – timer for address life • Preferred – new address • Neighbor Discovery • Replaces ARP, ICMP Router Discovery, and ICMP Redirect IPv4 functionality • Used by hosts to: • Discover neighboring routers, addresses • Used by routers to: • Advertise presence, host configuration parameters…

  17. IPv6 位址種類 • Unicast 單點傳播 • 單一介面位址，用於一對一傳送 • Multicast 多點傳播 • 一組介面位址，用於一對多傳送 • Anycast 任一傳播 • 一組介面位址，用於一對多中之一(One to one of many)傳送，最最接近者 • Broadcast 廣播 • IPv6 沒有廣播

  18. IPv4與IPv6的比較

  19. IPv6 全球統計 (資料日期2004/11/02) 資料來源:http://www.twnic.net.tw/ipstats/ipv6stats.php

  20. 台灣地區IPv6分配現況

  21. IPv6 位址表示 • IPv6位址範例(以16進制表示) FE80:0000:0000:0000:020C:29FF:FE54:0CFB • 每個段前面的0可以省略，化簡成 FE80:0:0:0:20C:29FF:FE54:CFB • 連續段落都是0，可以簡化成 :: FE80::20C:29FF:FE54:CFB 但是…

  22. IPv6 位址的簡化表示法 FE80:0000:0000:0013:0000:0000:FE54:0CFB • 可以化簡成 FE80::13:0:0:FE54:CFB • 或 FE80:0:0:13::FE54:CFB • 但不能是 FE80::13::FE54:CFB • :: 只能用一次

  23. 嵌入IPv6位址的IPv6位址 • 與IPv6相容的位址(IPv6-compatible) • 0:0:0:0:w.x.y.z 或 ::w.x.y.z • 與IPv4相映的位址(IPv6-mapped) • 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z 或 ::FFFF:w.x.y.z • 6over4位址 • Interface ID of ::WWXX:YYZZ • 6to4位址 • Prefix of 2002:WWXX:YYZZ::/48 • ISATAP address • Interface ID of ::0:5EFE:w.x.y.z

  24. IPv6嵌入IPv4位址 • 嵌入的IPv6位址一樣使用.做分隔 • 例如： ::192.192.232.66 ::ffff:192.192.230.250 Fe08::5efe:168.95.1.1

  25. IPv6 Address Structure • 字首: 3FFE:0301:DEC1::/64 • 網路卡號：0A00:2BFF:FE36:701E • 網址：3FFE:0301:DEC1:0000:0A00:2BFF:FE36:701E • 128 bits分成8段，用七個:來分隔 • 使用16進位來表示 Prefix(字首) 3FFE:0301:DEC1:: Interface ID(卡號) 0A00:2BFF:FE36:701E

  26. IPv6 Prefix 表示法 • CIDR-Like notation，指定Prefix多長 • 例如： 3ffe:0:0:1500:ab21:233:fea0:cd94/60 2001:238::/35(中華電信，1st IPv6 @TW) 2001:c08::/32(中央研究院)

  27. IPv6 Addressing • Interface 可以有多個位址 • Addresses have scope • Link Local – specifies subnet • Site Local – specifies private address • Global – specifies global significance Link-Local Global Site-Local

  28. Link-Local 位址 • Format Prefix 1111 1110 10 • FE80::/64 prefix • 只能與在同一個Link 上的節點通訊 • 單一subnet, 沒有路由器的情況下，主機自動產生暫時性位址 • 位址自動設定(autoconfiguration) • 芳鄰找尋(Neighbor Discovery, RFC2461)

  29. Site-Local 位址 • Format Prefix 1111 1110 11 • FEC0::/48 prefix for site • 只能與在同一個Site上的節點通訊 • 用以取代IPv4的私有位址(192.168.x.x/24) • 含Subnet資訊，可在Site中繞送 • 路由器不會將位址轉送到Site以外

  30. 特殊的IPv6位址 • 不指定(Unspecified)位址 • 0:0:0:0:0:0:0:0 或是 :: • 又稱全零位址(all-zeros) • 表示有效位址不存在 • 繞回(Loopback)位址 • 0:0:0:0:0:0:0:1 或是 ::1 • 相當於 IPv4 的 127.0.0.1 • Troubleshooting

  31. IPv6 安裝簡介 • 目前支援IPv6的系統平台 • Windows NT/2000/XP • Linux、Unix、FreeBSD、… • 不支援IPv6的系統平台 • WinNT、95/98/me、Win CE • (3rd Party 有套件支援)

  32. IPv6 的安裝 • Windows XP (系統內含) • 新增通訊協定 IPv6 • DOS視窗下輸入ipv6 install • Windows 2000 (下載套件) • http://msdn.microsoft.com/downloads/sdks/platform/tpipv6.asp • 軟體名稱 tpipv6-001205.zip

  33. IPv6 的安裝 (Windows 2000) • 因 tpipv6-001205.exe 僅供 SP1 安裝所以 • 執行 tpipv6-001205 (第一次解壓縮) • Setup –x (第二次解壓縮) • 使用notepad 開啟 hotfix.inf檔 • 將NtServerPackVersion改為 1024 • 執行 hotfix.exe

  34. IPv6 安裝完成的測試 • 檢查ipv6指令能否執行 • Win XP 原本就能執行 • 查檢 ping6 ::1 是否有回應 • Win XP 也可以使用 ping 的指令

  35. IPv6網路介面－觀查介面設定 • ipv6 if [if number] • 一片網路卡會有4個介面(interface 1~4) • Interface #1(虛擬介面), Lookback用 • Interface #2(虛擬介面), 設定Tunnel用 • Interface #3(虛擬介面), 提供 6over4用 • Interface #4(區域連線介面), 可以採用Neighbor Discovery或手動方式設定

  36. IPv6 Tunneling • 讓早期的IPv6網路提供者容易IPv6網路供使用 • Tunnel Broker可被視為虛擬的 IPv6 ISPs • 它提供給已經連接到 IPv4 網際網路使用者連接上IPv6網路

  37. 國內公開之Tunnel Broker • 中研院計算中心 • http://tb.ipv6.ascc.net • HiNet • http://www.ipv6.hinet.net • 中華電信研究所 • http://tb.ipv6.chttl.com.tw • 東華大學 • http://134.208.10.132/TB/html

  38. 示範 • Question ？

  39. IPv6 參考網站 • 台灣IPv6論壇 • http://www.ipv6.org.tw • 台灣IPv6建置發展計劃 • http://www.proj.ipv6.org.tw • NICI IPv6 研究發展組 • http://rd.ipv6.org.tw • NICI IPv6標準測試組 • http://interop.ipv6.org.tw • NICI IPv6基礎建設組 • http://bd.ipv6.org.tw • NICI IPv6應用替廣組 • http://promotion.ipv6.org.tw

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