CiscoIPv6网络实现技术

前言

IPv6在1992年由IETF推出。与IPv4地址空间匮乏相比，IPv6在今天看来将成为基本的、容易安装的解决方案。由于其设计基于IPv4协议过去20年的经验，IPv6的效率较IPv4有显著的提高。
对于IPv6，我们不得不改变思维方式，因为IPv6协议不仅仅是为网络(如当前的IPv4因特网)上的计算机而设计的。IPv6应用于所有的通信设备，如蜂窝设备、无线设备、电话、个人数字助理、电视、广播设备等，而不只限于计算机。
IPv6的一个主要目标是通过简化任何基于IP网络的实施、运营和管理，使路由器成为网络的关键组件。而且，对于将有数十亿个节点设备的全球网络，如3G基础设施，IPv6比IPv4更先进，更具规模扩展性。IPv6的一些优势包括：巨大的地址空间、简单的数据包头、自动配置、网络重编号、网络聚合、多穴、过渡以及与现有的IPv4基础设施并存。
从长远角度来看，因特网专家和高层分析人员一致认为因特网必须升级到IPv6。事实上，IPv6的最终目标是完全替代IPv4。因此，IPv6的长远市场是巨大的，意味着世界各地的数十亿台节点设备和网络。
Cisco系统公司是全球领先的网络互连硬件和软件供应商。Cisco从1995年(即IPv6的早期设计阶段)开始就参与了IETF IPv6的标准化过程。因为Cisco技术承载着全部因特网流量的80％，显然，Cisco是IPv6在全球实施的一个关键角色。
注：因为在本书中，要列出一份最新的Cisco IOS软件技术为不同平台已经或将要支持的IPv6功能列表是困难的，建议您访问www．cisco．com获得最新的可用功能列表。可以在“从这儿开始：Cisco IOS软件版本IPv6功能”手册中找到最新列表，也可以在CCO功能导航中找到最新列表。
本书目标
全面理解IPv6技术机制、Cisco IOS软件技术的IPv6新功能、Cisco路由器与IPv6实现的互操作性对实施可扩展的、可靠的IPv6网络是最基本的。
因此，本书重点概述Cisco IPv6的实现，以及在Cisco路由器上设计、配置、部署和调试IPv6的深入的技术参考。通过书中所有的IPv6功能操作实例，您将获得Cisco技术IPv6的专门知识。
本书读者
本书面向企业和提供商市场的专业人员，如规划人员、网络设计者、系统工程师、网络经理、管理员以及任何技术人员。那些计划使用Cisco技术实施IPv6网络、提供IPv6连接并在网络骨干中应用IPv6的专业人员有必要阅读本书。因为本书提供了许多应用IPv6和Cisco IOS软件技术的例子、图解、IOS命令和建议，您将发现本书是值得一读的。
本书包含描述、设计、配置、维护和运营基于Cisco路由器的IPv6网络骨干的所有知识。为了全面理解本书的知识，您需要有一点儿IPv4的背景并能够操作Cisco路由器。
本书结构
虽然您可以逐页地通读全书，但本书的设计灵活，您可以随意地跳读任何章节，方便地查找到您所需要的内容。
本书分为五部分。第一部分概述了IPv6的发展过程、理论基础和优势。第二部分详细说明IPv6的基本特征和高级特征，然后解释使用Cisco IOS软件技术进行设计、应用、配置和路由IPv6网络。第三部分讲述主要的整合和共存机制，并描述使用不同的策略、在当前的IPv4基础设施上整合IPv6。这部分还包括了使用Cisco IOS软件技术与不同的支持IPv6主机实现进行网络互联的例子。第四部分叙述6bone的设计，以及这个全球范围的IPv6骨干的运作机制。这部分还提供了一些信息，帮助ISP了解在IPv6因特网上成为IPv6提供商的步骤和规则。第五部分包括附录和术语表。
下面重点说明了涉及的主题和本书的组织结构：
第一部分：IPv6综述和缘由
第1章 IPv6概述
本章概述了新的IPv6协议。通过指出IPv4的问题，如IPv4地址空间枯竭、快速增长的全球因特网路由选择表以及应用网络地址转换(NAT)机制的许多隐含条件，从而更具体地探讨了IPv6的理论依据。本章还概述了IPv6的发展过程，并综述了IPv6的各种特征，如巨大的地址空间、地址层次结构、网络聚合、自动配置、网络重编号、有效的包头、移动性、安全性以及从IPv4到IPv6的过渡。
第二部分：IPv6设计

.第2章 IPv6编址
本章讨论了IPv6的基本知识，讲解了在Cisco路由器上应用基本的IPv6配置。更具体地说，本章详细描述了新的IPv6头、IPv6寻址结构、高层协议UDP与TCP、IPv6地址表示，以及如本地链路、本地站点等所有的IPv6地址类型。本章还解释并提供了许多例子，包括在一台路由器上启用IPv6功能、为网络接口启用并分配IPv6地址、使用EUI-64格式配置地址、检查接口的IPv6配置信息。
第3章 深入探讨IPv6
本章是本书中关键的一章。描述了IPv6的高级特征和机制，如邻居发现协议(NDP)、无状态自动配置、前缀通告、重复地址检测(DAD)、替代ARP、IPv6消息控制协议(ICMPv6)、路径MTU发现(PMTUD)、域名系统(DNS)新的AAAA记录、DHCPv6、IPSec以及移动IPv6。然后，为了帮助您掌握这些IPv6高级特征的操作知识，第3章涵盖了在Cisco路由器上启用并管理前缀公告、对一个网络重新编号、定义IPv6标准的和扩展的访问控制列表(ACL)等内容。本章还提供了一些例子，使用支持IPv6的工具和命令(如show、debug、ping、traceroute、Telnet、ssh和TFTP，这些是IOS的EXEC命令)在Cisco路由器上验证、管理并调试IPv6配置。
第4章 IPv6路由选择
本章通过将IPv6路由选择协议EGP、IGP与IPv4相应的协议作比较，解释了IPv6路由选择协议EGP和IGP的区别。和在IPv4中一样，路由选择协议对IPv6路由域是不可或缺的。第4章首先概述了这些路由选择协议为支持IPv6而做的更新和修改，内容包括域问路由选择协议BGP4+、域内路由选择协议RIPng、支持IPv6的IS-IS和OSPFv3。本章还讨论并提供了在Cisco路由器上启用、配置和管理这些IPv6路由选择协议的实例。更具体地讲，本章包括配置静态和默认的IPv6路由，启用和配置支持IPv6的BGP4+，建立多跳BGP4+配置，在BGP的IPv6对等点间配置BGP4+以交换IPv4路由，应用BGP4+为IPv6配置前缀过滤和路由映射，BGP4+使用本地链路地址，配置RIPng，启用和配置支持IPv6的IS-IS和OSPFv3，向BGP4+、RIPng、支持IPv6的IS-IS和OSPFv3中重分配IPv6路由。本章最后一节描述了在Cisco IPv6快速转发(CEFv6)中使用的命令，也描述了使用show和debug命令管理一些路由选择协议。
第三部分：IPv4和IPv6的共存与整合
第5章 IPv6的整合和共存策略
本章讲述了IPv6中主要的整合和共存策略，这些策略的目的在于维持与IPv4的完全后向兼容并允许从IPv4到IPv6的平稳过渡。本章描述的整合和共存策略包括：双栈方法；在IPv4网络上隧道传输IPv6数据包的多种协议和方法，如配置隧道、隧道代理、隧道服务器、6到4(6to4)、GRE隧道、ISATAP和自动IPv4兼容隧道；IPv6单协议网络到IPv4单协议网络的过渡机制，如应用层网关和NAT-PT。另外，本章讲述了启用双栈功能，启用配置隧道，启用6到4(6to4)，使用6到4中继，在GRE上实施IPv6，启用ISATAP隧道，启用NAT-PT，以及应用静态和动态NAT-PT配置。本章还提供了一些验证和调试这些过渡方法的例子。
第6章 IPv6主机和Cisco的互联
本章讲述了在各种操作系统上启用和配置IPv6，以便与Cisco IOS软件技术互联，这些操作系统包括：微软Windows NT、2000和XP；Solaris 8；FreeBSD 4．X；Linux和Tru64 UNIX。还包括一些关于IPv6主机实现和Cisco路由器之间使用无状态自动配置、双栈方法、配置隧道和6到4进行网络互联的例子。
第四部分：IPv6骨干网
第7章 连接IPv6因特网
本章讨论了如何构建IPv6因特网、如何与之连接。更具体地说，本章描述了6Bone的构架、设计、编址和路由选择策略以及如何成为该IPv6骨干网的伪TLA，也讲述了策略分配和在正常运行的IPv6因特网上区域因特网注册机构(RIR)如何分配地址。本章列出了成为IPv6提供商的准则，描述了地址分配、向客户进行地址再分配以及提供商如何将IPv6连接提供给客户。
第五部分：附录
附录A Cisco IOS软件的IPv6命令
本附录列出了Cisco IOS软件技术中已有的IPv6命令和在本书中出现的命令。
附录B 复习题答案
本附录提供了每章的复习题答案。案例分析问题的答案在每章的后面能够找到。
附录C 与IPv6有关的RFC
本附录列出了探讨IPv6技术规范的IETF RFC。
术语表
本部分提供了由IPv6引入的新技术术语的定义。
本书中用到的图标
Cisco使用下列图标表示不同的网络设备。
在本书中，将会出现其中的一些图标。
命令语法惯例
本书使用与《IOS命令参考手册》相同的命令语法惯例，描述如下：
竖线(｜)分开二选一的、互斥的元素。
方括号([])表示一个可选元素。
花括号(｛｝)表示一个必需的选择。
方括号内加花括号([{}])表示在一个可选元素内的必需的选择。
黑体表示直接输入的命令和关键字。在配置例子和输出中(不是通常的命令语法)，
黑体表示由用户手工输入的命令(例如show命令)。
斜体表示要用户提供实际值的变量。

序言

近年来，因特网得到了快速发展、应用和普及，网络在人们的日常生活和工作中起着日益重要的作用。目前占有因特网地址的主要设备早已由20年前的大型机变为PC机，越来越多的其他设备连接到因特网上，包括PDA、汽车、手机、各种家用电器和传感器等。尤其是移动通信正在从传统的话音通信向数据通信演化，要发展移动因特网业务，每一个手机都要求设置一个IP地址(我国目前已经有2．4亿手机用户)，将来每一台带有联网功能的电视、空调、微波炉等也需要设置一个IP地址。IPv4显然已经无法满足这些要求。
早在20世纪90年代初期，因特网工程任务组(IETF)就开始着手下一代因特网协议IPng的制定工作。1994年7月，IETF决定以SIPP作为IPng的基础，同时把地址长度从64比特增加到128比特。这种新的IP协议称为IPv6。制定IPv6的专家们充分总结了早期制定IPv4的经验以及因特网的发展和市场需求，认为下一代因特网协议应侧重于网络的容量和性能。IPv6继承了IPv4的优点，摒弃了它的缺点。IPv6与IPv4是不兼容的，但它同TCP／IP协议簇中所有其他的协议兼容，即IPv6完全可以取代IPv4。同IPv4相比较，IPv6在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进，是下一代因特网可采用的比较合理的协议。
1998年12月，草案标准RFC2460发布之后，IPv6实际上已经相当成熟。但是IPv6在很长一段时间里未能得到推广应用，全球只有少数几个实验网。这是因为IPv4和IPv6是不兼容的，庞大的IPv4网络要转换成IPv6是非常困难的。另外一方面的原因是对IPv6的需求还不够迫切，市场还不成熟，厂商也不急于开发生产相关设备。近一两年，情况开始发生变化，商用IPv6网布设进入议事日程，如3G移动通信标准组织3GPP决定WCDMA Re15采用IPv6。在移动数据通信市场需求的拉动下，各国，各方面都加大了向IPv6过渡的投资力度，纷纷建立各种规模的实验网，不少厂商推出了各种支持IPv6的网络设备，各种操作系统也都开始支持IPv6。我国已经有多个正在进行的IPv6科研和实验网计划，一些电信运营商也在建立自己的IPv6网。不久，国家的下一代因特网(IPv6)计划将开始实施。
IPv6的建设运营将对网络管理和维护人员提出更高的要求。管理和维护因特网的地址操作、互联互通过程中隧道的配置、IPv6路由选择的能力、IPv6的报文分段、IPv6的邻居发现、IPv6的安全业务和服务质量等都给配置带来了新的问题和负担，对系统管理员和网络的运维提出了新的挑战。科研人员以及网络管理和维护人员对IPv6的学习有迫切的需求。
本书是思科公司系列丛书中的一本，主要讲述IPv6网络的实现。中国科学院声学研究所DSP中心的几位博士研究生正在参加“IPv6有线无线接入系统关键技术研究”项目研究，他们在撰写博士论文的同时翻译了此书，希望本书能够对学习IPv6的读者有所帮助。

概述

本书概述了Cisco IPv6的实现技术，以及在Cisco路由器上设计、配置、部署和调试IPv6的深入的技术参考。通过书中的所有IPv6功能操作实例，您将获得Cisco IPv6技术的专门知识。
本书分为五部分。第一部分概述了IPv6的发展过程、理论基础和优势。第二部分详细说明IPv6的基本特征和高级特征，然后解释使用Cisco IOS软件技术进行设计、应用、配置和路由IPv6网络。第三部分讲述主要的整合和共存机制，并描述使用不同的策略，在当前的IPv4基础设施上整合IPv6。这部分还包括了使用Cisco IOS软件技术与不同的支持IPv6主机实现进行网络互联的例子。第四部分叙述6bone的设计，以及这个全球范围的IPv6骨干的运作机制。这部分还提供了一些帮助ISP了解在IPv6因特网上成为IPv6提供商的步骤和规则。第五部分包括附录和术语表。
本书面向企业和提供商市场的专业人员，如规划人员、网络设计者、系统工程师、网络经理、管理员以及任何技术人员。
本书是一本中、高级技术参考书，可以帮助读者理解IPv6的原理和技术实现，并有助于通过相关的Cisco认证考试。

本文链接: http://www.books51.com/37405.html

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