ipv6下一代網絡技術（IPv6關鍵技術之IPv6路由技術）

2023-11-30 10:42:33 1

在IPv6網絡環境下，儘管大多數的IPv4的路由協議都需要重新設計，或者開發以支持IPv6,但IPv6路由協議相對IPv4隻有很小的變化。

目前各種常用的單播路由協議(IGP、EGP)和組播協議都已經支持IPv6。

1、RIPng

RIP(Routing Information Protocol)路由協議是一種採用距離向量算法的距離向量協議。

下一代RIP協議(簡稱RIPng)是對原來的IPv4網絡中RIP-2協議的擴展。大多數RIP的概念都可以用於RIPng。

為了在IPv6網絡中應用，RIPng對原有的RIP協議進行了修改：

UDP埠號：使用UDP的521埠發送和接收路由信息；

組播地址：使用FF02:9作為鏈路本地範圍內的RIPng路由器組播地址；

路由前綴：使用128比特的IPv6地址作為路由前綴；

下一跳地址：使用128比特的IPv6地址。

2、OSPFv3

OSPF作為一個內部網關協議(Interior Gateway Protocol，IGP)，運行在同一個自治域(AS)中的三層設備之間。

不同於距離向量協議，OSPF是一種鏈路狀態協議。通過設備之間交換用以記錄鏈路狀態信息的各類型的Link-State Advertisements(LSAs)，實現設備之間鏈路狀態信息的同步，隨後通過Dijkstra Algorithm計算出OSPF路由表項。

OSPFv3是OSPF版本3的簡稱，主要提供對IPv6的支持，遵循的標準為RFC2740(OSPF for IPv6)。

與OSPFv2相比，OSPFv3除了提供對IPv6的支持外，還充分考慮了協議的網絡無關性和可擴展性，進一步理順了拓撲與路由的關係，使得OSPF的協議邏輯更加簡單清晰，大大提高了OSPF的可擴展性。

OSPFv3和OSPFv2主要存在如下不同之處。

修改部分協議流程，使其獨立於網絡協議，大大提高了可擴展性。主要的修改包括Router-ID來標記鄰居，使用鏈路本地(Link-local)地址來發現鄰居等，使得拓撲本身獨立於網絡協議，以便於未來擴展。

進一步理順了拓撲與路由的關係。OSPFv3在LSA中將拓撲與路由信息相分離，一、二類LSA中不再攜帶路由信息，而只是單純地描述拓撲信息，另外用新增的八、九類LSA結合原有的三、五、七類LSA來發布路由前綴信息。

提高了協議的適應性。通過引入LSA擴散範圍的概念，進一步明確了對未知LSA的處理，使得協議可以在不識別LSA的前提下根據需要做出恰當的處理，大大提高了協議對未來擴展的適應性。

3、IS-ISv6

IS-IS是由國際標準化組織為其無連接網絡協議CLNP發布的動態路由協議。同BGP一樣，IS-IS可以同時承載IPv4和IPv6的路由信息。

為了使IS-IS支持IPv4，IETF在RFC1195中對IS-IS協議進行了擴展，命名為集成化IS-IS(Integrated IS-IS)或雙IS-IS(Dual IS-IS)。

這個新的IS-IS協議可以同時應用在TCP/IP和OSI環境中。

在此基礎上，為了有效的支持IPv6，IETF在draft-ietf-isis-IPv6-05.txt中對IS-IS進一步進行了擴展，主要是新添加了支持IPv6路由信息的兩個TLV(Type-Length-Values)和一個新的NLP ID(Network Layer Protocol Identifier)

TLV是在LSP(Link State PDUs)中的一個可變長結構，新增的兩個TLV分別是：

IPv6 Reachability(TLV type 236)。類型值為236，通過定義路由信息前綴、度量值等信息來說明網絡的可達性。

IPv6 Interface Address(TLV type 132)。類型值為232(0xE8)，它相當於IPv4中的「IP Interface Address」 TLV，只不過把原來的32比特的IPv4地址改為128比特的IPv6地址。

NLP ID是標記IS-IS支持何種網絡層協議的一個8比特欄位，IPv6對應的NLP ID值為142(0x8E)。如果IS-IS路由器支持IPv6，那麼它必須在Hello報文中攜帶該值向鄰居通告它支持IPv6。

4、BGP4

BGP(Border Gateway Protocol)是一種不同自治系統的路由器之間進行通信的外部網關協議，其主要功能是在不同的自治系統(Autonomous Systems，AS)之間交換網絡可達信息，並通過協議自身機制來消除路由環路。

傳統的BGP4隻能管理IPv4的路由信息，對於使用其他網絡層協議(如IPv6等)的應用，在跨自治系統傳播時就受到一定限制。

為了提供對多種網絡層協議的支持，IETF對BGP4進行了擴展，形成BGP4 ，目前BGP4 標準是RFC2858(Multiprotocol Extensions for BGP4，BGP4多協議擴展)。

為了實現對IPv6協議的支持，BGP4 需要將IPv6網絡層協議的信息反映到NLRI(Network Layer Reachable Information)及Next-Hop屬性中。

BGP4 中引入的兩個NLRI屬性分別是：

MP-REACH-NLRI:Multiprotocol reachable NLRI，多協議可達NLRI。用於發布可達路由及下一跳信息。

MP-UNREACH-NLRI:Multiprotocol Unreachable NLRI，多協議不可達NLRI。用於撤銷不可達路由。

BGP4 中的Next-Hop屬性用IPv6地址來表示，可以是IPv6全球單播地址或者下一跳的鏈路本地地址。

BGP4 利用BGP的多協議擴展屬性來達到在IPv6網絡中應用的目的，BGP協議原有的消息機制和路由機制並沒有改變。