下一代互联网与安全

周延森，男，国际关系学院副教授，博士。一直在国际关系学院网络空间安全学院从事操作系统原理、数据结构与算法等基础专业课的教学工作。经过多年的教学工作，积累了较为丰富的计算机专业基础课的教学经验，收集了大量的教学和学习资料。在此基础上，参考大量目前国内外主流的操作系统原理教材，吸取一些教材编写优点，编写一本适合本科阶段学习的教材。

第1章绪论

1.1下一代互联网的基本概念和主要特征

1.1.1基本概念

1.1.2主要特征

1.2IPv4存在的问题

1.2.1IP地址枯竭

1.2.2 NAT技术存在缺陷

1.2.3路由表急剧膨胀

1.2.4网络安全机制得不到保障

1.2.5服务质量得不到保障

1.2.6移动性支持不够

1.3 IPv6及其特点

1.4 IPv6与IPv4的区别

1.5下一代互联网的发展趋势

1.6下一代互联网发展面临的挑战

第2章IPv6地址体系结构

2.1 IPv4地址结构

2.2IPv6地址表示

2.3IPv6地址类型

2.4IPv6 接口标识符

2.5IPv6地址配置方式

第3章IPv6的基本首部和扩展首部

3.1引言

3.2IPv4的基本首部

3.3IPv6的基本首部

3.4IPv6 基本首部与IPv4基本首部的对比

3.4.1 IPv6基本首部的优化

3.4.2IPv6 和IPv4基本首部字段的异同

3.5IPv4数据报和IPv6数据报在路由器中转发过程的比较

3.6IPv6扩展首部

3.6.1逐跳选项扩展首部

3.6.2目的选项扩展首部

3.6.3路由扩展首部

3.6.4分片扩展首部

3.6.5认证扩展首部

3.6.6封装安全净荷扩展首部

3.7 IPv6扩展首部选项

……

第4章ICMPv6协议

第5章邻居发现协议

第6章路由选择协议

第7章IPv6组播技术

第8章DNSv6

第9章DHCPv6

第10章IPv6套接字网络编程

第11章IPv6网络安全

参考文献

第1章绪论

当前，世界上最大的网络-Internet 已成为人类日常生活的重要组成部分。过去几十年,Internet主要使用IPv4,但其因IP地址已经枯竭而极大地阻碍了Internet的进一步发展。随着5G、移动互联网、物联网、工业互联网、智慧城市以及智能家居的大规模推广和应用,每一个网络终端或智能设备都必须配备可以在互联网上使用的IP地址。要想建立以Internet网络为通信基础的网络空间,必须对其 IP地址进行扩展,以确保每个用户至少拥有几十甚至上百个互联网IP地址,因此需要引人下一代互联网协议。

IPv6就是下一代互联网的主要协议,其拥有海量IP地址，从而彻底解决了IPv4地址短缺的问题。除此之外,IPv6网络还具有以下优势:具有地址分层结构;具有完善的IPSec及QoS能力;具有网络的即插即用能力;支持移动网络通信;可以建立可信任的互联网;等等。虽然目前IPv6 和IPv4 共存,但目前绝大部分大型网络和骨干网都采用IPv6进行通信，只有少部分小型网络仍然采用IPv4。由此可见,IPv6在下一代互联网中已占据主导地位,IPv4必将逐步退出历史舞台,IPv6最终会取代IPv4。根据我国2017年颁布的《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,预计到2025年,我国将全面支持IPv6。

1.1下一代互联网的基本概念和主要特征

1.1.1基本概念

一般来说，下一代互联网是指既能保留目前互联网的技术优势，又能较好地解决新一代互联网重大技术挑战的网络。

保留目前互联网的技术优势是指继续采用以IP协议为核心的网络体系结构，包容各种网络通信技术,支撑用户开发创新应用;下一代互联网就是以IPv6取代IPv4,并且在以IPv6为核心的新的技术平台上继续、更好地解决当前互联网面临的重大技术难题。因此,下一代互联网是以IPv6为基本特征(但IPv6并不是下一代互联网的全部，而只是下一代互联网的开始),在新的技术平台上解决重大技术难题,继续演进和发展的互联网。

……

本书全面而又系统地介绍了IPv6的基本原理和下一代互联网的安全问题。本书分为11章，主要包括绪论、IPv6地址体系结构、IPv6的基本首部和扩展首部、ICMPv6协议、邻居发现协议、路由选择协议、IPv6组播技术、IPv6的DNS、DHCPv6、IPv6套接字网络编程以及IPv6网络安全等。