IPv6中的身份认证扩展首部：传输与隧道模式

"IPv6技术课件，涉及身份认证扩展首部的两种使用方式以及IPv6协议的基础知识和局限性。" 在IPv6网络技术中，身份认证扩展首部（AH，Authentication Header）是确保数据完整性和源身份验证的关键组件。它提供了IP层的安全服务，防止中间人攻击和数据篡改。AH首部有两种使用模式：传输模式和隧道模式。 1. **传输模式**：在传输模式下，身份认证扩展首部被插入到原始IP固定首部和传输层协议（如TCP或UDP）之间。这种方式主要用于保护端到端的数据传输，确保数据在主机间的通信过程中未被篡改。如图2.15所示，AH首部位于IP固定首部后，TCP报文段前。 2. **隧道模式**：在隧道模式中，身份认证扩展首部被添加到一个新的IP首部后面，即在封装的IP数据报的外部。这种模式通常用于穿越不安全的网络或者在不同的IPv6网络之间通过IPv4网络传输IPv6数据包。如图2.16所示，AH首部位于新的IP首部之后，TCP报文段之前，原始IP首部和扩展首部之前。 IPv6协议是为了解决IPv4面临的一些重大问题而设计的，这些问题包括： - **地址空间匮乏**：IPv4地址空间有限，只有约43亿个地址，已不足以满足全球互联网设备的需求。IPv6则提供了几乎无限的地址空间，使用128位地址，可以产生约3.4x10^38个地址。 - **网络安全隐患**：IPv4没有内置的安全机制，而IPv6通过AH和ESP（Encapsulating Security Payload）扩展首部提供了IP级别的安全服务。 - **服务质量保证**：IPv4不提供服务质量保证，而IPv6可以支持多种服务类型，包括对实时应用的支持。 - **IP地址配置复杂**：IPv6引入了自动地址配置（SLAAC，Stateless Address Autoconfiguration）和DHCPv6，简化了地址分配过程。 - **移动性支持**：IPv6支持移动节点，允许设备在更换网络时保持其IP地址不变。 IPv6的设计目标还包括简化协议处理，减小路由表大小，支持组播（多点传送），允许协议的平滑演进，以及适应底层网络和上层应用的变化。 随着IPv4地址的耗尽和网络安全需求的增加，IPv6的部署在全球范围内逐渐增加。然而，由于网络基础设施的升级和兼容性问题，IPv4和IPv6的共存阶段将持续一段时间，直到全面过渡到IPv6。理解并掌握IPv6的身份认证机制和核心特性对于网络管理员和技术人员来说至关重要，以确保网络的安全和高效运行。