ipv6基本知识

一、IPv6包头IPv6 包头格式要么删除某些IPv4 包头字段，要么将这些字段设为可选。

尽管地址大小增加了，但这种更改却最大程度地减少了IPv6 包头所占用的带宽。

虽然IPv6 地址长度是IPv4 地址长度的四倍，但是IPv6 包头的大小只是IPv4 包头大小的两倍。

IPv6基本头格式固定1、IPV4报文头格式及各字段功能1.图示2.3.各字段功能4.版本号（Version）：长度4比特。

标识目前采用的IP协议的版本号。

一般的值为0100（IPv4），0110（IPv6）5.IP包头长度（Header Length）：长度4比特。

这个字段的作用是为了描述IP包头的长度，因为在IP包头中有变长的可选部分。

该部分占4个bit位，单位为32bit（4个字节），即本区域值= IP头部长度（单位为bit）/(8*4)，因此，一个IP包头的长度最长为“1111”，即15*4＝60个字节。

IP包头最小长度为20字节。

6.服务类型（Type of Service）：长度8比特。

8位按位被如下定义PPP DTRC06.1 PPP：定义包的优先级，取值越大数据越重要000 普通(Routine)001 优先的(Priority)010 立即的发送(Immediate)011 闪电式的(Flash)100 比闪电还闪电式的(Flash Override)101 CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)110 网间控制(Internetwork Control)111 网络控制(Network Control)6.2 DTRCOD 时延: 0:普通1:延迟尽量小T 吞吐量: 0:普通1:流量尽量大R 可靠性: 0:普通1:可靠性尽量大M 传输成本: 0:普通1:成本尽量小0 最后一位被保留，恒定为07.IP包总长（Total Length）：长度16比特。

以字节为单位计算的IP包的长度(包括头部和数据)，所以IP包最大长度65535字节。

8.标识符（Identifier）:长度16比特。

该字段和Flags和Fragment Offest字段联合使用，对较大的上层数据包进行分段（fragment）操作。

路由器将一个包拆分后，所有拆分开的小包被标记相同的值，以便目的端设备能够区分哪个包属于被拆分开的包的一部分。

9.标记（Flags）：长度3比特。

该字段第一位不使用。

第二位是DF（Don't Fragment）位，DF位设为1时表明路由器不能对该上层数据包分段。

如果一个上层数据包无法在不分段的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息。

第三位是MF（More Fragments）位，当路由器对一个上层数据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的IP包的包头中将MF位设为1。

10.片偏移（Fragment Offset）：长度13比特。

表示该IP包在该组分片包中位置，接收端靠此来组装还原IP包。

11.生存时间（TTL）：长度8比特。

当IP包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值。

当IP包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。

如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。

这个字段可以防止由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。

12.协议（Protocol）：长度8比特。

标识了上层所使用的协议。

以下是比较常用的协议号：1 ICMP；2 IGMP；6 TCP；17 UDP；88 IGRP；89 OSPF13.头部校验（Header Checksum）：长度16位。

用来做IP头部的正确性检测，但不包含数据部分。

因为每个路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值。

14.起源和目标地址（Source and Destination Addresses）：这两个地段都是32比特。

标识了这个IP包的起源和目标地址。

要注意除非使用NAT，否则整个传输的过程中，这两个地址不会改变。

15.可选项（Options）：这是一个可变长的字段。

该字段属于可选项，主要用于测试，由起源设备根据需要改写。

可选项目包含以下内容：17.1松散源路由（Loose source routing）：给出一连串路由器接口的IP地址。

IP包必须沿着这些IP地址传送，但是允许在相继的两个IP地址之间跳过多个路由器。

17.2严格源路由（Strict source routing）：给出一连串路由器接口的IP地址。

IP包必须沿着这些IP地址传送，如果下一跳不在IP地址表中则表示发生错误。

17.3路由记录（Record route）：当IP包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的IP地址。

17.4时间戳（Timestamps）：当IP包离开每个路由器的时候记录时间。

填充（Padding）：因为IP包头长度（Header Length）部分的单位为32bit，所以IP包头的长度必须为32bit的整数倍。

因此，在可选项后面，IP协议会填充若干个0，以达到32bit的整数倍2、IPV6报文头格式及各字段功能o图示▪o各字段功能▪Version：4比特，值为6表示IPv6报文▪Traffic Class：8比特，类似于IPv4中的TOS域▪Flow Label：20比特。

IPv6中新增。

流标签可用来标记特定流的报文，以便在网络层区分不同的报文。

转发路径上的路由器可以根据流标签来区分流并进行处理。

由于流标签在IPv6报文头中携带，转发路由器可以不必根据报文内容来识别不同的流，目的节点也同样可以根据流标签识别流，同时由于流标签在报文头中，因此使用IPSec后仍然可以根据流标签进行QoS处理。

▪Payload Length:16比特。

以字节为单位的IPv6载荷长度，也就是IPv6报文基本头以后部分的长度（包括所有扩展头部分）。

▪Next Header：8比特。

用来标识当前头（基本头或扩展头）后下一个头的类型。

此域内定义的类型与IPv4中的协议域值相同。

Pv6定义的扩展头由基本头或扩展头中的扩展头域链接成一条链。

这一机制下处理扩展头更高效，转发路由器只处理必须处理的选项头，提高了转发效率。

▪Hop Limit：8比特。

和IPv4中的TTL字段类似。

每个转发此报文的节点把此域减1，如果此域值减到0则丢弃。

▪Source Address：128比特。

报文的源地址。

▪Destination Address：128比特。

报文的目的地址o IPv6报文扩展头格式▪IPv6选项字段是通过形成链式结构的扩展头支持的。

IPv6基本头后面可以有0到多个扩展头。

▪IPv6扩展头排列顺序如下：1. 逐跳选项头，值为0（在IPv6基本头中定义）。

此选项头被转发路径所有节点处理。

目前在路由告警（RSVP和MLDv1）与Jumbo帧处理中使用了逐跳选项头。

路由告警需要通知到转发路径中所有节点，需要使用逐跳选项头。

Jumbo帧是长度超过65535的报文，传输这种报文需要转发路径中所有节点都能正常处理，因此也需要使用逐跳选项头功能。

2. 目的选项头，值为60。

只可能出现在两个位置：路由头前，这时此选项头被目的节点和路由头中指定的节点处理；上层头前（任何ESP选项后），此时只能被目的节点处理。

Mobile IPv6中使用了目的选项头。

Mobile IPv6中新增加一种类型的目的选项头（家乡地址选项）。

家乡地址选项由目的选项头携带，用于移动节点离开家乡后通知接收节点此移动节点对应的家乡地址。

接收节点收到带有家乡地址选项的报文后，会把家乡地址选项中源地址（移动节点的家乡地址）和报文中源地址（移动节点的转交地址）交换，这样上层协议始终认为是在和移动节点的家乡地址在通信，实现了移动漫游功能。

3. 路由头，值为43。

用于源路由选项和Mobile IPv6。

4. 分片头，值为44。

此选项头在源节点发送的报文超过PathMTU（源和目的之间传输路径的MTU）时对报文分片时使用。

5. 验证头（AH头），值为51。

用于IPSec，提供报文验证、完整性检查。

定义和IPv4中相同。

6. 封装安全载荷头（ESP头），值为50。

用于IPSec，提供报文验证、完整性检查和加密。

定义和IPv4中相同。

7. 上层头，上层协议头，如TCP（6）/UDP（17）/ICMP（58）等，目的选项头最多出现两次（一次在路由头前，一次在上层协议头前），其它选项头最多出现一次。

但IPv6节点必须能够处理选项头（逐跳选项头除外，它固定只能进随基本头之后）的任意出现位置和任意出现次数，以保证互通性。

8. Encapsulated IPv6 Header（41）9. No next header（59）扩展头的排列顺序:1. Hop-by-Hop Options header2. Destination Options header (for intermediate destinations when the Routing header ispresent)3. Routing header4. Fragment header5. Authentication header6. Encapsulating Security Payload header7. Destination Options header (for the final destination)8. 高层协议(TCP,UDP)注：除了Hop-by-Hop Options header,其它的扩展头在传输过程中, 中间节点不对其做处理,处理扩展头的节点按扩展头顺序处理，而不能挑选某个header•IPV6与IPV4比较o区别▪IPV4中的header length(4),Identifier(16),Flags(3),Framentedoffset(13),Options(Length variable,used for test),Padding这些项都没有了，因为IPV6的报文头长度是固定的，只保留了最重要的功能，而对于一些非关键性的功能，IPV6放在了扩展报头中去实现o整体来讲：IPV6的整体设计回归简洁，设计更加透明对IPv6的各种扩展头需要了解掌握，熟悉。

需要反复看，熟悉。

（格式、作用使用、结构内各字段的作用及字段各取值表示的意义）二、IPv6 网络概述IPv6 网络拓扑的基本术语。

下图显示了 IPv6 网络的基本部分。

图3–1 IPv6 网络的基本组件该图描述 IPv6 网络以及它与 ISP 的连接。

内部网络由链路 1、链路 2、链路 3 和链路 4 组成。

每个链路上安装若干台主机，末端连接一台路由器。

链路 4 是网络的 DMZ，它的一端连接边界路由器。