1、一、IPv6包頭IPv6 包頭格式要么刪除某些 IPv4 包頭字段，要么將這些字段設為可選。盡管地址大小增加了，但這種更改卻最大程度地減少了 IPv6 包頭所占用的帶寬。雖然 IPv6 地址長度是 IPv4 地址長度的四倍，但是 IPv6 包頭的大小只是 IPv4 包頭大小的兩倍。IPv6基本頭格式固定1、IPV4報文頭格式及各字段功能1. 圖示2.3. 各字段功能 4. 版本號（Version）：長度4比特。標識目前采用的IP協議的版本號。一般的值為0100（IPv4），0110（IPv6）5. IP包頭長度（Header Length）：長度4比特。這個字段的作用是為了描述IP包頭的長度，

2、因為在IP包頭中有變長的可選部分。該部分占4個bit位，單位為32bit（4個字節），即本區域值= IP頭部長度（單位為bit）/(8*4)，因此，一個IP包頭的長度最長為“1111”，即15*460個字節。IP包頭最小長度為20字節。6. 服務類型（Type of Service）：長度8比特。8位 按位被如下定義 PPP DTRC0 6.1 PPP：定義包的優先級，取值越大數據越重要 000 普通 (Routine)001 優先的 (Priority)010 立即的發送 (Immediate)011 閃電式的 (Flash)100 比閃電還閃電式的 (Flash Override)101

3、CRI/TIC/ECP(找不到這個詞的翻譯)110 網間控制 (Internetwork Control)111 網絡控制 (Network Control)6.2 DTRCO D 時延: 0:普通 1:延遲盡量小T 吞吐量: 0:普通 1:流量盡量大R 可靠性: 0:普通 1:可靠性盡量大M 傳輸成本: 0:普通 1:成本盡量小0 最后一位被保留，恒定為07. IP包總長（Total Length）：長度16比特。 以字節為單位計算的IP包的長度 (包括頭部和數據)，所以IP包最大長度65535字節。8. 標識符（Identifier）:長度16比特。該字段和Flags和Fragment O

4、ffest字段聯合使用，對較大的上層數據包進行分段（fragment）操作。路由器將一個包拆分后，所有拆分開的小包被標記相同的值，以便目的端設備能夠區分哪個包屬于被拆分開的包的一部分。9. 標記（Flags）：長度3比特。該字段第一位不使用。第二位是DF（Don't Fragment）位，DF位設為1時表明路由器不能對該上層數據包分段。如果一個上層數據包無法在不分段的情況下進行轉發，則路由器會丟棄該上層數據包并返回一個錯誤信息。第三位是MF（More Fragments）位，當路由器對一個上層數據包分段，則路由器會在除了最后一個分段的IP包的包頭中將MF位設為1。10. 片偏移（Fra

5、gment Offset）：長度13比特。表示該IP包在該組分片包中位置，接收端靠此來組裝還原IP包。11. 生存時間（TTL）：長度8比特。當IP包進行傳送時，先會對該字段賦予某個特定的值。當IP包經過每一個沿途的路由器的時候，每個沿途的路由器會將IP包的TTL值減少1。如果TTL減少為0，則該IP包會被丟棄。這個字段可以防止由于路由環路而導致IP包在網絡中不停被轉發。12. 協議（Protocol）：長度8比特。標識了上層所使用的協議。以下是比較常用的協議號：1 ICMP；2 IGMP；6 TCP；17 UDP；88 IGRP；89 OSPF13. 頭部校驗（Header Checksum

6、）：長度16位。用來做IP頭部的正確性檢測，但不包含數據部分。 因為每個路由器要改變TTL的值,所以路由器會為每個通過的數據包重新計算這個值。14. 起源和目標地址（Source and Destination Addresses）：這兩個地段都是32比特。標識了這個IP包的起源和目標地址。要注意除非使用NAT，否則整個傳輸的過程中，這兩個地址不會改變。15. 可選項（Options）：這是一個可變長的字段。該字段屬于可選項，主要用于測試，由起源設備根據需要改寫。可選項目包含以下內容： 17.1松散源路由（Loose source routing）：給出一連串路由器接口的IP地址。IP包必須沿

7、著這些IP地址傳送，但是允許在相繼的兩個IP地址之間跳過多個路由器。17.2嚴格源路由（Strict source routing）：給出一連串路由器接口的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送，如果下一跳不在IP地址表中則表示發生錯誤。17.3路由記錄（Record route）：當IP包離開每個路由器的時候記錄路由器的出站接口的IP地址。17.4時間戳（Timestamps）：當IP包離開每個路由器的時候記錄時間。填充（Padding）：因為IP包頭長度（Header Length）部分的單位為32bit，所以IP包頭的長度必須為32bit的整數倍。因此，在可選項后面，IP協議會填充若干

8、個0，以達到32bit的整數倍2、IPV6報文頭格式及各字段功能o 圖示 §o 各字段功能 § Version：4比特，值為6表示IPv6報文§ Traffic Class：8比特，類似于IPv4中的TOS域§ Flow Label：20比特。IPv6中新增。流標簽可用來標記特定流的報文，以便在網絡層區分不同的報文。轉發路徑上的路由器可以根據流標簽來區分流并進行處理。由于流標簽在IPv6報文頭中攜帶，轉發路由器可以不必根據報文內容來識別不同的流，目的節點也同樣可以根據流標簽識別流，同時由于流標簽在報文頭中，因此使用IPSec后仍然可以根據流標簽進行QoS

9、處理。§ Payload Length:16比特。以字節為單位的IPv6載荷長度，也就是IPv6報文基本頭以后部分的長度（包括所有擴展頭部分）。§ Next Header：8比特。用來標識當前頭（基本頭或擴展頭）后下一個頭的類型。此域內定義的類型與IPv4中的協議域值相同。Pv6定義的擴展頭由基本頭或擴展頭中的擴展頭域鏈接成一條鏈。這一機制下處理擴展頭更高效，轉發路由器只處理必須處理的選項頭，提高了轉發效率。§ Hop Limit：8比特。和IPv4中的TTL字段類似。每個轉發此報文的節點把此域減1，如果此域值減到0則丟棄。§ Source Addres

10、s：128比特。報文的源地址。§ Destination Address：128比特。報文的目的地址o IPv6報文擴展頭格式 § IPv6選項字段是通過形成鏈式結構的擴展頭支持的。IPv6基本頭后面可以有0到多個擴展頭。§ IPv6擴展頭排列順序如下： 1. 逐跳選項頭，值為0（在IPv6基本頭中定義）。此選項頭被轉發路徑所有節點處理。目前在路由告警（RSVP和MLDv1）與Jumbo幀處理中使用了逐跳選項頭。路由告警需要通知到轉發路徑中所有節點，需要使用逐跳選項頭。Jumbo幀是長度超過65535的報文，傳輸這種報文需要轉發路徑中所有節點都能正常處理，因此也需

11、要使用逐跳選項頭功能。2. 目的選項頭，值為60。只可能出現在兩個位置：路由頭前，這時此選項頭被目的節點和路由頭中指定的節點處理；上層頭前（任何ESP選項后），此時只能被目的節點處理。Mobile IPv6中使用了目的選項頭。Mobile IPv6中新增加一種類型的目的選項頭（家鄉地址選項）。家鄉地址選項由目的選項頭攜帶，用于移動節點離開家鄉后通知接收節點此移動節點對應的家鄉地址。接收節點收到帶有家鄉地址選項的報文后，會把家鄉地址選項中源地址（移動節點的家鄉地址）和報文中源地址（移動節點的轉交地址）交換，這樣上層協議始終認為是在和移動節點的家鄉地址在通信，實現了移動漫游功能。3. 路由頭，值為

12、43。用于源路由選項和Mobile IPv6。4. 分片頭，值為44。此選項頭在源節點發送的報文超過Path MTU（源和目的之間傳輸路徑的MTU）時對報文分片時使用。5. 驗證頭（AH頭），值為51。用于IPSec，提供報文驗證、完整性檢查。定義和IPv4中相同。6. 封裝安全載荷頭（ESP頭），值為50。用于IPSec，提供報文驗證、完整性檢查和加密。定義和IPv4中相同。7. 上層頭，上層協議頭，如TCP（6）/UDP（17）/ICMP（58）等，目的選項頭最多出現兩次（一次在路由頭前，一次在上層協議頭前），其它選項頭最多出現一次。但IPv6節點必須能夠處理選項頭（逐跳選項頭除外，它固定

13、只能進隨基本頭之后）的任意出現位置和任意出現次數，以保證互通性。8. Encapsulated IPv6 Header（41）9. No next header（59）擴展頭的排列順序:1.Hop-by-Hop Options header2.Destination Options header (for intermediate destinations when the Routing header is present)3.Routing header4.Fragment header5.Authentication header6.Encapsulating Security Payl

14、oad header7.Destination Options header (for the final destination)8. 高層協議(TCP,UDP)注：除了Hop-by-Hop Options header,其它的擴展頭在傳輸過程中, 中間節點不對其做處理,處理擴展頭的節點按擴展頭順序處理，而不能挑選某個header· IPV6與IPV4比較 o 區別 § IPV4中的header length(4),Identifier(16),Flags(3),Framented offset(13),Options(Length variable,used for t

15、est),Padding這些項都沒有了，因為IPV6的報文頭長度是固定的，只保留了最重要的功能，而對于一些非關鍵性的功能，IPV6放在了擴展報頭中去實現o 整體來講：IPV6的整體設計回歸簡潔，設計更加透明對IPv6的各種擴展頭需要了解掌握，熟悉。需要反復看，熟悉。（格式、作用使用、結構內各字段的作用及字段各取值表示的意義）二、IPv6 網絡概述IPv6 網絡拓撲的基本術語。下圖顯示了 IPv6 網絡的基本部分。圖 31 IPv6 網絡的基本組件該圖描述 IPv6 網絡以及它與 ISP 的連接。內部網絡由鏈路 1、鏈路 2、鏈路 3 和鏈路 4 組成。每個鏈路上安裝若干臺主機，末端連

16、接一臺路由器。鏈路 4 是網絡的 DMZ，它的一端連接邊界路由器。邊界路由器使用 IPv6 隧道與 ISP 相連，從而為網絡提供 Internet 連通性。鏈路 2 和 3 作為子網 8a 進行管理。子網 8b 僅包含鏈路 1 上的系統。子網 8c 與鏈路 4 上的 DMZ 相接。如圖 31 中所示，IPv6 網絡與 IPv4 網絡具有幾乎完全相同的組件。但是，IPv6 術語與 IPv4 術語稍有不同。下面是用在 IPv6 上下文中的網絡組件的常見術語。節點 具有 IPv6 地址且接口配置為支持 IPv6 的任何系統。該專業術語適用于主機和路由器。IPv6 路由器 用來轉發 IPv6

17、 包的節點。路由器必須至少有一個接口配置為支持 IPv6。IPv6 路由器還可以通過內部網絡通告企業的已注冊 IPv6 站點前綴。 IPv6 主機 具有 IPv6 地址的節點。IPv6 主機可以有多個配置為支持 IPv6 的接口。與 IPv4 主機一樣，IPv6 主機也不轉發包。鏈路 單一且連續的網絡介質，其兩端均連接有路由器。相鄰節點 與本地節點在同一個鏈路上的 IPv6 節點。IPv6 子網 IPv6 網絡的管理段。與 IPv4 子網的組件一樣，IPv6 子網的組件也可以直接對應于鏈路上的所有節點。必要時，可以在單獨的子網中對鏈路上的節點進行管理。另外，IPv6 還支持多鏈路子網，在多鏈路

18、子網上，多個鏈路上的節點可以是同一個子網的組件。圖 31 中的鏈路 2 和鏈路 3 是多鏈路子網 8a 的組件。IPv6 隧道 在一個 IPv6 節點和另一個 IPv6 節點端點之間提供虛擬的點對點路徑的隧道。IPv6 支持可手動配置的隧道和 6to4 自動隧道。邊界路由器 位于網絡邊界的路由器，是通往本地網絡外部端點的 IPv6 隧道的一個端點。此路由器必須至少有一個連接到內部網絡的 IPv6 接口。對于外部網絡，此路由器可以有一個 IPv6 接口或一個 IPv4 接口。三、IPv6的NDP1、作用RFC2461中定義了鄰居發現協議，其功能（1）發現鄰居物理地址（代替IPv4使用的

19、ARP）（2）路由器發現（3）地址沖突檢測（Duplicate Address Detect）（4）檢驗鄰居的可達性和狀態（5）自動地址配置（6）重定向下一步：了解各個功能是怎么實現的、流程、參與的報文、各個步驟的報文及報文中填充的值2、報文使用的報文：基于ICMPv6報文實現其功能（1）路由器請求（Router Solicitation）【type=133】（2）路由器通告（Router Advertisement）【type=134】（3）鄰居請求（Neighbor Solicitation）【type=135】（4）鄰居通告（Neighbor Advertisement）【type=13

20、6】（5）重定向（Redirect）【type=137】下一步：（1）了解ICMPv6的報文格式，各字段及不同值的含義（2）各個報文在網絡中的作用、引起的反應、報文格式中關鍵域的填充3、用到的地址類型節點組播地址(FF02:1)路由器組播地址(FF02:2)被請求節點組播地址(FF02:1:FFXX:XXXX)本地鏈路地址(FE80:/10)未指定地址(:)需要反復學習研究鞏固，不斷熟悉四、IPv6的地址范圍IPv6地址設計的一個顯著特征是地址范圍，地址范圍規定了地址“有效”的范圍，就是可以將其作為一個接口或一組接口的唯一標識符使用的范圍1、單播地址三種范圍：鏈路本地、站點本地、全局范圍。單播

21、鏈路本地和站點本地地址分別是由專用前綴fe80：/10和fec0：/10指定。所有其他單播地址的地址范圍都是被定義為全局的。RFC4007明確將環回地址（：1）歸為特殊的鏈路本地地址，不確定地址（：）沒有范圍鏈路本地地址只在分配地址的接口所附接的網絡鏈路上有效站點本地地址只在分配地址的接口所屬的“站點”概念范圍內有效。與鏈路不同，站點范圍不是由網絡的物理特性決定，只能通過人工配置決定（）2、多播地址多播地址有4bit的范圍字段，用來標識地址范圍。0 保留1 接口本地2 鏈路本地 3 保留4 管理本地5 站點本地6 未分配7 未分配8 組織本地9 未分配A 未分配B 未分配C 未分配D 未分配E 全局F 保留 所有大于鏈路本地且小于全局的范圍都是邏輯范圍，其特定的拓撲范圍是由管理員決定。除不確定地址（：），所有IPv6地址都屬于一個特定范圍通常，將那些屬于非全局范圍的地址稱為范圍受限地址，以強調受限范圍的本質3、范圍區域一個指定范圍的實例（按照這個范圍的拓撲結構連接起