IP协议:IPv6

IP协议:IPv6

在20世纪90年代早期,因特网工程任务组就开始致力于开发一种替代IPv4的协议,该努力的首要动机是一下实现:由于新的子网和IP节点就以惊人的增长率连接到因特网上(并被分配唯一的IP地址),32比特的IP地址空间即将耗尽.

IPv6数据报格式

IPv6中引入最重要的变化显示在其数据报格式中.

• 扩大的地址容量:IPv6将IP地址长度从32比特增加到128比特.这就确保了全世界经不会佣金IP地址.除了单播与多播地址以外,IPV6还引入了一种称为任播地址的新型地址,这种地址可以是数据报交付给一组主机中的任意一个.
• 简化高效的40字节首部:许多IPV4字段以被舍弃或作为选项,因而形成的40字节定长首部循序路由器更快的处理IP数据报.
• 流标签:IPV6中有一个难以捉摸的流定义.该字段可用于"给术语特殊流的分组加上标签,这些特殊流式发送方要求进行特殊处理的流,如一种非默认服务质量或需要试试服务的流".
  
  如上图,IPV6数据报结构更简单,高效
• 版本:该4比特字段用于标识IP版本号
• 流量类型:与我们再IPV4中的TOS字段类似
• 流标签:如上面所说,这20比特字段用于表示一条数据报的流能够对一些特殊数据报给出优先权
• 有效载荷长度:该16比特为一个无符号整数,给出IPV6数据报跟在定长的40字节数据报首部后面的字节数量
• 下一个首部:该字段用于标识数据报中的内容需要交付给那个协议(如TCP或UDP)类似于IPV4首部中的协议字段
• 跳限制:每过一个路由器减一,减为零该数据报会被丢弃,类似于IPV4中的TTL字段,
• 源地址和目标地址:IPv6 128比特地址的各种形式在RFC 4291中进行了描述.
• 数据:有效载荷

这里我们讨论了IPV6数据报中个字段的用途,与之前更新的IPV4进行比较,我们可以看到IPV4中记个字段已经被取消

• 分组/重新组装:IPV6不允许在中间路由器上进行分片与重新组装.这种操作只能出现在源于目的地进行.如果;讫收到的IPV6数据报因太大而不能转发到处链路上,则路由器丢弃该数据报,并向发送方发挥一个"分组太大"的ICMP差错报文
• 首部检验和:因在因特网传输层和数据链路层协议都执行了检验操作,IP设计者大概觉得没有必要.之前在IPV4讨论过,由于IPV4首部包含TTL字段,所以没太路由器都要重新计算IPV4首部检验和,这是一项很耗时的操作.
• 选项:不在是标准IP首部的一部分,但是他并没有消失,二是可能出现在IPV6首部中有"下一个首部"之处的位置上

从IPV4迁移到IPV6

一种可选方法是宣布一个标记日,及制定某个日期和时间,因特网所有机器全部关机并进行升级.现在这是难以实现的

在实践中已经得到广泛采用的IPv4到IPv6迁移的方法包括建隧道 .建隧道依据的基本思想如下:假定两个IP6节点(如图4-27中的B和E)要使用IPv6数据报进行交互，但它们是经由中间IPv4路由器互联的。我们将两台IPv6 路由器之间的中间IPV4路由器的集合称为一个隧道(tunnel)， 如图4-27所示。借助于隧道，在隧道发送端的IPv6节点(如B)可将整个IPv6 数据报放到一个Pv4数据报的数据(有效载荷)字段中。于是，该IPv4 数据报的地址设为指向隧道接收端的IPv6节点(在此例中为E),再发送给隧道的第一个节点(在此例中为C)。隧道中的中间IPv4路由器在它们之间为该数据报提供路由，就像对待其他数据报一样，完全不知道该IPv4数据报自身就含有一个完整的IPv6数据报。隧道接收端的IPv6节点最终收到该IPv4数据报(它是该IPv4数据报的目地)，并确定该IP4数据报含有一个IPv6数据报(通过观察在IPv4数据报中的协议字段是41 [RFC4213]，指示该IPv4有效载荷是IPv6数据报)，从中取出IPv6数据，然后再为该IPv6数据报提供路由，就好像它是从一个直接相连的IPv6邻居那里接到该IPv6数据报一样。