1.4.5 IPv6 簡(jiǎn)介

　　1.IPv6 的來(lái)源

　　IPv4(IP version 4)標(biāo)準(zhǔn)是 20 世紀(jì) 70 年代末期制訂完成的。20 世紀(jì) 90 年代初期，WWW的應(yīng)用導(dǎo)致因特網(wǎng)爆炸性發(fā)展，隨著因特網(wǎng)應(yīng)用類(lèi)型日趨復(fù)雜，終端形式特別是移動(dòng)終端的多樣化，全球獨(dú)立 IP 地址的提供已經(jīng)開(kāi)始面臨沉重的壓力。根據(jù)因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF，Internet Engineering Task Force)的估計(jì)，基于 IPv4 的地址資源將會(huì)在 2005 年開(kāi)始枯竭。IPv4 將不能滿(mǎn)足因特網(wǎng)長(zhǎng)期發(fā)展的需要，必須立即開(kāi)始下一代 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究。由此，IETF于 1992 年，成立了 IPNG(IP Next Generation)工作組;1994 年，IPNG 工作組提出了下一代 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IPv6，IP version 6)的推薦版本;1995 年，IPNG 工作組完成了 IPv6 的協(xié)議;1995 協(xié)議至 1999 年完成了 IETF 要求的協(xié)議審定和測(cè)試;1999 年成立了 IPv6 論壇，開(kāi)始正式分配 IPv6 地址，IPv6 的協(xié)議文本成為標(biāo)準(zhǔn)草案。

　　IPv6 具有長(zhǎng)達(dá) 128 位的地址空間，可以徹底解決IPv4 地址不足的問(wèn)題。由于IPv4 地址是32 位二進(jìn)制，所能表示的IP地址個(gè)數(shù)為 2??=4 294 967 296≈40 億，因而在因特網(wǎng)上約有 40億個(gè)IP地址。由 32 位的IPv4 升級(jí)至 128 位的IPv6，因特網(wǎng)中的IP地址，從理論上講會(huì)有

　　2.IPv6 數(shù)據(jù)包的格式

　　IPv6 數(shù)據(jù)包有一個(gè) 40 字節(jié)的基本首部(Base Header)，其后可允許有人零個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展首部(Extension Header)，再后面是數(shù)據(jù)。圖 1-29 所示的是 IPv6 基本首部的格式。每個(gè) IPv6數(shù)據(jù)包都是從基本首部開(kāi)始。IPv6 基本首部的很多字段可以和 IPv4 首部中的字段直接對(duì)應(yīng)。

　　(1)版本(Version)：該字段占 4bit，它說(shuō)明了 IP 協(xié)議的版本，對(duì) IPv6 而言，該字段值是 0110，也就是十進(jìn)制數(shù)的 6。

　　(2)優(yōu)先級(jí)(Priority)：該字段占 4bit，優(yōu)先級(jí)字段使源站能夠指明數(shù)據(jù)包的流類(lèi)型。首先，IPv6 把流分成兩大類(lèi)，即可進(jìn)行擁塞控制的和不可進(jìn)行擁塞控制的。每一類(lèi)又分為 5 個(gè)優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)的值越大，表明該分組越重要。對(duì)于可進(jìn)行擁塞控制的業(yè)務(wù)，其優(yōu)先級(jí)為 0~7.當(dāng)發(fā)現(xiàn)擁塞時(shí)，這類(lèi)數(shù)據(jù)包的傳輸速率可以放慢。對(duì)于不可進(jìn)行擁塞控制的業(yè)務(wù)，其優(yōu)先級(jí)為 8~15.這些都是實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，如音頻或視頻業(yè)務(wù)的傳輸。這種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送

　　速率是恒定的，即使丟掉了一些，也不進(jìn)行重發(fā)。

　　(3)流標(biāo)號(hào)(Flow Label)：該字段占 24bit.所謂流就是因特網(wǎng)上一個(gè)特定源站到一個(gè)特定目的站(單播或多播)的一系列數(shù)據(jù)包。所有屬于同一個(gè)流的數(shù)據(jù)包都具有同樣的流標(biāo)號(hào)。源站在建立流時(shí)是在 2?4-1 個(gè)流標(biāo)號(hào)中隨機(jī)選擇一個(gè)流標(biāo)號(hào)。流標(biāo)號(hào) 0 保留作為指出沒(méi)有采用流標(biāo)號(hào)。源站隨機(jī)地選擇流標(biāo)號(hào)并不會(huì)在計(jì)算機(jī)之間產(chǎn)生沖突，因?yàn)槁酚善髟趯⒁粋�(gè)特定的流與一個(gè)數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)時(shí)，使用的是數(shù)據(jù)包的源地址和流標(biāo)號(hào)的組合。從一個(gè)源站發(fā)出的具有相同非零流標(biāo)號(hào)的所有數(shù)據(jù)包，都必須具有相同的源地址和目的地址，以及相同的逐跳選項(xiàng)首部(若此首部存在)和路由選擇首部(若此首部存在)。這樣做的好處是當(dāng)路由器處理數(shù)據(jù)包時(shí)，只要查一下流標(biāo)號(hào)即可，而不必查看數(shù)據(jù)包首部中的其他內(nèi)容。任何一個(gè)流標(biāo)號(hào)都不具有特定的意義，源站應(yīng)將它希望各路由器對(duì)其數(shù)據(jù)包進(jìn)行的特殊處理寫(xiě)明在數(shù)據(jù)包的擴(kuò)展首部中。

　　(4)凈負(fù)荷長(zhǎng)度(Payload Length)：該字段占 16bit，此字段指明除首部自身的長(zhǎng)度外，IPv6 數(shù)據(jù)包所載的字節(jié)數(shù)�？梢�(jiàn)一個(gè) IPv6 數(shù)據(jù)包可容納 64K 字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。由于 IPv6的首部和度是固定的，因此沒(méi)有必要像 IPv4 那樣指明數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度(首部與數(shù)據(jù)部分之和)。

　　(5)下一個(gè)首部(Next Header)：該字段占 8bit，標(biāo)識(shí)緊接著 IPv6 首部的擴(kuò)展首部的類(lèi)型。這個(gè)字段指明在基本首部后面緊接著的一個(gè)首部的類(lèi)型。

　　(6)跳數(shù)限制(Hop Limit)：該字段占 8bit，此字段用來(lái)防止數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)限期的存在。源站在每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)出時(shí)即設(shè)定某個(gè)跳數(shù)限制。每一個(gè)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)，要先將跳數(shù)限制字段中的值減 1.當(dāng)跳數(shù)限制的值為零時(shí)，就要將此數(shù)據(jù)包丟棄。這相當(dāng)于IPv4 首部中的都使壽命字段，但比 IPv4 中的計(jì)算時(shí)間間隔要簡(jiǎn)單些。

　　(7)源站 IP 地址：該字段占 128bit，是數(shù)據(jù)包的發(fā)送站的 IP 地址。

　　(8)目的站 IP 地址：該字段占 128bit，是此數(shù)據(jù)包的接收站的 IP 地址。

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