2012年網絡管理員教程之IPv6簡介

　　1.4.5 IPv6 簡介

　　1.IPv6 的來源

　　IPv4(IP version 4)標準是 20 世紀 70 年代末期制訂完成的。20 世紀 90 年代初期，WWW的應用導致因特網爆炸性發(fā)展，隨著因特網應用類型日趨復雜，終端形式特別是移動終端的多樣化，全球獨立 IP 地址的提供已經開始面臨沉重的壓力。根據(jù)因特網工程任務組(IETF，Internet Engineering Task Force)的估計，基于 IPv4 的地址資源將會在 2005 年開始枯竭。IPv4 將不能滿足因特網長期發(fā)展的需要，必須立即開始下一代 IP 網絡協(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 網絡協(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)議審定和測試;1999 年成立了 IPv6 論壇，開始正式分配 IPv6 地址，IPv6 的協(xié)議文本成為標準草案。

　　IPv6 具有長達 128 位的地址空間，可以徹底解決IPv4 地址不足的問題。由于IPv4 地址是32 位二進制，所能表示的IP地址個數(shù)為 2??=4 294 967 296≈40 億，因而在因特網上約有 40億個IP地址。由 32 位的IPv4 升級至 128 位的IPv6，因特網中的IP地址，從理論上講會有

　　2.IPv6 數(shù)據(jù)包的格式

　　IPv6 數(shù)據(jù)包有一個 40 字節(jié)的基本首部(Base Header)，其后可允許有人零個或多個擴展首部(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 IPv6數(shù)據(jù)包都是從基本首部開始。IPv6 基本首部的很多字段可以和 IPv4 首部中的字段直接對應。

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

　　(2)優(yōu)先級(Priority)：該字段占 4bit，優(yōu)先級字段使源站能夠指明數(shù)據(jù)包的流類型。首先，IPv6 把流分成兩大類，即可進行擁塞控制的和不可進行擁塞控制的。每一類又分為 5 個優(yōu)先級。優(yōu)先級的值越大，表明該分組越重要。對于可進行擁塞控制的業(yè)務，其優(yōu)先級為 0~7.當發(fā)現(xiàn)擁塞時，這類數(shù)據(jù)包的傳輸速率可以放慢。對于不可進行擁塞控制的業(yè)務，其優(yōu)先級為 8~15.這些都是實時性業(yè)務，如音頻或視頻業(yè)務的傳輸。這種業(yè)務的數(shù)據(jù)包發(fā)送

　　速率是恒定的，即使丟掉了一些，也不進行重發(fā)。

　　(3)流標號(Flow Label)：該字段占 24bit.所謂流就是因特網上一個特定源站到一個特定目的站(單播或多播)的一系列數(shù)據(jù)包。所有屬于同一個流的數(shù)據(jù)包都具有同樣的流標號。源站在建立流時是在 2?4-1 個流標號中隨機選擇一個流標號。流標號 0 保留作為指出沒有采用流標號。源站隨機地選擇流標號并不會在計算機之間產生沖突，因為路由器在將一個特定的流與一個數(shù)據(jù)包相關聯(lián)時，使用的是數(shù)據(jù)包的源地址和流標號的組合。從一個源站發(fā)出的具有相同非零流標號的所有數(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)。這樣做的好處是當路由器處理數(shù)據(jù)包時，只要查一下流標號即可，而不必查看數(shù)據(jù)包首部中的其他內容。任何一個流標號都不具有特定的意義，源站應將它希望各路由器對其數(shù)據(jù)包進行的特殊處理寫明在數(shù)據(jù)包的擴展首部中。

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

　　(5)下一個首部(Next Header)：該字段占 8bit，標識緊接著 IPv6 首部的擴展首部的類型。這個字段指明在基本首部后面緊接著的一個首部的類型。

　　(6)跳數(shù)限制(Hop Limit)：該字段占 8bit，此字段用來防止數(shù)據(jù)包在網絡中無限期的存在。源站在每個數(shù)據(jù)包發(fā)出時即設定某個跳數(shù)限制。每一個路由器在轉發(fā)數(shù)據(jù)包時，要先將跳數(shù)限制字段中的值減 1.當跳數(shù)限制的值為零時，就要將此數(shù)據(jù)包丟棄。這相當于IPv4 首部中的都使壽命字段，但比 IPv4 中的計算時間間隔要簡單些。

　　(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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