第21章新一代因特网协议 IPv6是因特网协议第六版(Internet Protocol Version Six)的缩写。 IETF在1998年底制定了IPv6的草案，旨在取代 使用了20多年的因特网协议第四版(IPv4)。 21.1转向新一代因特网协议 21.2IPv6数据报格式 21.3IPy6扩展直部 21.4Py6地址 21.5向IPy6过渡
第21章 新一代因特网协议 IPv6是因特网协议第六版(Internet Protocol Version Six)的缩写。 IETF在1998年底制定了IPv6的草案，旨在取代 使用了20多年的因特网协议第四版(IPv4)。 21.1 转向新一代因特网协议 21.2 IPv6数据报格式 21.3 IPv6扩展首部 21.4 IPv6地址 21.5 向IPv6过渡
21.1转向新一代因特网协议 21.1.1Pv4协议存在的问题： 1.有限的地址空间 2.路由选择效率不高 3.复杂的地址配置 4.缺乏服务质量保证 5.安全性问题
21.1 转向新一代因特网协议 21.1.1 IPv4协议存在的问题： 1. 有限的地址空间 2. 路由选择效率不高 3. 复杂的地址配置 4. 缺乏服务质量保证 5. 安全性问题
21.1.2IPv6协议 IPv6是对IPv4的改进，主要特点如下： 1.经过扩展的地址和路由选择功能 IP地址长度由32位增加到128位，可支持数量 大得多的可寻址节点、更多级的地址层次和较 为简单的地址自动配置。 2.简化的首部格式 IPv4首部的某些字段被取消或改为选项，以 减少报文分组处理过程中常用情况的处理开销， 并使得IPv6首部的带宽开销尽可能低
21.1.2 IPv6协议 IPv6是对IPv4的改进，主要特点如下： 1. 经过扩展的地址和路由选择功能 IP地址长度由32位增加到128位，可支持数量 大得多的可寻址节点、更多级的地址层次和较 为简单的地址自动配置。 2. 简化的首部格式 IPv4首部的某些字段被取消或改为选项，以 减少报文分组处理过程中常用情况的处理开销， 并使得IPv6首部的带宽开销尽可能低
3.支持扩展首部和选项 IPv6的选项放在单独的扩展首部中，位于报文 分组中IPv6基本首部和传送层首部之间。因为 大多数PV6选项首部不会被报文分组投递路径 上的任何路由器检查和处理，直至其到达最终 目的地，这种组织方式有利于改进路由器在处 理包含选项的报文分组时的性能。IPV6的另一 改进，是其选项与PV4不同，可具有任意长度， 不限于40字节。 4.支持验证和隐私权 IPv6定义了一种扩展，可支持权限验证和数据 完整性并支持保密性要求
3. 支持扩展首部和选项 IPv6的选项放在单独的扩展首部中，位于报文 分组中IPv6基本首部和传送层首部之间。因为 大多数IPv6选项首部不会被报文分组投递路径 上的任何路由器检查和处理，直至其到达最终 目的地，这种组织方式有利于改进路由器在处 理包含选项的报文分组时的性能。IPv6的另一 改进，是其选项与IPv4不同，可具有任意长度， 不限于40字节。 4. 支持验证和隐私权 IPv6定义了一种扩展，可支持权限验证和数据 完整性并支持保密性要求
5.支持自动配置 IPV6支持多种形式的自动配置，从孤立网络 结点地址的“即插即用”自动配置，到 DHCP提供的全功能的设施。 6.服务质量能力 IPv6增加了一种新的能力，如果某些报文分 组属于特定的工作流，发送者要求对其给予 特殊处理，则可对这些报文分组加标号，例 如非缺省服务质量通信业务或“实时”服务。 返回
5. 支持自动配置 IPv6支持多种形式的自动配置，从孤立网络 结点地址的“即插即用”自动配置，到 DHCP提供的全功能的设施。 6. 服务质量能力 IPv6增加了一种新的能力，如果某些报文分 组属于特定的工作流，发送者要求对其给予 特殊处理，则可对这些报文分组加标号，例 如非缺省服务质量通信业务或“实时”服务。 返回
21.21Pv6数据报格式 4 12 16 24 31 版本号通信量等级 流标记 有效负载长度 下一首部 跳数限制 源地址(128位) 目的地址(128位) 有效负载 (0~多个扩展首部+高层数据)
21.2 IPv6数据报格式 版本号 通信量等级 流标记 有效负载长度 下一首部 跳数限制 源地址（128位） 目的地址（128位） 有效负载 （0~多个扩展首部+高层数据） 基 本 首 部 0 4 12 16 24 31
1版本号Version,4位) IPv6协议版本号值为6。这个字段的大小与IPv4中的 版本号域是相同的。 2通信量等级（流量类别Traffic Classes,8位） 用于识别和区分PV6信息包的不同等级或优先权。 ·使用通信量等级域必须具备下面几个条件： 1)在一个Pv6结点中，Pv6服务接口必须为由上层协 议产生的信息包中的通信量等级位提供一种支持手段。 默认值：8位全为0。 2)支持部分或全部通信量等级的特殊使用的PV6结点 允许修改它们产生、转发、或接收到的信息包中的通 信量等级的值。上层的协议不必假定接收到的信息包 中通信量等级的值与源节点发出该包时的值相同
1 版本号 (Version，4位) IPv6协议版本号值为6。这个字段的大小与IPv4中的 版本号域是相同的。 2 通信量等级 (流量类别Traffic Classes，8位) 用于识别和区分IPv6信息包的不同等级或优先权。 • 使用通信量等级域必须具备下面几个条件: 1)在一个IPv6结点中，IPv6服务接口必须为由上层协 议产生的信息包中的通信量等级位提供一种支持手段。 默认值：8位全为0。 2)支持部分或全部通信量等级的特殊使用的IPv6结点 允许修改它们产生、转发、或接收到的信息包中的通 信量等级的值。上层的协议不必假定接收到的信息包 中通信量等级的值与源节点发出该包时的值相同
3流标记Flow Label,20位) IPv6报头中的流标记是为了用来标记那些需要 IPV6路由器特殊处理的信息包的顺序，这些特 殊处理包括非默认质量的服务或“实时(rea- time IPv6)”服务。IPv6的这个流标记域在 RFC2640中是实验性的，而且随着因特网对 流支持需求的改变而改变。 不支持流标记域功能的主机或路由器在产生一 个信息包的时候将该域置0，在转发一个信息 包的时候则不改变该域，接受一个信息包的时 候则忽略该域
3 流标记(Flow Label，20位) IPv6报头中的流标记是为了用来标记那些需要 IPv6路由器特殊处理的信息包的顺序，这些特 殊处理包括非默认质量的服务或“实时(realtime IPv6)”服务。IPv6的这个流标记域在 RFC 2640中是实验性的，而且随着因特网对 流支持需求的改变而改变。 不支持流标记域功能的主机或路由器在产生一 个信息包的时候将该域置0，在转发一个信息 包的时候则不改变该域，接受一个信息包的时 候则忽略该域
4有效负载长度(Payload Length,16位) IPv6首部之后，报文分组其余部分的长度， 以字节为单位。为了允许大于64K字节的负载， 如本字段的值为0，则实际的报文分组长度将 存放在逐级跳(Hop-by-Hop)选项中。扩展首 部作为有效负载的一部分被计算在内。 5下一个首部(Next Header,.8位) 下一个首部用来标识紧跟在PV6基本首部后面 的首部的类型。 6跳数限制(Hop Limit,8位) 该字段用无符号整数表示，当被转发的信息包 经过一个结点时，该值将减1，当减到0时， 则丢弃该信息包。(IPv4中的TTL)
4 有效负载长度 (Payload Length，16位) IPv6首部之后，报文分组其余部分的长度， 以字节为单位。为了允许大于64K字节的负载， 如本字段的值为0，则实际的报文分组长度将 存放在逐级跳(Hop-by-Hop)选项中。扩展首 部作为有效负载的一部分被计算在内。 5 下一个首部 (Next Header，8位) 下一个首部用来标识紧跟在IPv6基本首部后面 的首部的类型。 6 跳数限制 (Hop Limit，8位) 该字段用无符号整数表示，当被转发的信息包 经过一个结点时，该值将减1，当减到0时， 则丢弃该信息包。(IPv4中的TTL)
7源地址(Source Address,128位) 源地址表示信息包发送方的地址。 8目的地址(Destination Address,128 位) 目的地址表示信息包接收者的地址。 如果有路由扩展首部，该地址可能不 是该信息包最终接收者的地址。 基本首部总长40个字节。 原IPv4的选项在IPv6中由扩展首部实现
7 源地址(Source Address，128位) 源地址表示信息包发送方的地址。 8 目的地址(Destination Address，128 位) 目的地址表示信息包接收者的地址。 如果有路由扩展首部，该地址可能不 是该信息包最终接收者的地址。 基本首部总长40个字节。 原IPv4的选项在IPv6中由扩展首部实现