2012年网络管理员教程之IPv6简介

　　1.4.5 IPv6 简介

　　1.IPv6 的来源

　　IPv4(IP version 4)标准是 20 世纪 70 年代末期制订完成的。20 世纪 90 年代初期，WWW的应用导致因特网爆炸性发展，随着因特网应用类型日趋复杂，终端形式特别是移动终端的多样化，全球独立 IP 地址的提供已经开始面临沉重的压力。根据因特网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)的估计，基于 IPv4 的地址资源将会在 2005 年开始枯竭。IPv4 将不能满足因特网长期发展的需要，必须立即开始下一代 IP 网络协议的研究。由此，IETF于 1992 年，成立了 IPNG(IP Next Generation)工作组;1994 年，IPNG 工作组提出了下一代 IP 网络协议(IPv6，IP version 6)的推荐版本;1995 年，IPNG 工作组完成了 IPv6 的协议;1995 协议至 1999 年完成了 IETF 要求的协议审定和测试;1999 年成立了 IPv6 论坛，开始正式分配 IPv6 地址，IPv6 的协议文本成为标准草案。

　　IPv6 具有长达 128 位的地址空间，可以彻底解决IPv4 地址不足的问题。由于IPv4 地址是32 位二进制，所能表示的IP地址个数为 2??=4 294 967 296≈40 亿，因而在因特网上约有 40亿个IP地址。由 32 位的IPv4 升级至 128 位的IPv6，因特网中的IP地址，从理论上讲会有

　　2.IPv6 数据包的格式

　　IPv6 数据包有一个 40 字节的基本首部(Base Header)，其后可允许有人零个或多个扩展首部(Extension Header)，再后面是数据。图 1-29 所示的是 IPv6 基本首部的格式。每个 IPv6数据包都是从基本首部开始。IPv6 基本首部的很多字段可以和 IPv4 首部中的字段直接对应。

　　(1)版本(Version)：该字段占 4bit，它说明了 IP 协议的版本，对 IPv6 而言，该字段值是 0110，也就是十进制数的 6。

　　(2)优先级(Priority)：该字段占 4bit，优先级字段使源站能够指明数据包的流类型。首先，IPv6 把流分成两大类，即可进行拥塞控制的和不可进行拥塞控制的。每一类又分为 5 个优先级。优先级的值越大，表明该分组越重要。对于可进行拥塞控制的业务，其优先级为 0~7.当发现拥塞时，这类数据包的传输速率可以放慢。对于不可进行拥塞控制的业务，其优先级为 8~15.这些都是实时性业务，如音频或视频业务的传输。这种业务的数据包发送

　　速率是恒定的，即使丢掉了一些，也不进行重发。

　　(3)流标号(Flow Label)：该字段占 24bit.所谓流就是因特网上一个特定源站到一个特定目的站(单播或多播)的一系列数据包。所有属于同一个流的数据包都具有同样的流标号。源站在建立流时是在 2?4-1 个流标号中随机选择一个流标号。流标号 0 保留作为指出没有采用流标号。源站随机地选择流标号并不会在计算机之间产生冲突，因为路由器在将一个特定的流与一个数据包相关联时，使用的是数据包的源地址和流标号的组合。从一个源站发出的具有相同非零流标号的所有数据包，都必须具有相同的源地址和目的地址，以及相同的逐跳选项首部(若此首部存在)和路由选择首部(若此首部存在)。这样做的好处是当路由器处理数据包时，只要查一下流标号即可，而不必查看数据包首部中的其他内容。任何一个流标号都不具有特定的意义，源站应将它希望各路由器对其数据包进行的特殊处理写明在数据包的扩展首部中。

　　(4)净负荷长度(Payload Length)：该字段占 16bit，此字段指明除首部自身的长度外，IPv6 数据包所载的字节数。可见一个 IPv6 数据包可容纳 64K 字节长的数据。由于 IPv6的首部和度是固定的，因此没有必要像 IPv4 那样指明数据包的总长度(首部与数据部分之和)。

　　(5)下一个首部(Next Header)：该字段占 8bit，标识紧接着 IPv6 首部的扩展首部的类型。这个字段指明在基本首部后面紧接着的一个首部的类型。

　　(6)跳数限制(Hop Limit)：该字段占 8bit，此字段用来防止数据包在网络中无限期的存在。源站在每个数据包发出时即设定某个跳数限制。每一个路由器在转发数据包时，要先将跳数限制字段中的值减 1.当跳数限制的值为零时，就要将此数据包丢弃。这相当于IPv4 首部中的都使寿命字段，但比 IPv4 中的计算时间间隔要简单些。

　　(7)源站 IP 地址：该字段占 128bit，是数据包的发送站的 IP 地址。

　　(8)目的站 IP 地址：该字段占 128bit，是此数据包的接收站的 IP 地址。

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