IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写,是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代IPv4的下一代IP协议,其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。
由于IPv4最大的问题在于网络地址资源不足,严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用,不仅能解决网络地址资源数量的问题,而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。互联网数字分配机构(IANA)在2016年已向国际互联网工程任务组(IETF)提出建议,要求新制定的国际互联网标准只支持IPv6,不再兼容IPv4。
IPv6地址分为3类:单播地址、任意播地址及组播地址。
IPv6地址由被划分为 8 个 16 位块的 128 位组成,共计 128 位。
IPv6 地址格式类似于:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx
(其中x
为十六进制位)。
特殊地址
地址0:0:0:0:0:0:0:0/128
不指定任何内容,称为未指定地址。 简化后,所有的0
被压缩为:: / 128
。
在IPv4中,地址0.0.0.0
与网络掩码0.0.0.0
表示默认路由。 相同的概念也适用于IPv6,地址0:0:0:0:0:0:0:0
,网络掩码全0
表示默认路由。 应用IPv6规则后,此地址压缩为:: / 0
。
IPv4中的环回地址由127.0.0.1
到127.255.255.255
系列表示。 但在IPv6中,只有0:0:0:0:0:0:0:1/128
表示环回地址。 环回地址后,可以表示为:: 1/128
。
映射IPv4地址的IPv6地址格式为:开头 80 位全为 0,接下来的 16 全为1,余下的 32 位为IPv4地址。
IPv6地址是 IPv4 的 4 倍,但IPv6地址的头部仅比 IPv4 的头部大2倍。 IPv6 报头有一个固定报头和零个或多个可选(扩展)报头。 所有必要的信息,对路由器是必不可少的保存在固定报头。 扩展报头包含可选信息,帮助路由器了解如何处理数据包/流。
IPv6报头:每个 IPv6 数据包都以 IPv6 报头开头,IPv6报头的长度固定为 40
字节(320位)。
版本(4位):表示Internet协议的版本,即0110。
流量类(8位):这8位分为两部分。 最重要的6位用于服务类型,以便让路由器知道应该向该分组提供什么服务。 最低有效2位用于显式拥塞通知(ECN)。
流标签(20位):此标签用于维护属于通信的数据包的顺序流。 源标记序列以帮助路由器识别特定分组属于特定信息流。 此字段有助于避免数据包的重新排序。 它是为流媒体/实时媒体设计的。
有效负载长度(16位):该字段用于告诉路由器特定分组在其有效载荷中包含多少信息。 有效载荷由扩展报头和上层数据组成。 使用16位,可以指示高达65535个字节; 但是如果扩展报头包含逐跳扩展报头,则有效载荷可能超过65535字节,并且此字段设置为0。
下一个报头(8位):该字段用于指示扩展报头的类型,或者如果扩展报头不存在,则它指示上层PDU。 上层PDU的类型的值与IPv4的相同。
跳跃限制(8位):此字段用于无限期地停止数据包在网络中循环。 这与IPv4中的TTL相同。 跳跃限制字段的值在它通过链路(路由器/跳跃)时递减1。 当字段达到0时,数据包被丢弃。
源地址(128位):此字段指示数据包的发起方的地址。
目的地址(128位):此字段提供数据包的预期收件人的地址。
接收IPv6数据包:IPv6 数据包的主接收方法为ipv6_rcv()
,它是所有IPv6数据包的处理程序。
发送IPv6数据包:IPv6 传输路径很像IPv4传输路径,使用方法名称基本都很像,在IPv6中,也有两个从第 4 层发送 IPv6 数据包的主方法:一个是方法 ip6_xmit()
,由TCP、流控制传输协议和数据报拥塞控制协议 ;一个是方法 ip6_append_data()
,由 UDP 和原始套接字等使用。
https://cloud.tencent.com/developer/article/2067425
https://www.cnblogs.com/kmist/p/18116023