IPV4和IPV6报文头比较 - - Powered by Discuz!

标题: IPV4和IPV6报文头比较 [打印本页]

作者: 51黑ren 时间: 2015-12-27 03:25
标题: IPV4和IPV6报文头比较
IPV4报文头格式及各字段功能

图示

各字段功能
- 版本号（Version）：长度4比特。标识目前采用的IP协议的版本号。一般的值为0100（IPv4），0110（IPv6）
- IP包头长度（HeaderLength）：长度4比特。这个字段的作用是为了描述IP包头的长度，因为在IP包头中有变长的可选部分。该部分占4个bit位，单位为32bit（4个字节），即本区域值=IP头部长度（单位为bit）/(8*4)，因此，一个IP包头的长度最长为“1111”，即15*4＝60个字节。IP包头最小长度为20字节。
- 服务类型（Typeof Service）：长度8比特。8位按位被如下定义 PPP DTRC0
  - PPP：定义包的优先级，取值越大数据越重要
    - 000 普通(Routine)
    - 001 优先的(Priority)
    - 010 立即的发送(Immediate)
    - 011 闪电式的(Flash)
    - 100 比闪电还闪电式的 (FlashOverride)
    - 101CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)
    - 110 网间控制 (InternetworkControl)
    - 111 网络控制 (NetworkControl)
  - DTRCO
    - D时延: 0:普通 1:延迟尽量小
    - T吞吐量: 0:普通 1:流量尽量大
    - R可靠性: 0:普通 1:可靠性尽量大
    - M传输成本: 0:普通 1:成本尽量小
    - 0最后一位被保留，恒定为0
- IP包总长（TotalLength）：长度16比特。以字节为单位计算的IP包的长度(包括头部和数据)，所以IP包最大长度65535字节。
- 标识符（Identifier）:长度16比特。该字段和Flags和FragmentOffest字段联合使用，对较大的上层数据包进行分段（fragment）操作。路由器将一个包拆分后，所有拆分开的小包被标记相同的值，以便目的端设备能够区分哪个包属于被拆分开的包的一部分。
- 标记（Flags）：长度3比特。该字段第一位不使用。第二位是DF（Don'tFragment）位，DF位设为1时表明路由器不能对该上层数据包分段。如果一个上层数据包无法在不分段的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息。第三位是MF（MoreFragments）位，当路由器对一个上层数据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的IP包的包头中将MF位设为1。
- 片偏移（FragmentOffset）：长度13比特。表示该IP包在该组分片包中位置，接收端靠此来组装还原IP包。
- 生存时间（TTL）：长度8比特。当IP包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。这个字段可以防止由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。
- 协议（Protocol）：长度8比特。标识了上层所使用的协议。以下是比较常用的协议号：1ICMP；2IGMP；6TCP；17UDP；88IGRP；89OSPF
- 头部校验（HeaderChecksum）：长度16位。用来做IP头部的正确性检测，但不包含数据部分。因为每个路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值。
- 起源和目标地址（Sourceand DestinationAddresses）：这两个地段都是32比特。标识了这个IP包的起源和目标地址。要注意除非使用NAT，否则整个传输的过程中，这两个地址不会改变。
- 可选项（Options）：这是一个可变长的字段。该字段属于可选项，主要用于测试，由起源设备根据需要改写。可选项目包含以下内容：
  - 松散源路由（Loosesourcerouting）：给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，但是允许在相继的两个IP地址之间跳过多个路由器。
  - 严格源路由（Strictsourcerouting）：给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，如果下一跳不在IP地址表中则表示发生错误。
  - 路由记录（Recordroute）：当IP包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的IP地址。
  - 时间戳（Timestamps）：当IP包离开每个路由器的时候记录时间。
  - 填充（Padding）：因为IP包头长度（HeaderLength）部分的单位为32bit，所以IP包头的长度必须为32bit的整数倍。因此，在可选项后面，IP协议会填充若干个0，以达到32bit的整数倍。

IPV6报文头格式及各字段功能

- 图示
- 各字段功能
  - Version：4比特，值为6表示IPv6报文
  - TrafficClass：8比特，类似于IPv4中的TOS域
  - FlowLabel：20比特。IPv6中新增。流标签可用来标记特定流的报文，以便在网络层区分不同的报文。转发路径上的路由器可以根据流标签来区分流并进行处理。由于流标签在IPv6报文头中携带，转发路由器可以不必根据报文内容来识别不同的流，目的节点也同样可以根据流标签识别流，同时由于流标签在报文头中，因此使用IPSec后仍然可以根据流标签进行QoS处理。
  - PayloadLength:16比特。以字节为单位的IPv6载荷长度，也就是IPv6报文基本头以后部分的长度（包括所有扩展头部分）。
  - NextHeader：8比特。用来标识当前头（基本头或扩展头）后下一个头的类型。此域内定义的类型与IPv4中的协议域值相同。Pv6定义的扩展头由基本头或扩展头中的扩展头域链接成一条链。这一机制下处理扩展头更高效，转发路由器只处理必须处理的选项头，提高了转发效率。
  - HopLimit：8比特。和IPv4中的TTL字段类似。每个转发此报文的节点把此域减1，如果此域值减到0则丢弃。
  - SourceAddress：128比特。报文的源地址。
  - DestinationAddress：128比特。报文的目的地址
- IPv6报文扩展头格式
  - IPv6选项字段是通过形成链式结构的扩展头支持的。IPv6基本头后面可以有0到多个扩展头。
  - IPv6扩展头排列顺序如下：
    - 逐跳选项头，值为0（在IPv6基本头中定义）。此选项头被转发路径所有节点处理。目前在路由告警（RSVP和MLDv1）与Jumbo帧处理中使用了逐跳选项头。路由告警需要通知到转发路径中所有节点，需要使用逐跳选项头。Jumbo帧是长度超过65535的报文，传输这种报文需要转发路径中所有节点都能正常处理，因此也需要使用逐跳选项头功能。
    - 目的选项头，值为60。只可能出现在两个位置：路由头前，这时此选项头被目的节点和路由头中指定的节点处理；上层头前（任何ESP选项后），此时只能被目的节点处理。MobileIPv6中使用了目的选项头。MobileIPv6中新增加一种类型的目的选项头（家乡地址选项）。家乡地址选项由目的选项头携带，用于移动节点离开家乡后通知接收节点此移动节点对应的家乡地址。接收节点收到带有家乡地址选项的报文后，会把家乡地址选项中源地址（移动节点的家乡地址）和报文中源地址（移动节点的转交地址）交换，这样上层协议始终认为是在和移动节点的家乡地址在通信，实现了移动漫游功能。
    - 路由头，值为43。用于源路由选项和Mobile IPv6。
    - 分片头，值为44。此选项头在源节点发送的报文超过PathMTU（源和目的之间传输路径的MTU）时对报文分片时使用。
    - 验证头（AH头），值为51。用于IPSec，提供报文验证、完整性检查。定义和IPv4中相同。
    - 封装安全载荷头（ESP头），值为50。用于IPSec，提供报文验证、完整性检查和加密。定义和IPv4中相同。
    - 上层头，上层协议头，如TCP/UDP/ICMP等，目的选项头最多出现两次（一次在路由头前，一次在上层协议头前），其它选项头最多出现一次。但IPv6节点必须能够处理选项头（逐跳选项头除外，它固定只能进随基本头之后）的任意出现位置和任意出现次数，以保证互通性。
IPV6与IPV4比较
- 区别
  - IPV4中的headerlength(4),Identifier(16),Flags(3),Framentedoffset(13),Options(Length variable,used fortest),Padding这些项都没有了，因为IPV6的报文头长度是固定的，只保留了最重要的功能，而对于一些非关键性的功能，IPV6放在了扩展报头中去实现
- 整体来讲：IPV6的整体设计回归简洁，设计更加透明

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