IPv6 - 首部



IPv6 的奇妙之处在于它的首部。IPv6 地址是 IPv4 地址的 4 倍,但令人惊讶的是,IPv6 地址的首部仅为 IPv4 地址首部的 2 倍。IPv6 首部包含一个固定首部和零个或多个可选(扩展)首部。路由器所需的所有必要信息都保存在固定首部中。扩展首部包含可选信息,帮助路由器了解如何处理数据包/流。

固定首部

[图片:IPv6 固定首部]

IPv6 固定首部长度为 40 字节,包含以下信息。

序号 字段及描述
1

版本 (4 位):表示互联网协议的版本,即 0110。

2

流量类 (8 位):这 8 位分为两部分。最高有效 6 位用于服务类型,让路由器知道应该为该数据包提供什么服务。最低有效 2 位用于显式拥塞通知 (ECN)。

3

流标签 (20 位):此标签用于维护属于通信的数据包的顺序流。源对序列进行标记以帮助路由器识别特定数据包属于特定信息流。此字段有助于避免数据包的重新排序。它专为流媒体/实时媒体而设计。

4

有效负载长度 (16 位):此字段用于告诉路由器特定数据包在其有效负载中包含多少信息。有效负载由扩展首部和上层数据组成。使用 16 位,最多可以指示 65535 字节;但如果扩展首部包含逐跳扩展首部,则有效负载可能超过 65535 字节,并且此字段设置为 0。

5

下一个首部 (8 位):此字段用于指示扩展首部的类型,或者如果不存在扩展首部,则指示上层 PDU。上层 PDU 类型的值与 IPv4 的相同。

6

跳数限制 (8 位):此字段用于阻止数据包在网络中无限循环。这与 IPv4 中的 TTL 相同。跳数限制字段的值在经过一个链路(路由器/跳跃)时递减 1。当字段达到 0 时,数据包将被丢弃。

7

源地址 (128 位):此字段指示数据包发源地的地址。

8

目的地址 (128 位):此字段提供数据包预期接收方的地址。

扩展首部

在 IPv6 中,固定首部仅包含必要的信息,避免那些不需要或很少使用的信息。所有此类信息都以扩展首部的形式放在固定首部和上层首部之间。每个扩展首部都由一个不同的值标识。

当使用扩展首部时,IPv6 固定首部的下一个首部字段指向第一个扩展首部。如果还有一个扩展首部,则第一个扩展首部的“下一个首部”字段指向第二个扩展首部,依此类推。最后一个扩展首部的“下一个首部”字段指向上层首部。因此,所有首部都以链接列表的方式指向下一个首部。

如果下一个首部字段包含值 59,则表示此首部之后没有其他首部,甚至没有上层首部。

根据 RFC 2460,必须支持以下扩展首部

扩展首部的顺序应为

这些首部

  • 1. 应由第一个和后续目的地处理。

  • 2. 应由最终目的地处理。

扩展首部以链接列表的方式一个接一个地排列,如下图所示

[图片:扩展首部连接格式]
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