網際網路協議第六版 (IPv6) 報頭

網際網路協議第六版 (IPv6) 報頭是下一代網際網路協議，旨在取代當前版本，即網際網路協議第四版 (IPv4)。IPv6 修復了 IPv4 中的許多問題，例如可用的 IPv4 地址數量有限。

• IPv6 使用 128 位地址；地址空間足夠大，可以滿足可預測的未來需求。IPv6 在路由和網路自動配置等方面對 IPv4 進行了許多改進。
• IPv6 是 IPv4 的進步，一些在 IPv4 中無法正常工作的功能已從 IPv6 中移除。
• IPv6 是一種用於分組交換互連的網際網路協議；它提供跨多個 IP 網路的端到端資料報傳輸。

IPv6 地址表示的二進位制形式分解

下圖顯示瞭如何以二進位制形式表示 IPv6 地址：

IPv6 報頭格式

讓我們來看一下 IPv6 報頭的格式：

• 版本 (4 位) - IPv6 常量 6 包含位序列 0110。
• 優先順序/流量類 (8 位) - 優先順序/流量類欄位指示 IPv6 資料包的優先順序，類似於 IPv4 資料包的服務欄位。這有助於路由器根據資料包的優先順序處理流量。如果路由器發生擁塞，則最低優先順序的資料包將被丟棄。
• 流標籤 (20 位) - 流標籤欄位用於標識屬於特定通訊的的資料包流，傳送方為此請求特殊處理，例如即時服務。例如，音訊和影片傳輸被視為流，但檔案傳輸和電子郵件可能不被視為流。
• 有效載荷長度 (16 位) - 16 位（無符號整數）有效載荷長度欄位包含 IPv6 資料包報頭中資料欄位的長度（以八位位元組/位計）。它將最大資料包有效載荷的上限設定為 64 千位元組。如果需要更高的資料包有效載荷，則 IPv6 協議中提供了巨型有效載荷擴充套件報頭。
• 下一個報頭 - 8 位下一個報頭欄位標識 IPv6 報頭中緊跟其後的報頭型別，並位於 IPv6 資料包的資料欄位（有效載荷）的開頭。此欄位通常指定資料包有效載荷使用的傳輸層協議。兩種最常見的下一個報頭型別是 TCP (6) 和 UDP (17)。下一個報頭欄位類似於 IPv4 協議欄位。
• 生存時間 (TTL)/跳數限制 (8 位) - 8 位跳數限制欄位由轉發資料包的每個節點（路由器）遞減一。如果跳數限制欄位遞減到零，則丟棄該資料包。此欄位的主要功能是識別和丟棄由於任何路由資訊錯誤而陷入無限迴圈的資料包。在 IPv6 協議的情況下，用於處理分段的欄位不構成基本報頭的一部分。它們被放入單獨的擴充套件報頭中。
• 源地址 - 它為 128 位，包含資料包的源節點的 IPv6 地址。
• 目的地址 - 它為 128 位，包含資料包的目的節點的 IPv6 地址。

IPv6 擴充套件報頭

• 在 IPv6 擴充套件報頭中，選項被放置在單獨的擴充套件報頭中，這些擴充套件報頭位於資料包中的 IPv6 報頭和傳輸層報頭之間。
• 與 IPv4 選項不同，IPv6 擴充套件報頭可以是任意長度。此外，資料包攜帶的選項數量也不限於 40 位元組。
• IPv6 選項的長度始終是 8 個八位位元組的整數倍。8 個八位位元組的整數倍保留後續報頭的對齊。

一些 IPv6 擴充套件報頭包括：

• 路由 – 擴充套件路由，例如 IPv4 鬆散源路由
• 分段 – 分段和重組
• 身份驗證 – 完整性和身份驗證以及安全性
• 封裝安全有效載荷 – 機密性
• 逐跳選項 – 需要逐跳處理的特殊選項
• 目的選項 – 目的節點要檢查的可選資訊

Urmila Samariya

更新於：2021年11月23日

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