ip的協議版本

協議版本

IPv4協議

網際協議第4版（Internet Protocol version4，IPv4）是TCP/IP協議使用的數據報傳輸機制。數據報是一個可變長分組，有兩部分組成：頭部和數據。頭部長度可由20~60個字節組成，該部分包含有與路由選擇和傳輸有關的重要信息。頭部各字段意義按順序如下：  

（1）版本（4位）：該字段定義IP協議版本，負責向處理機所運行的IP軟件指明此IP數據報是哪個版本，所有字段都要按照此版本的協議來解釋。如果計算機使用其他版本，則丟棄數據報。  [3] 

（2）頭部長度（4位）：該字段定義數據報協議頭長度，表示協議頭部具有32位字長的數量。協議頭最小值為5，最大值為15。  

（3）服務（8位）：該字段定義上層協議對處理當前數據報所期望的服務質量，並對數據報按照重要性級別進行分配。前3位成為優先位，后面4位成為服務類型，最后1位沒有定義。這些8位字段用於分配優先級、延遲、吞吐量以及可靠性。   

（4）總長度（16位）：該字段定義整個IP數據報的字節長度，包括協議頭部和數據。其最大值為65535字節。以太網協議對能夠封裝在一個幀中的數據有最小值和最大值的限制（46~1500個字節）。  

（5）標識（16位）：該字段包含一個整數，用於識別當前數據報。當數據報分段時，標識字段的值被復制到所有的分段之中。該字段由發送端分配幫助接收端集中數據報分段。  

（6）標記（3位）：該字段由3位字段構成，其中最低位（MF）控制分段，存在下一個分段置為1，否則置0代表該分段是最后一個分段。中間位（DF）指出數據報是否可進行分段，如果為1則機器不能將該數據報進行分段。第三位即最高位保留不使用，值為0。  

（7）分段偏移（13位）：該字段指出分段數據在源數據報中的相對位置，支持目標IP適當重建源數據。  

（8）生存時間（8位）：該字段是一種計數器，在丟棄數據報的每個點值依次減1直至減少為0。這樣確保數據報擁有有限的環路過程（即TTL），限制了數據報的壽命。  

（9）協議（8位）：該字段指出在IP處理過程完成之后，有哪種上層協議接收導入數據報。這個字段的值對接收方的網絡層了解數據屬於哪個協議很有幫助。  

（10）頭部校驗和（16位）：該字段幫助確保IP協議頭的完整性。由於某些協議頭字段的改變，這就需要對每個點重新計算和檢驗。計算過程是先將校驗和字段置為0，然后將整個頭部每16位划分為一部分，將個部分相加，再將計算結果取反碼，插入到校驗和字段中。  

（11）源地址（32位）：源主機 IP地址，該字段在IPv4數據報從源主機到目的主機傳輸期間必須保持不變。   

（12）目的地址（32位）：目標主機IP地址，該字段在IPv4數據報從源主機到目的主機傳輸期間同樣必須保持不變。  

IPv6協議

自從1970年代IPv4問世以來，數據通信技術日新月異有了很大發展。雖然IPv4設計得很好，但其缺點也逐漸顯露出來：①雖說借助子網化、無類尋址和NAT技術可以提高IP地址使用效率，因特網中IP地址的耗盡仍然是一個沒有徹底解決的問題；②IPv4沒有提供對實時音頻和視頻傳輸這種要求傳輸最小時延的策略和預留資源支持；③IPv4不能對某些有數據加密和鑒別要求的應用提供支持。為了克服這些缺點，IPv6（Internet working Protocol version6）被提了出來。在IPv6中，IP地址格式和分組長度以及分組的格式都改變了。IPv6每個分組由必須的基本頭部和其后的 有效載荷組成。有效載荷由可選的擴展頭部和來自上層的數據組成。基本頭部占用40字節，有效載荷可以包含65535字節數據。IPv6頭部各字段意義按順序如下：  

（1）版本（4位）：該字段定義IPv6協議版本，其值為6，負責向處理機所運行的IP軟件指明此IP數據報是IPv6版本。  

（2）優先級（4位）：該字段定義當發生通信擁塞時的分組的優先級。  

（3）流標號（24位）：該字段用來對特殊的數據流提供專門處理。  

（4）有效載荷長度（16位）：該字段定義整個IPv6數據報的字節長度，包括基本頭部和有效載荷。其最大值為65，535字節。  

（5）下一個頭部（8位）：該字段定義了數據報中跟隨在基本頭部之后的頭部。下一個頭部可以是IP所使用的可選擴展頭部，也可以是上層協議的頭部。  

（6）條數限制（8位）：該字段與IPv4中生存時間（TTL）字段一樣是一種計數器，在丟棄數據報的每個點值依次減1直至減少為0。  

（7）源地址（128位）：源主機IP地址，該字段在IPv4數據報從源主機到目的主機傳輸期間必須保持不變。  

（8）目的地址（128位）：目標主機IP地址，該字段在IPv4數據報從源主機到目的主機傳輸期間同樣必須保持不變。  

（9）擴展頭部：該字段包含6個可選類型，包括逐跳選項、源路由選擇、分段、鑒別、加密的安全有效載荷、目的端選項。

 

IPv4到IPv6的過渡

考慮到 因特網上的系統和設備非常之多，想要一次性從IPv4升級到IPv6是無法做到的。而要實現IP版本的升級，需要花費相當多的時間，且升級過程必須是相當平滑的，防止升級過程中出現任何問題。目前IETF（Internet Engineering Task Force，國際互聯網工程任務組）設計了三種策略來實現平滑的IP版本升級。  

（1）雙協議棧策略，就是一個站同時運行IPv4和IPv6，直到整個因特網使用IPv6。當一個分組被發送到目的端時，主機向 DNS進行查詢。如果DNS返回一個IPv4地址，那么源主機就發送一個IPv4分組，如果返回一個IPv6地址，就發送一個IPv6分組。

（2） 隧道技術策略，當兩台使用IPv6的計算機要進行相互通信，但其分組數據要通過使用IPv4的網絡時，該分組要封裝成IPv4分組，而當分組離開時該網絡時再去掉這個封裝。  

（3）頭部轉換策略，當因特網中絕大多數系統設備已經過渡到IPv6，但一些系統仍然使用IPv4時，發送方想使用IPv6，但接收方不能識別IPv6，這時將IPv6頭部格式轉換成IPv4頭部格式，IPv6地址按照一定規則映射轉換為IPv4地址。