IPV6

IPV6

1. IP是互聯網的核心，現在使用的IP地址經過發展，已經在2011年2月耗盡。解決IP地址耗盡的根本措施就是使用更大地址空間的新版本IP即IPV6。
2. IPV6的基本首部：
   1. ipv6仍然是無連接傳送，但是將協議數據單元PDU稱之為分組，而不是IPV4的數據報。
3. IPV6的主要變化：
   1. 具有更大的地址空間：IPV6把地址從IPV4的32位增大到4倍，就是增加到128倍，使得地址空間增大了2^96倍，這樣大的地址在未來可預見的時間內是用不完的。
   2. 擴展的地質層次結構：IPV6由於地址空間很大，因此可以划分為更多的層次。
   3. 靈活的首部格式：IPV6和IPV4的數據報首部並不兼容。IPV6定了許多可選的擴展首部。不僅可以提供比IPV4更多的功能，還可以提高路由器的處理速度。
   4. 改進的選項：IPV6允許數據包包含有選項的控制信息，因此可以包含新的選項。但是IPV6的首部長度是固定不變的。
   5. 允許協議繼續擴充：因為技術在不斷發展，新的協議也會也會出現，但是IPV4就並不支持新的協議擴展。
   6. 支持即插即用（即自動配置）：因此IPV6協議不需要使用DHCP。
   7. 支持資源的預分配：
   8. IPV6首部改為8字節對齊（即首部長度必須是8字節的整數倍）。原來的IPV4首部長度是4字節對齊。
4. IPV6數據包組成：
   1. 
   2. 基本首部
   3. 有效載荷（凈負荷）：有效載荷允許有零個或者多個擴展首部，再后面是數據部分。
5. 與IPV4相比，IPV6的首部對某些字段進行了如下的改變：
   1. 取消了首部長度字段，因為IPV6的首部長度固定為40字節。
   2. 取消了服務類型字段，因為優先級和流水號字段實現了服務類型字段的功能。
   3. 取消了總長度字段，改用有效載荷長度字段。
   4. 取消了標識，標志，片偏移量，因為這些功能已經包含在分片擴展首部中。
   5. 把TTL字段改為跳躍限制字段，但作用是一樣的。
   6. 取消了協議字段，改用下一個首部字段。
   7. 取消了檢驗和字段，這樣就加快了路由器處理數據報的速度。
   8. 取消了選項字段，而用擴展首部來實現選項功能。
   9. 
   10. 版本：占4位，表明協議的版本，對於IPV6來說，該字段為6。
   11. 通信量類：占8位，為了區分不同的IPV6數據報類別或優先級，目前只是進行不同的通信量類性能的實驗。
   12. 流標號：占20位。IPV6一個新的機制就是支持資源預分配，並且允許路由器把一個數據報與一個給定的資源分配相聯系。IPV6提出了一個流的概念，流就是互聯網上從特定源點到特定終點（單播或多播）的一系列數據報（如實時語音或者視頻），而這個流所經過的路徑上的路由器都能保證指明的服務質量。凡是流經過的路由器，服務質量都可以得到保證。所有屬於同一個流的數據報都有相同的流標號。
   13. 有效載荷長度：占16位，他指明IPV6數據報除了基本首部以外的字節數（所有擴展首部字節數都算在在內），這個字段的最大長度為64KB（65535字節）。
   14. 下一個首部：占8位，它相當於IPV4的協議字段或者可選字段。
       1. 當IPV6數據報沒有擴展首部時，下一字段的作用就是和IPV4的協議字段一樣，它的值指出了基本首部后面數據應該交付給IP層上面的高層協議（例如6代表交付給TCP層，17交付給UDP層）。
       2. 當出現擴展首部時，下一首部的字段的值就標識后面第一個擴展首部的類型。
   15. 跳數限制：占8位，用來防止數據報在網絡中無限存在，源點在每個數據報發出時設定某個跳數限制（最大為255跳），每個路由器在轉發數據報時，要先把跳數-1，當跳數為0，路由器就會把這個數據報丟棄。
   16. 源地址：占128位，是數據包發送端的IP地址。
   17. 目的地址：占128位，是數據包接受端的IP地址。
6. IPV6的地址
   1. 一般來講，一個IPV6數據報的目的地址可以是以下3種基本類型地址之一：
      1. 單播：傳統的點對點通信。
      2. 多播：一對多通信
      3. 任播：IPV6新增的類型，任播的終點是一組計算機，但數據報只交付其中的一個，通常是距離最近的一個。
   2. IPV6把實現IPV6協議的主機或者路由器均稱之為結點，由於一條結點可能會使用多條鏈路與其它的一些結點相連，因此一個結點可能有多個與鏈路相連的接口，這樣，IPV6給每一個結點指派一個IP地址，一個地址可以有多個單播地址，與其中任何一個地址都可以當做到達該結點的目的地址。
   3. IPV6使用冒泡十六進制記法，例如68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF
   4. 常見的IPV6地址分類：
      1.
7. 從IPV4向IPV6過度
   1. 由於現在互聯網規模很大，一次性從IPV4過渡到IPV6顯然是不可能的，因此呢過渡到IPV5只能采用逐步演進的辦法，同時新安裝的IPV6系統還要向后兼容IPV4協議。也就是說，IPV6系統除了處理IPV6報文，還要能夠處理IPV4 的報文。。
   2. 以下介紹過渡到IPV6的協議策略：
      1. 使用雙協議棧：指的是在完全過渡到IPV6協議之前，使得一部分主機（或者路由器）裝有雙協議棧：一個IPV6和一個IPV6。因此雙協議棧主機（路由器）既能夠和IPV4系統通信，也能和IPV6系統通信。雙協議棧的主機（路由器叫做）IPV4/IPV6，表明它同時具有兩種IP地址：一個IPV4地址，一個IPV6地址。那么雙協議棧怎么知道目的主機是采用哪一種地址呢？它使用DNS域名來查詢。若DNS返回的是IPV4地址，就采用IPV4地址，若DNS服務器返回的是IPV6，那么就采用IPV6地址。
      2. 使用隧道技術：
         1. 
         2. 這種方法的工作要點是在IPV6數據報姚靜茹IPV4網絡的時候，把IPV6數據報封裝成IPV4數據報。現在整個IPV6部分都成了IPV4數據報的數據部分、這樣的IPV4數據報從路由器B進入路由器C和D，傳到E，而原來的IPV6數據報就好像在IPV4網絡的隧道中傳輸，沒有發生什么變化。當IPV4數據報離開IPV4網絡中的隧道的時候，再把數據部分（即原來的IPPV6數據報）交給IPV6協議棧。
      3. 要使得雙協議棧主機知道IPV4數據報里封裝的是一個IPV6的數據報，就必須把IPV4的首部設置為41（41代表的是數據報里面的數據部分是IPV6數據報）。
8. ICMPV6：
   1. 和IPV4一樣，IPV6也不能保證數據報的可靠交付，因為互聯網中的路由器可能會丟棄數據報，因為IPV6也需要使用ICMP來反饋一些差錯信息，新的版本稱之為ICMPV6，它比ICMPV4要復雜的多，地址解析協議（ARP）和網際組管理協議（IGMP）的功能已經被合並到ICMPV6中。
   2.