標(biāo)題:
IPV4和IPV6報(bào)文頭比較
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作者:
51黑ren
時(shí)間:
2015-12-27 03:25
標(biāo)題:
IPV4和IPV6報(bào)文頭比較
IPV4報(bào)文頭格式及各字段功能
圖示
各字段功能
版本號(hào)(Version):長(zhǎng)度4比特。標(biāo)識(shí)目前采用的IP協(xié)議的版本號(hào)。一般的值為0100(IPv4),0110(IPv6)
IP包頭長(zhǎng)度(HeaderLength):長(zhǎng)度4比特。這個(gè)字段的作用是為了描述IP包頭的長(zhǎng)度,因?yàn)樵贗P包頭中有變長(zhǎng)的可選部分。該部分占4個(gè)bit位,單位為32bit(4個(gè)字節(jié)),即本區(qū)域值=IP頭部長(zhǎng)度(單位為bit)/(8*4),因此,一個(gè)IP包頭的長(zhǎng)度最長(zhǎng)為“1111”,即15*4=60個(gè)字節(jié)。IP包頭最小長(zhǎng)度為20字節(jié)。
服務(wù)類(lèi)型(Typeof Service):長(zhǎng)度8比特。8位 按位被如下定義 PPP DTRC0
PPP:定義包的優(yōu)先級(jí),取值越大數(shù)據(jù)越重要
000 普通(Routine)
001 優(yōu)先的(Priority)
010 立即的發(fā)送(Immediate)
011 閃電式的(Flash)
100 比閃電還閃電式的 (FlashOverride)
101CRI/TIC/ECP(找不到這個(gè)詞的翻譯)
110 網(wǎng)間控制 (InternetworkControl)
111 網(wǎng)絡(luò)控制 (NetworkControl)
DTRCO
D時(shí)延: 0:普通 1:延遲盡量小
T吞吐量: 0:普通 1:流量盡量大
R可靠性: 0:普通 1:可靠性盡量大
M傳輸成本: 0:普通 1:成本盡量小
0最后一位被保留,恒定為0
IP包總長(zhǎng)(TotalLength):長(zhǎng)度16比特。 以字節(jié)為單位計(jì)算的IP包的長(zhǎng)度(包括頭部和數(shù)據(jù)),所以IP包最大長(zhǎng)度65535字節(jié)。
標(biāo)識(shí)符(Identifier):長(zhǎng)度16比特。該字段和Flags和FragmentOffest字段聯(lián)合使用,對(duì)較大的上層數(shù)據(jù)包進(jìn)行分段(fragment)操作。路由器將一個(gè)包拆分后,所有拆分開(kāi)的小包被標(biāo)記相同的值,以便目的端設(shè)備能夠區(qū)分哪個(gè)包屬于被拆分開(kāi)的包的一部分。
標(biāo)記(Flags):長(zhǎng)度3比特。該字段第一位不使用。第二位是DF(Don'tFragment)位,DF位設(shè)為1時(shí)表明路由器不能對(duì)該上層數(shù)據(jù)包分段。如果一個(gè)上層數(shù)據(jù)包無(wú)法在不分段的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),則路由器會(huì)丟棄該上層數(shù)據(jù)包并返回一個(gè)錯(cuò)誤信息。第三位是MF(MoreFragments)位,當(dāng)路由器對(duì)一個(gè)上層數(shù)據(jù)包分段,則路由器會(huì)在除了最后一個(gè)分段的IP包的包頭中將MF位設(shè)為1。
片偏移(FragmentOffset):長(zhǎng)度13比特。表示該IP包在該組分片包中位置,接收端靠此來(lái)組裝還原IP包。
生存時(shí)間(TTL):長(zhǎng)度8比特。當(dāng)IP包進(jìn)行傳送時(shí),先會(huì)對(duì)該字段賦予某個(gè)特定的值。當(dāng)IP包經(jīng)過(guò)每一個(gè)沿途的路由器的時(shí)候,每個(gè)沿途的路由器會(huì)將IP包的TTL值減少1。如果TTL減少為0,則該IP包會(huì)被丟棄。這個(gè)字段可以防止由于路由環(huán)路而導(dǎo)致IP包在網(wǎng)絡(luò)中不停被轉(zhuǎn)發(fā)。
協(xié)議(Protocol):長(zhǎng)度8比特。標(biāo)識(shí)了上層所使用的協(xié)議。
以下是比較常用的協(xié)議號(hào):
1ICMP;
2IGMP;
6TCP;
17UDP;
88IGRP;
89OSPF
頭部校驗(yàn)(HeaderChecksum):長(zhǎng)度16位。用來(lái)做IP頭部的正確性檢測(cè),但不包含數(shù)據(jù)部分。因?yàn)槊總(gè)路由器要改變TTL的值,所以路由器會(huì)為每個(gè)通過(guò)的數(shù)據(jù)包重新計(jì)算這個(gè)值。
起源和目標(biāo)地址(Sourceand DestinationAddresses):這兩個(gè)地段都是32比特。標(biāo)識(shí)了這個(gè)IP包的起源和目標(biāo)地址。要注意除非使用NAT,否則整個(gè)傳輸?shù)倪^(guò)程中,這兩個(gè)地址不會(huì)改變。
可選項(xiàng)(Options):這是一個(gè)可變長(zhǎng)的字段。該字段屬于可選項(xiàng),主要用于測(cè)試,由起源設(shè)備根據(jù)需要改寫(xiě)?蛇x項(xiàng)目包含以下內(nèi)容:
松散源路由(Loosesourcerouting):給出一連串路由器接口的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送,但是允許在相繼的兩個(gè)IP地址之間跳過(guò)多個(gè)路由器。
嚴(yán)格源路由(Strictsourcerouting):給出一連串路由器接口的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送,如果下一跳不在IP地址表中則表示發(fā)生錯(cuò)誤。
路由記錄(Recordroute):當(dāng)IP包離開(kāi)每個(gè)路由器的時(shí)候記錄路由器的出站接口的IP地址。
時(shí)間戳(Timestamps):當(dāng)IP包離開(kāi)每個(gè)路由器的時(shí)候記錄時(shí)間。
填充(Padding):因?yàn)镮P包頭長(zhǎng)度(HeaderLength)部分的單位為32bit,所以IP包頭的長(zhǎng)度必須為32bit的整數(shù)倍。因此,在可選項(xiàng)后面,IP協(xié)議會(huì)填充若干個(gè)0,以達(dá)到32bit的整數(shù)倍。
IPV6報(bào)文頭格式及各字段功能
圖示
各字段功能
Version:
4比特,值為6表示IPv6報(bào)文
TrafficClass:
8比特,類(lèi)似于IPv4中的TOS域
FlowLabel:
20比特。IPv6中新增。流標(biāo)簽可用來(lái)標(biāo)記特定流的報(bào)文,以便在網(wǎng)絡(luò)層區(qū)分不同的報(bào)文。轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的路由器可以根據(jù)流標(biāo)簽來(lái)區(qū)分流并進(jìn)行處理。由于流標(biāo)簽在IPv6報(bào)文頭中攜帶,轉(zhuǎn)發(fā)路由器可以不必根據(jù)報(bào)文內(nèi)容來(lái)識(shí)別不同的流,目的節(jié)點(diǎn)也同樣可以根據(jù)流標(biāo)簽識(shí)別流,同時(shí)由于流標(biāo)簽在報(bào)文頭中,因此使用IPSec后仍然可以根據(jù)流標(biāo)簽進(jìn)行QoS處理。
PayloadLength:
16比特。以字節(jié)為單位的IPv6載荷長(zhǎng)度,也就是IPv6報(bào)文基本頭以后部分的長(zhǎng)度(包括所有擴(kuò)展頭部分)。
NextHeader:
8比特。用來(lái)標(biāo)識(shí)當(dāng)前頭(基本頭或擴(kuò)展頭)后下一個(gè)頭的類(lèi)型。此域內(nèi)定義的類(lèi)型與IPv4中的協(xié)議域值相同。Pv6定義的擴(kuò)展頭由基本頭或擴(kuò)展頭中的擴(kuò)展頭域鏈接成一條鏈。這一機(jī)制下處理擴(kuò)展頭更高效,轉(zhuǎn)發(fā)路由器只處理必須處理的選項(xiàng)頭,提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率。
HopLimit:
8比特。和IPv4中的TTL字段類(lèi)似。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)此報(bào)文的節(jié)點(diǎn)把此域減1,如果此域值減到0則丟棄。
SourceAddress:
128比特。報(bào)文的源地址。
DestinationAddress:
128比特。報(bào)文的目的地址
IPv6報(bào)文擴(kuò)展頭格式
IPv6選項(xiàng)字段是通過(guò)形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的擴(kuò)展頭支持的。IPv6基本頭后面可以有0到多個(gè)擴(kuò)展頭。
IPv6擴(kuò)展頭排列順序如下:
逐跳選項(xiàng)頭,
值為0(在IPv6基本頭中定義)。此選項(xiàng)頭被轉(zhuǎn)發(fā)路徑所有節(jié)點(diǎn)處理。目前在路由告警(RSVP和MLDv1)與Jumbo幀處理中使用了逐跳選項(xiàng)頭。路由告警需要通知到轉(zhuǎn)發(fā)路徑中所有節(jié)點(diǎn),需要使用逐跳選項(xiàng)頭。Jumbo幀是長(zhǎng)度超過(guò)65535的報(bào)文,傳輸這種報(bào)文需要轉(zhuǎn)發(fā)路徑中所有節(jié)點(diǎn)都能正常處理,因此也需要使用逐跳選項(xiàng)頭功能。
目的選項(xiàng)頭,
值為60。只可能出現(xiàn)在兩個(gè)位置:
路由頭前,
這時(shí)此選項(xiàng)頭被目的節(jié)點(diǎn)和路由頭中指定的節(jié)點(diǎn)處理;
上層頭前(任何ESP選項(xiàng)后),
此時(shí)只能被目的節(jié)點(diǎn)處理。MobileIPv6中使用了目的選項(xiàng)頭。MobileIPv6中新增加一種類(lèi)型的目的選項(xiàng)頭(家鄉(xiāng)地址選項(xiàng))。家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)由目的選項(xiàng)頭攜帶,用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開(kāi)家鄉(xiāng)后通知接收節(jié)點(diǎn)此移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的家鄉(xiāng)地址。接收節(jié)點(diǎn)收到帶有家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)的報(bào)文后,會(huì)把家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中源地址(移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址)和報(bào)文中源地址(移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址)交換,這樣上層協(xié)議始終認(rèn)為是在和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址在通信,實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)漫游功能。
路由頭,
值為43。用于源路由選項(xiàng)和Mobile IPv6。
分片頭,
值為44。此選項(xiàng)頭在源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文超過(guò)PathMTU(源和目的之間傳輸路徑的MTU)時(shí)對(duì)報(bào)文分片時(shí)使用。
驗(yàn)證頭(AH頭),
值為51。用于IPSec,提供報(bào)文驗(yàn)證、完整性檢查。定義和IPv4中相同。
封裝安全載荷頭(ESP頭),
值為50。用于IPSec,提供報(bào)文驗(yàn)證、完整性檢查和加密。定義和IPv4中相同。
上層頭,
上層協(xié)議頭,如TCP/UDP/ICMP等,
目的選項(xiàng)頭最多出現(xiàn)兩次(一次在路由頭前,一次在上層協(xié)議頭前),其它選項(xiàng)頭最多出現(xiàn)一次。但I(xiàn)Pv6節(jié)點(diǎn)必須能夠處理選項(xiàng)頭(逐跳選項(xiàng)頭除外,它固定只能進(jìn)隨基本頭之后)的任意出現(xiàn)位置和任意出現(xiàn)次數(shù),以保證互通性。
IPV6與IPV4比較
區(qū)別
IPV4中的headerlength(4),Identifier(16),Flags(3),Framentedoffset(13),Options(Length variable,used fortest),Padding這些項(xiàng)都沒(méi)有了,因?yàn)镮PV6的報(bào)文頭長(zhǎng)度是固定的,只保留了最重要的功能,而對(duì)于一些非關(guān)鍵性的功能,IPV6放在了擴(kuò)展報(bào)頭中去實(shí)現(xiàn)
整體來(lái)講:IPV6的整體設(shè)計(jì)回歸簡(jiǎn)潔,設(shè)計(jì)更加透明
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