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文章内容

Internet 协议第六版 (IPv6) 规范

作者：佚名来源：本站整理发布时间：2012-04-08 22:45:25

Internet 协议第六版 (IPv6) 规范

1。绪论

IP 第 6 版 (IPv6) 是继 IP 第 4 版 (IPv4) [RFC-791] 以后，Internet 协议的一个新版本。由 IPv4 到IPv6的转变重要集中在以下几个方面:

地址容量的扩大
IPv6把 IP 地址的大小从 32 位增至 128 位，可以支撑更多的地址层次，更大数量的节点，以及更简略的地址主动配置。组播路由的可缩放性改良为给组播地址增长一个"领域"字段。又定义了一个叫做"anycast"的新的地址类型，用于把包发送给一组节点中的任意一个。
首部格式的简化
一些 IPv4 首部字段被删除或者成为可选字段，减少了一般情况下包的处理开销以及IPv6首部占用的带宽。
支撑扩大和选项的改良
IP 首部选项编码方法的修正导致更加高效的传输，在选项长度方面更少的限制，以及将来引入新的选项时更强的适应性。
数据流标签的能力
参加一个新的能力，使得那些发送者恳求特别处理的属于特别的传输"流"的包能够贴上"标签"，比如非缺省质量的服务或者"实时"服务。
认证和保密的能力

为支撑认证，数据完整性以及(可选的)数据保密的扩大都在IPv6中阐明。本文描写IPv6基础首部以及最初定义的IPv6 扩大首部和选项。还将讨论包的大小问题，数据流标签和传输类别的语法，以及IPv6对上层协议的影响。IPv6 地址的格式和语法在其它文章中单独阐明。IPv6版的 ICMP 是所有IPv6利用都需要包含的。

2。术语

节点 - 利用IPv6的一个设备。
路由器 - 传送不是发给自己的IPv6包的节点. [参见下面的阐明]
主机 - 任何非路由器节点. [参见下面的阐明]
上层 - 直接在IPv6上层的协议层。范例的例子是传输协议如 TCP 和 UDP,把持协议如 ICMP，路由协议如 OSPF，以及网络层或在IPv6里被开凿了通道 (也就是封装在IPv6里) 的低层协议，比如 IPX，AppleTalk或IPv6自身。
链路 - 一个通信设备或者媒体。通过它节点可以与链路层，也就是直接在IPv6下面的那一层进行通信。范例的例子是以太网(简略的或者网桥的)，PPP 连接，X.25，帧中继，或者ATM网络以及网络层(或更高层)的"通道"。比如说通过 IPv4 或者IPv6本身的通道。
邻居 - 连在同一个链路上的节点。
接口 - 节点与链路的连接。
地址 -IPv6层中一个接口或者一组接口的标识符。
包 -IPv6首部加上有效数据。
链路 MTU - 最大传输单元。也就是以八位组为单位的能在链路中传输的包的最大大小。
路径 MTU - 源节点到目标节点之间的路径中所有链路的最小链路 MTU。

注意: 尽管不常见，但这是可能的: 就是一个设备具有多个接口，用来传输从它的某些(不是全部)接口传来的，不以自身为目标节点的包，并且抛弃那些从其他接口传来的，不以自身为目标节点的包。当这样的设备通过前一种接口吸收包或者与其邻居接洽时，它必须遵守协议中有关路由器的恳求。当它通过后一种接口吸收包或者与其邻居接洽时，它必须遵守协议中有关宿主机的恳求。

3.IPv6首部格式

首部格式

版本	4 位Internet协议版本号=6。
传输类别	8 位传输类别字段。
数据流标签	20位数据流标签。
有效数据长度	16 位无符号整数，IPv6有效数据长度。也就是以八位组为单位，在这个包中IPv6首部后面的其余部分的长度。(注意，扩大首部将被认为是有效数据的一部分，计算在长度里)
下一个首部	8 位选择器。标识紧接在IPv6首部后面的下一个首部的类型。利用与 IPv4 协议字段雷同的数值。
跳数限制	8 位无符号整数。在每个传输此包的节点处递减1。如果跳数限制减为零，就抛弃此包。
源地址	128 位包的制作者的地址。
目标地址	128 位包的预期吸收者的地址 (如果存在路由首部的话,可能不是最终的吸收者)。

4.IPv6扩大首部

在IPv6里，可选的网络层信息在一个独立的首部编码，放在包中IPv6首部与上层协议首部之间。有这样几个为数不多的扩大首部，每个首部由不同的"下一个首部"的值来标识。一个IPv6首部可以携带零个，一个或者更多的扩大首部，每个扩大首部由前一个首部中的"下一个首部"字段标识。如下例所示:

扩大首部　

除了一个特例，扩大首部不在包的传送路径中的任何节点检测和处理，直到这个包达到目标地址字段标识的那个节点(或者在组播的情况下，一组节点中的每一个)。在这里，对IPv6 首部的"下一个首部"字段的惯例处理将是调用处理模块来处理第一个扩大首部，或者，如果不存在扩大首部，就处理上层首部。每个扩大首部的内容和语义决定是否处理下一个首部。因此，扩大首部必须严格按照它们在包中涌现的次序来处理；这样，吸收者就不能搜索全部包来寻找某个特定类型的首部，并且在处理所有前面的首部之前处理它。

上文所述的特例是指 Hop-by-Hop 选项首部。它携带了包的传送路径中的每个节点都必须检测和处理的信息，包含源节点和目标节点。Hop-by-Hop 选项首部如果存在，就必须紧跟在IPv6首部后面. IPv6首部中"下一个首部"字段的值为零表现存在这个首部。如果一个首部的处理成果恳求节点处理下一个首部，但是节点无法辨认这个首部的"下一个首部"字段值，那么节点就应当抛弃这个包，并且给包的源节点发送一个ICMP "参数存在问题"的报文，ICMP 编码值为 1 ("遇到无法辨认的'下一个首部'类型")。ICMP 指针字段包含那个无法辨认的值在原包中的偏移量。如果节点遇到IPv6首部以外的其他首部中的"下一个首部"字段的值为零的情况，应做雷同的处理。

为了后面的首部保持8个八位组对齐，每个扩大首部都是8个八位组的整数倍长。每个扩大首部的多八位组字段都以它们的自然边界对齐。也就是说，宽度为 n 个八位组的字段放在距首部开始地位处 n 个八位组的整数倍的地位上，其中 n = 1，2, 4，或者 8。一个完整的IPv6实现应包含以下扩大首部的处理程序: