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IPv6 的特点

IPv6 数据报的格式

IPv6 分组的格式

IPv6 的扩展首部

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从计算机本身发展以及从互联网规模和网络传输速率来看，现在 IPv4已很不适用。

要解决 IP 地址耗尽的问题的措施：
 采用无类别编址 CIDR，使 IP 地址的分配更加合理。
 采用网络地址转换 NAT 方法以节省全球 IP 地址。
 采用具有更大地址空间的新版本的 IP 协议 IPv6。 

IPv6 的特点

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IPv6 仍提供无连接的服务，主要特点包括：

        巨大的地址空间 ：IPv6将地址从IPv4的32位增大到了128位，使地址空间增大了2^ 96 倍。这样大的地址空间在可预见的将来是不会用完的。

        高效的分级寻址和路由结构 ：IPv6由于地址空间很大，因此可以划分为更多的层次，可以更
好地反映互联网的拓扑结构，使得对寻址和路由层次的设计更加高效和更具灵活性。

        灵活的首部格式 ：IPv6定义了许多可选的扩展首部，不仅可提供比IPv4更多的功能，而且还
可提高路由器的处理效率。

        支持即插即用（即自动配置）：IPv6支持主机自动配置IP地址、路由器地址及其他网络配置
参数。

        更好地支持QoS： IPv6在协议首部中提供了流量类型和流标签字段，使得路由器可以对属于
一个流的分组进行识别和进行特殊处理，为实时音视频等要求保证一定的带宽和时延的应用
提供更好的服务质量保证。

        内置的安全性支持： IPv6通过扩展首部支持IPsec，为网络安全提供了一种基于标准的解决
方案，并且提高了不同IPv6实现方案之间的互操作性。

        具有可扩展性 ：通过定义新的扩展首部可以很方便地实现IPv6功能的扩展。IPv6的扩展首部
比IPv4的选项字段更加灵活高效并具有更强的可扩展性。

IPv6 数据报的格式

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 IPv6 将协议数据单元 PDU 称为分组，而不是 IPv4 的数据报

 IPv6 将首部长度变为固定的 40 字节，称为基本首部(base header)

 在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部

 所有的扩展首部和数据合起来叫做IPv6分组的有效载荷(payload)或净负荷

 

IPv6 分组的格式

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版本(version)—— 4 位  它指明了协议的版本，对 IPv6 该字段总是 6

流量类型(traffic class)—— 8 位  这是为了区分不同的 IPv6 分组的类别或优先级

流标号(flow label)—— 20 位   “流”是指从特定源点到终点的一系列分组，“流”经过路径上的路由器都会保证对该流指明的服务质量。所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号

有效载荷长度(payload length)—— 16 位  它指明 IPv6 数据报除基本首部以外的字节数（所有扩展首部都算在有效载荷之内），其最大值是 64 KB

下一个首部(next header)—— 8 位  指明其有效载荷中下一个首部的类型。当IPv6分组没有扩展首部时，作用相当于IPv4的协议字段。有扩展首部时，就标识后面第一个扩展首部的类型

跳数限制(hop limit)—— 8 位  作用与IPv4的TTL字段相同。源站在分组发出时
即设定跳数限制。路由器在转发分组时将跳数限制字段中的值减1。当跳数限制
的值为零时，就要将此分组丢弃

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源地址—— 128 位。是分组的发送结点的 IP 地址。
目的地址—— 128 位。是分组的接收结点的 IP 地址。

IPv6 的扩展首部

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        当IPv4分组使用选项字段时，转发分组的路由器都必须对这些选项进行一一检查，降低了路由器处理分组的速度

        IPv6把原来IPv4首部中选项的功能都放在扩展首部中，并留给路径两端的源结点和目的结点来处理，而分组途中经过的路由器都无需处理这些扩展首部（只有一个首部例外，即逐跳选项扩展首部），这样就大大提高了路由器的处理效率

 在RFC 8200中定义六种类型的扩展首部：

①逐跳选项；②路由选择；③分片；④鉴别；⑤封装安全有效载荷；⑥目的结点选项

每一个扩展首部都由若干个字段组成，它们的长度也各不同。但所有扩展首部的第一个
字段都是8位的“下一个首部”字段。此字段的值指出了在该扩展首部后面的字段是什么

当使用多个扩展首部时，逐跳选项首部总是放在最前面，高层首部总是放在最后面