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IPv6报头结构
字段详解
示例代码：IPv6报头的Python实现
输出示例
IPv6协议是为了解决IPv4地址耗尽问题而设计的下一代互联网协议。与IPv4相比，IPv6不仅提供了更大的地址空间，还简化了报头结构，提高了网络设备的处理效率。IPv6报头的长度固定为40字节（320位），其字段分配如下：
IPv6报头结构
| 字段名称 | 长度（位） | 描述 |
|---|---|---|
| 版本（Version） | 4 | 指定IP协议版本，对于IPv6，值为0110（十进制为6）。 |
| 流量类别（Traffic Class） | 8 | 用于QoS（服务质量）控制，类似于IPv4中的服务类型（TOS）字段。 |
| 流标签（Flow Label） | 20 | 用于标识同一数据流中的数据包，便于中间节点的快速处理。 |
| 有效载荷长度（Payload Length） | 16 | 表示报头后的数据长度（以字节为单位）。 |
| 下一报头（Next Header） | 8 | 指示数据包中下一个报头的类型（类似于IPv4中的协议字段）。 |
| 跳数限制（Hop Limit） | 8 | 数据包的最大跳数，类似于IPv4中的TTL（生存时间）字段。 |
| 源地址（Source Address） | 128 | 发送方的IPv6地址。 |
| 目的地址（Destination Address） | 128 | 接收方的IPv6地址。 |
字段详解
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版本（Version）
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长度：4位
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值：
0110（二进制），十进制为6。 -
作用：标识该数据包遵循IPv6协议。
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流量类别（Traffic Class）
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长度：8位
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作用：用于区分数据包的优先级和服务质量（QoS）。前6位是DSCP（差分服务代码点），后2位是ECN（显式拥塞通知）。
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流标签（Flow Label）
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长度：20位
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作用：用于标识同一数据流中的数据包，便于中间节点的快速处理。例如，实时视频流或语音通话。
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有效载荷长度（Payload Length）
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长度：16位
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作用：表示IPv6报头之后的数据长度（以字节为单位）。最大值为65,535字节。
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下一报头（Next Header）
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长度：8位
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作用：指示数据包中下一个报头的类型。常见的值包括：
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0x06：TCP -
0x11：UDP -
0x3A：ICMPv6
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跳数限制（Hop Limit）
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长度：8位
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作用：类似于IPv4中的TTL（生存时间），限制数据包的最大跳数。每经过一个路由器，该值减1，当值为0时，数据包被丢弃。
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源地址（Source Address）
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长度：128位
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作用：标识发送方的IPv6地址。
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目的地址（Destination Address）
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长度：128位
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作用：标识接收方的IPv6地址。
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示例代码：IPv6报头的Python实现
以下是一个简单的Python代码示例，用于构造和解析IPv6报头：
Python复制
import struct
import binascii
# 定义IPv6报头的结构
ipv6_header_format = "!8s H B B 16s 16s"
def create_ipv6_header(version, traffic_class, flow_label, payload_length, next_header, hop_limit, src_addr, dst_addr):
"""
构造IPv6报头
"""
# 将版本、流量类别和流标签组合成一个8字节的字段
version_traffic_flow = (version << 28) | (traffic_class << 20) | flow_label
version_traffic_flow_bytes = struct.pack("!I", version_traffic_flow)
# 打包其他字段
header = struct.pack(ipv6_header_format,
version_traffic_flow_bytes,
payload_length,
next_header,
hop_limit,
binascii.unhexlify(src_addr.replace(":", "")),
binascii.unhexlify(dst_addr.replace(":", "")))
return header
def parse_ipv6_header(header):
"""
解析IPv6报头
"""
unpacked_data = struct.unpack(ipv6_header_format, header)
version_traffic_flow = struct.unpack("!I", unpacked_data[0])[0]
version = (version_traffic_flow >> 28) & 0x0F
traffic_class = (version_traffic_flow >> 20) & 0xFF
flow_label = version_traffic_flow & 0xFFFFF
payload_length = unpacked_data[1]
next_header = unpacked_data[2]
hop_limit = unpacked_data[3]
src_addr = binascii.hexlify(unpacked_data[4]).decode()
dst_addr = binascii.hexlify(unpacked_data[5]).decode()
return {
"Version": version,
"Traffic Class": traffic_class,
"Flow Label": flow_label,
"Payload Length": payload_length,
"Next Header": next_header,
"Hop Limit": hop_limit,
"Source Address": ":".join([src_addr[i:i+4] for i in range(0, 32, 4)]),
"Destination Address": ":".join([dst_addr[i:i+4] for i in range(0, 32, 4)])
}
# 示例：构造IPv6报头
version = 6
traffic_class = 0x40
flow_label = 0x12345
payload_length = 1024
next_header = 0x06 # TCP
hop_limit = 64
src_addr = "2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334"
dst_addr = "2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7335"
header = create_ipv6_header(version, traffic_class, flow_label, payload_length, next_header, hop_limit, src_addr, dst_addr)
print("IPv6 Header (bytes):", header)
# 解析IPv6报头
parsed_header = parse_ipv6_header(header)
print("\nParsed IPv6 Header:")
for key, value in parsed_header.items():
print(f"{key}: {value}")输出示例
IPv6 Header (bytes): b'\x60\x40\x12\x35\x04\x00\x06\x40\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x
