IPv6协议-详细说明IPv6协议

IPv6

百科名片

IPv6 是 Internet Protocol Version 6 的缩写，其中 Internet Protocol 译为“互联网协议”。

IPv6 是 IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现

行版本 IP 协议（IPv4）的下一代 IP 协议。目前 IP 协议的版本号是 4（简称为 IPv4），它

的下一个版本就是 IPv6。

目录

定义

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　　IPv6 是“Internet Protocol Version 6”的缩写，它是 IETF 设计的用于替代现行版本

IP 协议-IPv4-的下一代 IP 协议。

　　目前的全球因特网

协议族

。IP 是 TCP/IP 协议族中网络

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　　目前我们使用的第二代互联网

IPv4 技术，核心技术属于美国。它的最大问题是网

络地址资源有限，从理论上讲，编址 1600 万个网络、40 亿台主机。但采用 A、B、C

三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的 IP 地址近

乎枯竭。其中北美

占有 3/4，约 30 亿个，而人口最多的亚洲只有不到 4 亿个，中国截止

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说，IPv6 所拥有的地址容量是 IPv4 的约 8×10^28 倍，达到 2^128（算上全零的）个。

这不但解决了网络地址资源数量的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限

制上扫清了障碍。

　　但是与 IPv4 一样，IPv6 一样会造成大量的 IP 地址浪费。准确的说，使用 IPv6 的

网络并没有 2^128 个能充分利用的地址。首先，要实现 IP 地址的自动配置，局域网所

使用的子网的前缀必须等于 64，但是很少有一个局域网能容纳 2^64 个网络终端；其次，

来的经济效益将非常巨大。

　　当然，IPv6 并非十全十美、一劳永逸，不可能解决所有问题。IPv6 只能在发展中

不断完善，也不可能在一夜之间发生，过渡需要时间和成本，但从长远看，IPv6 有利

于互联网

制定相应的国际标准。

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　　（1）IPV6 地址长度为 128 比特，地址空间

　　（2）灵活的 IP 报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了 IPV4 中可

变长度的选项字段。IPV6 中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过

选项而不做任何处理，加快了报文处理速度；

　　与 IPV4 相比，IPV6 具有以下几个优势：

　　一，IPv6 具有更大的地址空间。IPv4 中规定 IP 地址长度为 32，即有 2^32-1（符

号^表示升幂，下同）个地址；而 IPv6 中 IP 地址的长度为 128，即有 2^128-1 个地址。

应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好

的网络平台。

　　四，IPv6 加入了对自动配置

协议

的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

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　　IPv6 包由 IPv6 包头（40 字节固定长度

）、扩展包头和上层协议数据单元三部分组

成。

　　IPv6 包扩展包头中的分段包头（下文详述）中指名了 IPv6 包的分段情况。其中不

可分段部分包括：IPv6 包头、Hop-by-Hop 选项包头、目的地选项包头（适用于中转路

　　下文还将简述 IPv6 寻址、路由以及自动配置的相关内容。

　　其中的各个字段分别为：

　　Version（版本号

）：4 位，IP 协议版本号，值= 6。

　　Traffic Class（通信类别）：8 位，指示 IPv6 数据流通信类别或优先级。功能类似

于 IPv4 的服务类型（TOS）字段。

　　Flow Label（流标记）：20 位，IPv6 新增字段，标记需要 IPv6 路由器特殊处理的

数据流。该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信，诸如音频或视频等实时

数据传输。在 IPv6 中，同一信源和信宿之间可以有多种不同的数据流，彼此之间以非

“0”流标记区分。如果不要求路由器做特殊处理，则该字段值置为“0”。

　　Payload Length（负载长度）：16 位负载长度。负载长度包括扩展头和上层

把这个包丢弃。

　　Source Address（源地址）：128 位，发送方主机地址。

　　Destination Address（目的地址）：128 位，在大多数情况下，目的地址即信宿

地址。但如果存在路由扩展头的话，目的地址可能是发送方路由表中下一个路由器接口。

　　IPv6 包头设计中对原 IPv4 包头所做的一项重要改进就是将所有可选字段移出 IPv6

包头，置于扩展头中。由于除 Hop-by-Hop 选项扩展头外，其他扩展头不受中转路由器

检查或处理，这样就能提高路由器处理包含选项的 IPv6 分组的性能。

　　通常，一个典型

的 IPv6 包，没有扩展头。仅当需要路由器

或目的节点做某些特殊

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IPv6 包头结构

路由包头、分段包头、认证包头和 ESP 协议包头：

　　（一）Hop-by-Hop 选项包头包含分组传送过程中，每个路由器都必须检查和处理

的特殊参数选项。其中的选项描述一个分组的某些特性或用于提供填充。这些选项有：

　　Pad1 选项（选项类型为 0），填充单字节。

　　PadN 选项（选项类型为 1），填充 2 个以上字节。

　　Jumbo Payload 选项（选项类型为 194），用于传送超大分组。使用 Jumbo

Payload 选项，分组有效载荷长度最大可达 4,294,967,295 字节。负载长度超过