IPv6的扩展首部详解

"这篇资料主要介绍了网络层的相关知识，特别是IP协议、路由器的功能以及IPv6的扩展首部。" 在计算机网络中，网络层扮演着至关重要的角色，它负责数据包在网络间的传输。其中，IP协议是核心协议，用于标识网络上的设备并指导数据报的传输。在IP协议中，扩展首部是IPv6引入的重要特性，以提供更丰富的功能和服务。 IPv6的扩展首部在[RFC 2460]中被定义，包括以下六种类型： 1. **逐跳选项（Hop-by-Hop Options）**：这些选项对数据报的每个节点都是必需的，它们在整个路径上传输，允许添加如调试或诊断的信息。 2. **路由选择（Routing）**：这个首部允许数据报沿着预定义的路径传输，而不是依赖常规的IP路由选择。这在需要特殊路由策略时非常有用。 3. **分片（Fragment）**：当数据报过大，无法通过某些网络的MTU（最大传输单元）时，可以将其分片。每个分片都有自己的IP首部，以便在目的地重组。 4. **鉴别（Authentication Header, AH）**：AH提供数据完整性检查和源身份验证，确保数据未被篡改且来自正确的源。 5. **封装安全有效载荷（Encapsulating Security Payload, ESP）**：ESP用于提供数据保密性、认证和可选的抗重播服务，通常用于IPsec安全套件中。 6. **目的站选项（Destination Options）**：这些选项只在到达最终目的地时处理，可以包含针对接收方的特定设置或信息。 路由器在网络层起着关键作用，它们执行“转发”和“路由选择”这两项任务。“转发”是指根据预先计算好的转发表将数据报从一个接口发送到另一个接口。而“路由选择”则涉及计算最佳路径，基于路由器之间的路由选择协议（如RIP、OSPF或BGP）和网络拓扑信息。 此外，网络层还涉及其他重要概念，如IP地址的分类（A、B、C类等）、子网划分和超网构造（CIDR），以及因特网控制报文协议（ICMP）用于错误报告和查询。还有IP组播和IGMP，用于高效地向多个接收者同时发送数据，以及网络地址转换（NAT），解决了公网IP地址的稀缺问题。 最后，随着IPv4地址的逐渐耗尽，IPv6被设计出来以扩大地址空间。IPv6的数据包结构包含了基本首部和扩展首部，使得协议能够支持更多高级功能，例如更大的地址空间和更好的服务质量。从IPv4过渡到IPv6是一个长期的过程，需要考虑兼容性和逐步部署的问题。 网络层是互联网的核心部分，其工作原理和协议对于理解整个网络架构至关重要。无论是路由器的转发机制，还是IPv6扩展首部的使用，都是为了确保数据在网络中的高效、安全传输。