1、IPv6協(xié)議分組格式及其特點(diǎn)協(xié)議分組格式及其特點(diǎn)IPv6協(xié)議分組格式及其特點(diǎn)協(xié)議分組格式及其特點(diǎn)n許多年來(lái)，第許多年來(lái)，第4 4版版IPIP（IPv4IPv4）在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中起了一個(gè)中心在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中起了一個(gè)中心的作用。實(shí)踐證明，它是足夠靈活的，可以在許多不同的網(wǎng)的作用。實(shí)踐證明，它是足夠靈活的，可以在許多不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上工作。然而在絡(luò)技術(shù)上工作。然而在InternetInternet的早期，使用它的人典型地的早期，使用它的人典型地是在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、高技術(shù)公司和研究實(shí)驗(yàn)室工作的是在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、高技術(shù)公司和研究實(shí)驗(yàn)室工作的研究人員和研究人員和科學(xué)家科學(xué)家，主要目的是通過(guò)電子郵件交換科學(xué)數(shù)據(jù)。在上個(gè)世，

2、主要目的是通過(guò)電子郵件交換科學(xué)數(shù)據(jù)。在上個(gè)世紀(jì)紀(jì)9090年代年代WWWWWW和個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛使用把和個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛使用把InternetInternet的用戶(hù)改的用戶(hù)改變?yōu)樽優(yōu)橐话忝癖娨话忝癖?。這一改變產(chǎn)生了。這一改變產(chǎn)生了對(duì)新的對(duì)新的IPIP地址的巨大需求地址的巨大需求，當(dāng)前的當(dāng)前的3232位位IPIP地址或早或晚將會(huì)被用盡。地址或早或晚將會(huì)被用盡。 IPv6協(xié)議分組格式及其特點(diǎn)協(xié)議分組格式及其特點(diǎn)n總體評(píng)價(jià)：總體評(píng)價(jià)：IPv6是比較簡(jiǎn)單的、易于編程的、比以前的版是比較簡(jiǎn)單的、易于編程的、比以前的版本更有效的協(xié)議。本更有效的協(xié)議。 n基本觀點(diǎn)基本觀點(diǎn)： 如果如果IPv4包含任何主要的錯(cuò)誤

3、，那么包含任何主要的錯(cuò)誤，那么Internet在過(guò)去的年代里不可能如此地成功。在過(guò)去的年代里不可能如此地成功。IPv4是一個(gè)很好的設(shè)是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)計(jì)，IPv6應(yīng)該保留它的大多數(shù)特征應(yīng)該保留它的大多數(shù)特征。也許可以簡(jiǎn)單地增加。也許可以簡(jiǎn)單地增加地址空間，而讓其它什么都不變。然而基于前瞻性的考慮地址空間，而讓其它什么都不變。然而基于前瞻性的考慮, IPv6是建立在對(duì)是建立在對(duì)IP的功能有增加的設(shè)計(jì)思想上。的功能有增加的設(shè)計(jì)思想上。IPv6不是不是IPv4的簡(jiǎn)單演進(jìn)，而是的簡(jiǎn)單演進(jìn)，而是有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。 1.11.1 IPv6IPv6頭格式頭格式nIPv6IPv6的頭格式的頭格式由由

4、6464位頭后隨位頭后隨128128位源地址和位源地址和128128位目位目的地址組成，的地址組成，總長(zhǎng)度是總長(zhǎng)度是4040個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)。n該頭的起始該頭的起始6464位由下列域組成：位由下列域組成：* *版本域版本域（4 4位）位）* *交通類(lèi)別交通類(lèi)別（8 8位）位）* *流標(biāo)記流標(biāo)記（2020位）位）* *載荷長(zhǎng)度載荷長(zhǎng)度（1616位）位）* *下一個(gè)頭的類(lèi)型下一個(gè)頭的類(lèi)型（8 8位）位）* *跳段限制跳段限制（8 8位）位）1.11.1 IPv6IPv6頭格式頭格式 1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較n新的頭實(shí)際上要比經(jīng)典新的頭實(shí)際上要比經(jīng)典IPIP

5、的頭簡(jiǎn)單的頭簡(jiǎn)單。新頭僅有。新頭僅有6 6個(gè)域和兩個(gè)地址，而老頭有個(gè)域和兩個(gè)地址，而老頭有1010個(gè)個(gè)固定域，兩個(gè)地址，以及一些選項(xiàng)。固定域，兩個(gè)地址，以及一些選項(xiàng)。 1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較nIPv4IPv4的分組格式如上頁(yè)中的圖所示，的分組格式如上頁(yè)中的圖所示，IPIP分組頭的長(zhǎng)度為分組頭的長(zhǎng)度為4 4個(gè)字節(jié)（個(gè)字節(jié)（3232位）的整數(shù)位）的整數(shù)倍。固定頭部分的長(zhǎng)度是倍。固定頭部分的長(zhǎng)度是2020個(gè)字節(jié)，從任選項(xiàng)往后是可變長(zhǎng)部分，這一部分也個(gè)字節(jié)，從任選項(xiàng)往后是可變長(zhǎng)部分，這一部分也可以沒(méi)有，以下我們對(duì)分組頭中的段逐個(gè)加以解釋。可以沒(méi)有，以下我

6、們對(duì)分組頭中的段逐個(gè)加以解釋。（1 1）版本號(hào)版本號(hào) 該該4 4位位段表示協(xié)議支持的段表示協(xié)議支持的IPIP版本號(hào)。在處理版本號(hào)。在處理IPIP分組之前，所有分組之前，所有IPIP軟件軟件都要檢查分組的版本段，以便保證分組格式與軟件期待的格式一樣。如果標(biāo)準(zhǔn)都要檢查分組的版本段，以便保證分組格式與軟件期待的格式一樣。如果標(biāo)準(zhǔn)不同，機(jī)器將拒絕與其協(xié)議版本不同的不同，機(jī)器將拒絕與其協(xié)議版本不同的IPIP分組。本書(shū)給出的是對(duì)版本為分組。本書(shū)給出的是對(duì)版本為4 4的的IPIP的的描述，版本描述，版本1-31-3現(xiàn)已過(guò)時(shí)不用?，F(xiàn)已過(guò)時(shí)不用。（2 2）IPIP分組頭長(zhǎng)分組頭長(zhǎng) 該該4 4位位表示表示IPIP

7、分組頭的長(zhǎng)度，以分組頭的長(zhǎng)度，以3232個(gè)二進(jìn)制位（個(gè)二進(jìn)制位（4 4個(gè)字節(jié)）為單個(gè)字節(jié)）為單位，取值的范圍是位，取值的范圍是5-155-15（缺值是（缺值是5 5）。由于）。由于IPIP分組頭的長(zhǎng)度是可變的，故這個(gè)段分組頭的長(zhǎng)度是可變的，故這個(gè)段是必不可少的。是必不可少的。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭（3 3）服務(wù)類(lèi)型服務(wù)類(lèi)型 該該8 8位位段說(shuō)明分組所段說(shuō)明分組所希望得到的服務(wù)質(zhì)量希望得到的服務(wù)質(zhì)量。它允許主機(jī)指定在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。它允許主機(jī)指定在網(wǎng)絡(luò)上傳輸分組的分組的服務(wù)種類(lèi)服務(wù)種類(lèi)，也允許選擇分組的，也允許選擇分組的優(yōu)

8、先級(jí)優(yōu)先級(jí)，以及希望得到的，以及希望得到的可靠性和可靠性和資源消耗資源消耗，該段的目的是請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)提供所希望的服務(wù)。，該段的目的是請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)提供所希望的服務(wù)。 如下圖所示如下圖所示, ,服務(wù)類(lèi)型段的服務(wù)類(lèi)型段的頭頭3 3位位表明表明IPIP分組的分組的優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán)，該值在，該值在0 0（正常）（正常）到到7 7（網(wǎng)絡(luò)控制）之間變化，數(shù)值越大則（網(wǎng)絡(luò)控制）之間變化，數(shù)值越大則IPIP分組越重要。但大多數(shù)分組越重要。但大多數(shù)TCP/IPTCP/IP產(chǎn)品和實(shí)際使用產(chǎn)品和實(shí)際使用TCP/IPTCP/IP的所有硬件都忽略該的所有硬件都忽略該3 3位域，用相同的優(yōu)先權(quán)處理位域，用相同的優(yōu)先權(quán)處理所有所有IPI

9、P分組。分組。接下來(lái)的接下來(lái)的3 3位位控制網(wǎng)絡(luò)的控制網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間、吞吐率和可靠性延遲時(shí)間、吞吐率和可靠性，如果，如果置零則表示常規(guī)服務(wù)，如果置置零則表示常規(guī)服務(wù)，如果置1 1則分別表明短延遲、高吞吐率和高可靠性則分別表明短延遲、高吞吐率和高可靠性，最后兩位未使用最后兩位未使用，置成零即可，置成零即可 。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭 1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭（4 4）IPIP分組總長(zhǎng)度分組總長(zhǎng)度 該該1616位段位段給出給出IPIP分組的總長(zhǎng)度，

10、分組的總長(zhǎng)度，單位是字節(jié)單位是字節(jié)，包括分組頭和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。，包括分組頭和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度可以從總長(zhǎng)度減去分組頭長(zhǎng)度計(jì)算出來(lái)。由于總長(zhǎng)度段有數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度可以從總長(zhǎng)度減去分組頭長(zhǎng)度計(jì)算出來(lái)。由于總長(zhǎng)度段有1616位，所以最大位，所以最大IPIP分組允許有分組允許有6553565535個(gè)字節(jié)。但這樣大的個(gè)字節(jié)。但這樣大的IPIP分組在現(xiàn)有分組在現(xiàn)有物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸可能不太現(xiàn)實(shí)，盡管應(yīng)用程序有時(shí)可能需要傳送大的數(shù)物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸可能不太現(xiàn)實(shí)，盡管應(yīng)用程序有時(shí)可能需要傳送大的數(shù)據(jù)報(bào)文。據(jù)報(bào)文。IPIP規(guī)范規(guī)定，所有主機(jī)和路由器至少能支持規(guī)范規(guī)定，所有主機(jī)和路由器至少能支持576576字節(jié)的分組長(zhǎng)字

11、節(jié)的分組長(zhǎng)度度。需要指出的是，。需要指出的是，IPIP分組在網(wǎng)絡(luò)傳送過(guò)程中被分成報(bào)片的情況下，分分組在網(wǎng)絡(luò)傳送過(guò)程中被分成報(bào)片的情況下，分片后形成的片后形成的IPIP分組中的總長(zhǎng)度段分組中的總長(zhǎng)度段指的是單個(gè)報(bào)片的總長(zhǎng)度指的是單個(gè)報(bào)片的總長(zhǎng)度，而不是原先，而不是原先IPIP分組的總長(zhǎng)度。分組的總長(zhǎng)度。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭（5 5）標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符 1616位位的標(biāo)識(shí)符段包含的標(biāo)識(shí)符段包含一個(gè)整數(shù)，唯一地標(biāo)識(shí)該一個(gè)整數(shù)，唯一地標(biāo)識(shí)該IPIP分組分組。IPIP分分組在傳輸時(shí)，其間可能會(huì)通過(guò)一些子網(wǎng)。這些子網(wǎng)允許的最大協(xié)議數(shù)

12、據(jù)組在傳輸時(shí)，其間可能會(huì)通過(guò)一些子網(wǎng)。這些子網(wǎng)允許的最大協(xié)議數(shù)據(jù)單元（單元（PDUPDU）長(zhǎng)度可能小于該長(zhǎng)度可能小于該IPIP分組的長(zhǎng)度。為了處理這種情況，分組的長(zhǎng)度。為了處理這種情況，IPIP為為以數(shù)據(jù)報(bào)方式傳送的以數(shù)據(jù)報(bào)方式傳送的IPIP分組分組提供了分片和重組的功能提供了分片和重組的功能。這也正是。這也正是IPIP模塊模塊的主要功能之一。的主要功能之一。 當(dāng)一個(gè)路由器分割一個(gè)當(dāng)一個(gè)路由器分割一個(gè)IPIP分組時(shí)，要分組時(shí)，要把把IPIP分組頭中的大多數(shù)段值拷貝分組頭中的大多數(shù)段值拷貝到每個(gè)分組片中，標(biāo)識(shí)符段必須拷貝。到每個(gè)分組片中，標(biāo)識(shí)符段必須拷貝。它的基本目的是使得目的地知道它的基本目的

13、是使得目的地知道到達(dá)的哪些分組片屬于哪個(gè)到達(dá)的哪些分組片屬于哪個(gè)IPIP分組，源發(fā)方計(jì)算機(jī)必須為發(fā)送的每個(gè)分組，源發(fā)方計(jì)算機(jī)必須為發(fā)送的每個(gè)IPIP分組分別產(chǎn)生一個(gè)分組分別產(chǎn)生一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符段值唯一的標(biāo)識(shí)符段值。為此，。為此，IPIP軟件在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器保軟件在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器保持一個(gè)全局計(jì)數(shù)器，每建立一個(gè)持一個(gè)全局計(jì)數(shù)器，每建立一個(gè)IPIP分組就加分組就加1 1，再把結(jié)果放到，再把結(jié)果放到IPIP分組標(biāo)分組標(biāo)識(shí)符段中。識(shí)符段中。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭（6 6）標(biāo)志標(biāo)志 3 3位位的標(biāo)志段含有的標(biāo)志段含有控制標(biāo)志控制標(biāo)志

14、，如下圖所示，如下圖所示，3 3位中位中的的低序低序2 2位位控制控制IPIP分組的分片，這分組的分片，這2 2位分別稱(chēng)作位分別稱(chēng)作不可分片位和不可分片位和還有分組片位還有分組片位。當(dāng)不可分片位置。當(dāng)不可分片位置1 1時(shí)，規(guī)定不要將時(shí)，規(guī)定不要將IPIP分組分分組分片。僅當(dāng)完整的片。僅當(dāng)完整的IPIP分組才是有用的情況下，應(yīng)用程序才可選分組才是有用的情況下，應(yīng)用程序才可選擇禁止分片，例如，考慮一臺(tái)計(jì)算機(jī)的引導(dǎo)序列。在這個(gè)序擇禁止分片，例如，考慮一臺(tái)計(jì)算機(jī)的引導(dǎo)序列。在這個(gè)序列中，機(jī)器開(kāi)始時(shí)執(zhí)行列中，機(jī)器開(kāi)始時(shí)執(zhí)行ROMROM上的一個(gè)小程序，通過(guò)上的一個(gè)小程序，通過(guò)InternetInterne

15、t去請(qǐng)求一個(gè)初始引導(dǎo)軟件，作為響應(yīng)，另一臺(tái)機(jī)器送回來(lái)一去請(qǐng)求一個(gè)初始引導(dǎo)軟件，作為響應(yīng)，另一臺(tái)機(jī)器送回來(lái)一個(gè)內(nèi)存映象。如果該軟件設(shè)計(jì)成要么需要整個(gè)映象，要么一個(gè)內(nèi)存映象。如果該軟件設(shè)計(jì)成要么需要整個(gè)映象，要么一點(diǎn)也不使用，那么就應(yīng)將不可分片位置點(diǎn)也不使用，那么就應(yīng)將不可分片位置1 1。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭 1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭n標(biāo)志段的低位標(biāo)志段的低位標(biāo)明這個(gè)分組片包含的數(shù)據(jù)是取自原始標(biāo)明這個(gè)分組片包含的數(shù)據(jù)是取自原始IPIP分組中間，

16、還是取分組中間，還是取自原始自原始IPIP分組的最后，為什么需要這個(gè)分組的最后，為什么需要這個(gè)“還有分組片還有分組片”位位呢？在分片的情呢？在分片的情況下，在最終報(bào)宿中的況下，在最終報(bào)宿中的IPIP軟件需要重新組合軟件需要重新組合IPIP分組。當(dāng)一個(gè)分組片到達(dá)時(shí)，分組。當(dāng)一個(gè)分組片到達(dá)時(shí)，分組頭中的總長(zhǎng)度段是指該分組的長(zhǎng)短，而不是原來(lái)分組的長(zhǎng)短，所有報(bào)分組頭中的總長(zhǎng)度段是指該分組的長(zhǎng)短，而不是原來(lái)分組的長(zhǎng)短，所有報(bào)宿不能用這個(gè)總長(zhǎng)度段判斷該分組的所有分組片是否已收集齊全。有了宿不能用這個(gè)總長(zhǎng)度段判斷該分組的所有分組片是否已收集齊全。有了“還有分組片還有分組片”位，這個(gè)問(wèn)題就容易解決了。一旦報(bào)宿

17、收到一個(gè)分組片，位，這個(gè)問(wèn)題就容易解決了。一旦報(bào)宿收到一個(gè)分組片，如果它的如果它的“還有分組片還有分組片”位置位置0 0，就知道這個(gè)報(bào)片中的數(shù)據(jù)取自原始分組，就知道這個(gè)報(bào)片中的數(shù)據(jù)取自原始分組的尾部的尾部。n根據(jù)根據(jù)“分組片偏移分組片偏移”段和總長(zhǎng)度段，接收端便可以知道，重組整個(gè)原始段和總長(zhǎng)度段，接收端便可以知道，重組整個(gè)原始IPIP分組需要的所有數(shù)據(jù)的分組片是否都已到達(dá)。分組需要的所有數(shù)據(jù)的分組片是否都已到達(dá)。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭（7 7）分組片偏移分組片偏移 1313位位的分組片偏移段標(biāo)明當(dāng)前分組片的分組片偏移

18、段標(biāo)明當(dāng)前分組片在初始在初始IPIP分組中分組中的位置的位置。為了重組。為了重組IPIP分組，報(bào)宿必須分組，報(bào)宿必須得到從偏移得到從偏移0 0開(kāi)始，直到最高偏移開(kāi)始，直到最高偏移值之間的所有分組片值之間的所有分組片。這些分組片不需要按順序到達(dá)，接收分組片的。這些分組片不需要按順序到達(dá)，接收分組片的報(bào)宿與分割報(bào)宿與分割I(lǐng)PIP分組的路由器之間不進(jìn)行通信，報(bào)宿也能重新組合分組的路由器之間不進(jìn)行通信，報(bào)宿也能重新組合IPIP分分組。分組片偏移以組。分組片偏移以6464位位（8 8個(gè)字節(jié)）為單位個(gè)字節(jié)）為單位，取值范圍，取值范圍0 0至至81918191，缺省，缺省值是值是0 0。（8 8）生存時(shí)間生

19、存時(shí)間 8 8位位的生存時(shí)間段指定的生存時(shí)間段指定IPIP分組能在互聯(lián)網(wǎng)中停留的最長(zhǎng)時(shí)分組能在互聯(lián)網(wǎng)中停留的最長(zhǎng)時(shí)間，間，以秒為單位以秒為單位。當(dāng)該值降為。當(dāng)該值降為0 0時(shí)，時(shí)，IPIP分組就應(yīng)被舍棄。該段的值在分組就應(yīng)被舍棄。該段的值在IPIP分組每通過(guò)一個(gè)路由器時(shí)都減去分組每通過(guò)一個(gè)路由器時(shí)都減去1 1。該段決定源發(fā)。該段決定源發(fā)IPIP分組在網(wǎng)上存活時(shí)分組在網(wǎng)上存活時(shí)間的最大值，它保證間的最大值，它保證IPIP分組不會(huì)在一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中無(wú)休止地往返傳輸。分組不會(huì)在一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中無(wú)休止地往返傳輸。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組

20、頭（9 9）協(xié)議協(xié)議 8 8位位的協(xié)議段表示的協(xié)議段表示哪一個(gè)高層協(xié)議哪一個(gè)高層協(xié)議將用于接收將用于接收IPIP分組中的數(shù)據(jù)。分組中的數(shù)據(jù)。高層協(xié)議的號(hào)碼由高層協(xié)議的號(hào)碼由TCP/IPTCP/IP中央權(quán)威管理機(jī)構(gòu)予以分配。例如，該段值的中央權(quán)威管理機(jī)構(gòu)予以分配。例如，該段值的十進(jìn)制表示對(duì)應(yīng)十進(jìn)制表示對(duì)應(yīng)ICMPICMP（互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）是互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）是1 1，對(duì)應(yīng)傳輸控制協(xié)議，對(duì)應(yīng)傳輸控制協(xié)議（TCPTCP）是是6 6，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)EGPEGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）是8 8，對(duì)應(yīng)用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（，對(duì)應(yīng)用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDPUDP）是是1717，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)ISOISO傳輸層協(xié)

21、議第傳輸層協(xié)議第4 4類(lèi)（類(lèi)（ISO-TP4ISO-TP4）是是2929。（1010）分組頭檢驗(yàn)和分組頭檢驗(yàn)和 16 16位的分組檢驗(yàn)和段保證位的分組檢驗(yàn)和段保證IPIP分組頭值的完整性，當(dāng)分組頭值的完整性，當(dāng)IPIP分組頭通過(guò)路由器時(shí)，分組頭發(fā)生變化（例如生存時(shí)間段值減分組頭通過(guò)路由器時(shí)，分組頭發(fā)生變化（例如生存時(shí)間段值減1 1），檢驗(yàn)），檢驗(yàn)和必須重新計(jì)算。和必須重新計(jì)算。檢驗(yàn)和的計(jì)算檢驗(yàn)和的計(jì)算十分簡(jiǎn)單。首先，十分簡(jiǎn)單。首先，在計(jì)算前將檢驗(yàn)和段在計(jì)算前將檢驗(yàn)和段的所有的所有1616位均置成位均置成0 0，然后，然后IPIP分組頭從頭開(kāi)始每?jī)蓚€(gè)字節(jié)為一個(gè)單位相加，分組頭從頭開(kāi)始每?jī)蓚€(gè)字節(jié)為

22、一個(gè)單位相加，若相加的結(jié)果有進(jìn)位，那么將和加若相加的結(jié)果有進(jìn)位，那么將和加1 1。如此反復(fù)，直到所有分組頭的信息。如此反復(fù)，直到所有分組頭的信息都相加完為止，將最后的值對(duì)都相加完為止，將最后的值對(duì)1 1求補(bǔ)，即得出求補(bǔ)，即得出1616位的檢驗(yàn)和。位的檢驗(yàn)和。 1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 IPv4IPv4分組頭分組頭（1111）源地址源地址 3232位位的源地址段包含發(fā)送的源地址段包含發(fā)送IPIP分組的源主機(jī)的分組的源主機(jī)的IPIP地地 址。址。（1212）目的地址目的地址 3232位位的目標(biāo)地址段包含的目標(biāo)地址段包含IPIP分組的目的地主機(jī)的分組的目

23、的地主機(jī)的IPIP地地址。址。（1313）任選段任選段 可變長(zhǎng)的任選段提供了一種策略，允許今后的版本可變長(zhǎng)的任選段提供了一種策略，允許今后的版本包含在當(dāng)前設(shè)計(jì)的頭中尚未出現(xiàn)的信息，也避免使用固定的包含在當(dāng)前設(shè)計(jì)的頭中尚未出現(xiàn)的信息，也避免使用固定的保留長(zhǎng)度，從而可以根據(jù)實(shí)際需要選用某些頭部登錄項(xiàng)。保留長(zhǎng)度，從而可以根據(jù)實(shí)際需要選用某些頭部登錄項(xiàng)。（1414）填充段填充段 如前所述，如前所述，IPIP分組頭必須是分組頭必須是4 4個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的整數(shù)倍。填個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的整數(shù)倍。填充段是為了使有任選項(xiàng)的充段是為了使有任選項(xiàng)的IPIP分組分組滿(mǎn)足滿(mǎn)足4 4個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的整數(shù)倍個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的整數(shù)倍而設(shè)計(jì)的，通常而設(shè)

24、計(jì)的，通常用用0 0填入填入填充段來(lái)滿(mǎn)足這一要求。填充段的填充段來(lái)滿(mǎn)足這一要求。填充段的有無(wú)或所需要的長(zhǎng)度取決于選擇項(xiàng)的使用情況。有無(wú)或所需要的長(zhǎng)度取決于選擇項(xiàng)的使用情況。 1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較 1.11.1IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較nIPv4IPv4頭的設(shè)計(jì)頭的設(shè)計(jì)是是基于基于19751975年的技術(shù)狀態(tài)年的技術(shù)狀態(tài)。2020年以后，年以后，IPv6IPv6對(duì)其作了對(duì)其作了3 3個(gè)方面主要的簡(jiǎn)化個(gè)方面主要的簡(jiǎn)化：* *對(duì)所有的頭都分配固定的格式對(duì)所有的頭都分配固定的格式。* *去掉頭檢驗(yàn)去掉頭檢驗(yàn)。* *去掉逐跳

25、分割過(guò)程去掉逐跳分割過(guò)程。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：兩個(gè)頭的比較兩個(gè)頭的比較nIPv6IPv6取消了取消了IPv4IPv4的的6 6個(gè)域個(gè)域：頭長(zhǎng)頭長(zhǎng)、服務(wù)類(lèi)型服務(wù)類(lèi)型（8 8位位33位優(yōu)先級(jí)，位優(yōu)先級(jí)，另另3 3位分別用于延遲、吞吐率和可靠性，還有兩位未用位分別用于延遲、吞吐率和可靠性，還有兩位未用）、）、標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符（用于分割）、（用于分割）、標(biāo)志標(biāo)志（用于分割）（用于分割） 、分割偏移分割偏移（用于分割）（用于分割）和和頭檢驗(yàn)和頭檢驗(yàn)和。重新命名并稍微改變了定義的有重新命名并稍微改變了定義的有3 3個(gè)域個(gè)域： IPIP分分組總長(zhǎng)度組總長(zhǎng)度、協(xié)議協(xié)議（說(shuō)明上層協(xié)議）和（

26、說(shuō)明上層協(xié)議）和生存時(shí)間生存時(shí)間（以秒為單（以秒為單位）。位）。整個(gè)地修改了選項(xiàng)機(jī)制整個(gè)地修改了選項(xiàng)機(jī)制，并，并增加了兩個(gè)域增加了兩個(gè)域：交通類(lèi)別交通類(lèi)別（開(kāi)頭開(kāi)頭4 4位中的第位中的第1 1位用于兩種交通類(lèi)別的區(qū)分，其余位用于兩種交通類(lèi)別的區(qū)分，其余3 3位用于各自的優(yōu)位用于各自的優(yōu)先級(jí)；剩下先級(jí)；剩下4 4位可用于擁塞控制中經(jīng)歷擁塞的標(biāo)記等功能位可用于擁塞控制中經(jīng)歷擁塞的標(biāo)記等功能）和）和流標(biāo)記流標(biāo)記。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化n僅有的含義和位置都未改變的域是開(kāi)頭僅有的含義和位置都未改變的域是開(kāi)頭4 4位。網(wǎng)絡(luò)程序可位。網(wǎng)絡(luò)程序可以使用起始的以使用起始的版本域版

27、本域確定對(duì)分組的處理方式。如果該域確定對(duì)分組的處理方式。如果該域的二進(jìn)制碼是的二進(jìn)制碼是01000100（十進(jìn)制（十進(jìn)制4 4），就當(dāng)作），就當(dāng)作IPv4IPv4處理，如果處理，如果是是01100110（十進(jìn)制（十進(jìn)制6 6），就被認(rèn)為是），就被認(rèn)為是IPv6IPv6分組。當(dāng)然這樣做分組。當(dāng)然這樣做并非是必需的并非是必需的。事實(shí)上在媒體層就可以區(qū)分開(kāi)。事實(shí)上在媒體層就可以區(qū)分開(kāi)IPv4IPv4和和IPv6IPv6。例如，在以太網(wǎng)上。例如，在以太網(wǎng)上IPv6IPv6分組承載在類(lèi)型域值為分組承載在類(lèi)型域值為86DD86DD的幀中，而不是的幀中，而不是IPv4IPv4的類(lèi)型域值的類(lèi)型域值800080

28、00。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化nIPv6頭不包含任何選項(xiàng)成分頭不包含任何選項(xiàng)成分。但這并不意味著我們不可以對(duì)。但這并不意味著我們不可以對(duì)特殊分組表示選項(xiàng)。跟特殊分組表示選項(xiàng)。跟IPv4不同，不同，IPv6的選項(xiàng)功能不是通的選項(xiàng)功能不是通過(guò)可變長(zhǎng)選項(xiàng)取得的，而是過(guò)可變長(zhǎng)選項(xiàng)取得的，而是把擴(kuò)展頭附加到主頭后面把擴(kuò)展頭附加到主頭后面。其明。其明顯的結(jié)果是顯的結(jié)果是IPv6不再需要一個(gè)頭長(zhǎng)度不再需要一個(gè)頭長(zhǎng)度。去除頭檢驗(yàn)的主要優(yōu)去除頭檢驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是減少了頭處理的代價(jià)點(diǎn)是減少了頭處理的代價(jià)，因?yàn)闆](méi)有必要在每一中繼站都檢，因?yàn)闆](méi)有必要在每一中繼站都檢查和更新檢驗(yàn)和的值。其風(fēng)

29、險(xiǎn)是未監(jiān)測(cè)到的差錯(cuò)可能導(dǎo)致對(duì)查和更新檢驗(yàn)和的值。其風(fēng)險(xiǎn)是未監(jiān)測(cè)到的差錯(cuò)可能導(dǎo)致對(duì)分組作錯(cuò)誤的路由選擇。然而這種風(fēng)險(xiǎn)很小，因?yàn)榇蠖鄶?shù)封分組作錯(cuò)誤的路由選擇。然而這種風(fēng)險(xiǎn)很小，因?yàn)榇蠖鄶?shù)封裝過(guò)程都包含一個(gè)分組檢驗(yàn)和。事實(shí)上，在裝過(guò)程都包含一個(gè)分組檢驗(yàn)和。事實(shí)上，在IEEE-802網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問(wèn)控制過(guò)程中，在使用的媒體訪問(wèn)控制過(guò)程中，在使用ATM線路的適配層中，以及線路的適配層中，以及在用于串行鏈路的在用于串行鏈路的PPP協(xié)議的成幀過(guò)程中，都有檢驗(yàn)和域。協(xié)議的成幀過(guò)程中，都有檢驗(yàn)和域。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化nIPv4IPv4包括一個(gè)分割過(guò)程包括一個(gè)分割過(guò)程，使得發(fā)

30、送方可以發(fā)送大的分組而不，使得發(fā)送方可以發(fā)送大的分組而不用擔(dān)心用擔(dān)心中繼中繼的能力。這些大的分組在必要的時(shí)候可以被的能力。這些大的分組在必要的時(shí)候可以被分割分割成適當(dāng)大小的片段。成適當(dāng)大小的片段。接收方接收方等待所有這些片段的到來(lái)，并等待所有這些片段的到來(lái)，并重重組分組組分組。然而，以往的實(shí)踐表明，這種分割與重組過(guò)程產(chǎn)生。然而，以往的實(shí)踐表明，這種分割與重組過(guò)程產(chǎn)生了一些負(fù)面效應(yīng)。假定我們?cè)趦H能夠運(yùn)載小的片段的網(wǎng)絡(luò)上了一些負(fù)面效應(yīng)。假定我們?cè)趦H能夠運(yùn)載小的片段的網(wǎng)絡(luò)上嘗試發(fā)送大的分組。一個(gè)分組的成功傳輸依賴(lài)于每個(gè)片段的嘗試發(fā)送大的分組。一個(gè)分組的成功傳輸依賴(lài)于每個(gè)片段的成功傳輸。哪怕只有一個(gè)片

31、段丟失了，整個(gè)分組必需重傳，成功傳輸。哪怕只有一個(gè)片段丟失了，整個(gè)分組必需重傳，結(jié)果結(jié)果產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的低效使用產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的低效使用。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化nIPv6IPv6的規(guī)則的規(guī)則是，主機(jī)通過(guò)一個(gè)稱(chēng)作是，主機(jī)通過(guò)一個(gè)稱(chēng)作通路通路MTUMTU（最大傳輸單元）（最大傳輸單元）發(fā)現(xiàn)的過(guò)程發(fā)現(xiàn)的過(guò)程應(yīng)該能夠知道可以被接受的最大片段尺寸。如果應(yīng)該能夠知道可以被接受的最大片段尺寸。如果主機(jī)發(fā)送主機(jī)發(fā)送大的分組大的分組，這些分組將簡(jiǎn)單地被，這些分組將簡(jiǎn)單地被拒絕拒絕。因此。因此IPv6IPv6不不再像再像IPv4IPv4那樣設(shè)立分割控制域（包括分組標(biāo)識(shí)符，分割控制那樣設(shè)立分

32、割控制域（包括分組標(biāo)識(shí)符，分割控制標(biāo)志和片段偏移）。標(biāo)志和片段偏移）。n然而，然而，IPv6IPv6包括一個(gè)端到端的分割規(guī)程包括一個(gè)端到端的分割規(guī)程。而且根據(jù)。而且根據(jù)19961996年的年的規(guī)范，所有的規(guī)范，所有的IPv6IPv6網(wǎng)絡(luò)都被假定能夠運(yùn)載網(wǎng)絡(luò)都被假定能夠運(yùn)載536536字節(jié)的載荷。在字節(jié)的載荷。在IPv6IPv6的的19971997年版本中，年版本中，Steve DeeringSteve Deering提出把這個(gè)尺寸提升提出把這個(gè)尺寸提升到到15001500字節(jié)的建議。不愿意發(fā)現(xiàn)或記住通路字節(jié)的建議。不愿意發(fā)現(xiàn)或記住通路MTUMTU的主機(jī)可以簡(jiǎn)的主機(jī)可以簡(jiǎn)單地發(fā)送小的分組。單地發(fā)

33、送小的分組。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化nIPv6IPv6的最后一項(xiàng)簡(jiǎn)化是的最后一項(xiàng)簡(jiǎn)化是去掉了服務(wù)類(lèi)型去掉了服務(wù)類(lèi)型（TOSTOS：Type Of ServiceType Of Service）域域（3 3位表示優(yōu)先級(jí)位表示優(yōu)先級(jí)0-70-7，3 3位分位分別表示對(duì)延遲時(shí)間、吞吐率和可靠性的期望別表示對(duì)延遲時(shí)間、吞吐率和可靠性的期望-0-0或或1 1，剩下剩下2 2位未用位未用-保留）。在保留）。在IPv4IPv4中，主機(jī)可以設(shè)置中，主機(jī)可以設(shè)置TOSTOS的值，表示對(duì)最短的、最寬的、最可靠的（或的值，表示對(duì)最短的、最寬的、最可靠的（或最安全的）通路的期望。然而，最

34、安全的）通路的期望。然而，應(yīng)用程序并沒(méi)有普應(yīng)用程序并沒(méi)有普遍地使用這個(gè)域遍地使用這個(gè)域。在。在IPv6IPv6中中提供了處理這些期望的提供了處理這些期望的機(jī)制機(jī)制。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：對(duì)經(jīng)典參數(shù)的修改對(duì)經(jīng)典參數(shù)的修改 n跟跟IPv4IPv4類(lèi)似，類(lèi)似，IPv6IPv6頭包括分組長(zhǎng)度指示、生存時(shí)間和協(xié)議類(lèi)型。然而這頭包括分組長(zhǎng)度指示、生存時(shí)間和協(xié)議類(lèi)型。然而這些域的定義都被稍微地修改了些域的定義都被稍微地修改了。nIPv4IPv4的分組總長(zhǎng)度的分組總長(zhǎng)度被被IPv6IPv6的載荷長(zhǎng)度代替了的載荷長(zhǎng)度代替了。這里有細(xì)微的差別，因?yàn)?。這里有細(xì)微的差別，因?yàn)榘凑斩x，載荷長(zhǎng)度

35、是在頭后面運(yùn)載的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。作為例子，假定載按照定義，載荷長(zhǎng)度是在頭后面運(yùn)載的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。作為例子，假定載荷是一個(gè)荷是一個(gè)TCPTCP分組，包括分組，包括2020字節(jié)的字節(jié)的TCPTCP頭頭和和400400字節(jié)的應(yīng)用數(shù)據(jù)字節(jié)的應(yīng)用數(shù)據(jù)。在。在IPv4IPv4中，中，我們通常是在這個(gè)我們通常是在這個(gè)TCPTCP分組的前面加上分組的前面加上1 1個(gè)個(gè)2020字節(jié)的字節(jié)的IPv4IPv4頭，總長(zhǎng)度將是頭，總長(zhǎng)度將是440440字節(jié)。字節(jié)。在在IPv6IPv6中，我們將加上一個(gè)中，我們將加上一個(gè)4040字節(jié)的字節(jié)的IPv6IPv6頭，但載荷長(zhǎng)度將被頭，但載荷長(zhǎng)度將被設(shè)置成設(shè)置成420420( (包括包

36、括TCPTCP報(bào)文段，報(bào)文段，也包括可能有的全部也包括可能有的全部IPv6IPv6擴(kuò)展頭擴(kuò)展頭) )。在。在IPv6IPv6中，載荷長(zhǎng)度域也像中，載荷長(zhǎng)度域也像IPv4IPv4總長(zhǎng)度那樣在總長(zhǎng)度那樣在1616位位上編碼，這就把分組尺寸限上編碼，這就把分組尺寸限制到制到64K64K字節(jié)字節(jié)。然而，。然而，IPv6IPv6使用巨大數(shù)據(jù)報(bào)選項(xiàng)（屬于逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展頭）使用巨大數(shù)據(jù)報(bào)選項(xiàng)（屬于逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展頭）提供對(duì)比較大的分組的傳送服務(wù)。提供對(duì)比較大的分組的傳送服務(wù)。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：對(duì)經(jīng)典參數(shù)的修改對(duì)經(jīng)典參數(shù)的修改 nIPv6IPv6把把協(xié)議（類(lèi)型）協(xié)議（類(lèi)型）域重新命名為域

37、重新命名為下一個(gè)頭類(lèi)下一個(gè)頭類(lèi)型型來(lái)反映新的來(lái)反映新的IPIP分組結(jié)構(gòu)。在分組結(jié)構(gòu)。在IPv4IPv4中，中，IPIP頭總頭總是緊接著就后隨傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)，例如，一個(gè)是緊接著就后隨傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)，例如，一個(gè)UDPUDP或或TCPTCP分組。在分組。在IPv6IPv6的情況下，的情況下，如果如果IPIP分組分組封裝封裝TCPTCP或或UDPUDP協(xié)議數(shù)據(jù)單元。那么頭（包括擴(kuò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元。那么頭（包括擴(kuò)展頭）末尾的下一個(gè)頭類(lèi)型將被設(shè)置成協(xié)議類(lèi)展頭）末尾的下一個(gè)頭類(lèi)型將被設(shè)置成協(xié)議類(lèi)型型TCPTCP（6 6）或）或UDPUDP（1717）。）。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：對(duì)經(jīng)典參數(shù)的修

38、改對(duì)經(jīng)典參數(shù)的修改 n在在IPv4IPv4中，中，生存時(shí)間域生存時(shí)間域表示為秒的數(shù)量，說(shuō)明分組在被丟棄以前允許在表示為秒的數(shù)量，說(shuō)明分組在被丟棄以前允許在網(wǎng)絡(luò)中還可以存在多長(zhǎng)時(shí)間。生存時(shí)間的概念是基于對(duì)傳輸控制協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中還可以存在多長(zhǎng)時(shí)間。生存時(shí)間的概念是基于對(duì)傳輸控制協(xié)議的理論分析。如果允許分組在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)限期地存在著，那么老的拷貝可能理論分析。如果允許分組在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)限期地存在著，那么老的拷貝可能在不可預(yù)期的時(shí)間退出，從而引起協(xié)議錯(cuò)誤。在不可預(yù)期的時(shí)間退出，從而引起協(xié)議錯(cuò)誤。IPv4IPv4規(guī)范強(qiáng)制每個(gè)路由器規(guī)范強(qiáng)制每個(gè)路由器把生存時(shí)間域減少把生存時(shí)間域減少1 1秒，如果在路由中排隊(duì)等待的時(shí)

39、間較長(zhǎng)，則減去這秒，如果在路由中排隊(duì)等待的時(shí)間較長(zhǎng)，則減去這個(gè)等待時(shí)間（大于個(gè)等待時(shí)間（大于1 1秒）秒）。但是，要精確地估計(jì)一個(gè)特定分組的等待時(shí)。但是，要精確地估計(jì)一個(gè)特定分組的等待時(shí)間是很困難的。由于這個(gè)時(shí)間通常是以毫秒計(jì)，而不是以秒計(jì)，大多數(shù)間是很困難的。由于這個(gè)時(shí)間通常是以毫秒計(jì)，而不是以秒計(jì)，大多數(shù)路由器只是簡(jiǎn)單地在每一中繼處把路由器只是簡(jiǎn)單地在每一中繼處把TTLTTL值減值減1 1。這一舉動(dòng)在。這一舉動(dòng)在IPv6IPv6中已經(jīng)變中已經(jīng)變成正規(guī)的做法了，所以相應(yīng)的域名也改成成正規(guī)的做法了，所以相應(yīng)的域名也改成跳段限制跳段限制。它。它以跳段數(shù)目計(jì)算，以跳段數(shù)目計(jì)算，而不以秒的數(shù)目計(jì)算而

40、不以秒的數(shù)目計(jì)算。1.11.1 IPv6IPv6頭格式：頭格式：新域新域 nIPv6IPv6頭中有兩個(gè)在頭中有兩個(gè)在IPv4IPv4中不存在的域中不存在的域：流標(biāo)記和交通類(lèi)流標(biāo)記和交通類(lèi)別別。這兩個(gè)域主要是為了。這兩個(gè)域主要是為了方便對(duì)實(shí)時(shí)交通的處理方便對(duì)實(shí)時(shí)交通的處理而設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的。的。n交通類(lèi)別域交通類(lèi)別域有有8 8位位，開(kāi)頭，開(kāi)頭4 4位中的第位中的第1 1位用于兩種交通類(lèi)別位用于兩種交通類(lèi)別的區(qū)分，其余的區(qū)分，其余3 3位用于各自的優(yōu)先級(jí)；交通類(lèi)別域的剩下位用于各自的優(yōu)先級(jí)；交通類(lèi)別域的剩下4 4位可用于擁塞控制中經(jīng)歷擁塞的標(biāo)記等功能。位可用于擁塞控制中經(jīng)歷擁塞的標(biāo)記等功能。n流標(biāo)記流

41、標(biāo)記用以表示需要同樣處理的那些分組，它們由一個(gè)用以表示需要同樣處理的那些分組，它們由一個(gè)特定的源發(fā)送給一個(gè)特定的目的地，并具有指定的一組特定的源發(fā)送給一個(gè)特定的目的地，并具有指定的一組選擇選擇。1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭nIPv4IPv4頭允許有選項(xiàng)頭允許有選項(xiàng)，可以對(duì)某些分組作，可以對(duì)某些分組作特別的處理。早先的規(guī)范包括對(duì)安全性特別的處理。早先的規(guī)范包括對(duì)安全性選擇的編碼，源路由選擇，記錄路由選擇的編碼，源路由選擇，記錄路由（用于路由跟蹤）以及時(shí)間印跡。然而（用于路由跟蹤）以及時(shí)間印跡。然而選項(xiàng)選項(xiàng)并未被普遍采用并未被普遍采用，主要是由于，主要是由于性能性能的問(wèn)題的問(wèn)題。1.2 從

42、選項(xiàng)到擴(kuò)展頭從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭n分組轉(zhuǎn)發(fā)編碼分組轉(zhuǎn)發(fā)編碼是路由器軟件高度優(yōu)化的部分。程序設(shè)計(jì)人員是路由器軟件高度優(yōu)化的部分。程序設(shè)計(jì)人員逐條地統(tǒng)計(jì)處理一個(gè)分組所需要的指令的條數(shù)，因?yàn)檫@個(gè)條逐條地統(tǒng)計(jì)處理一個(gè)分組所需要的指令的條數(shù)，因?yàn)檫@個(gè)條數(shù)的任何減少都會(huì)產(chǎn)生更高的性能。比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手每秒可以轉(zhuǎn)數(shù)的任何減少都會(huì)產(chǎn)生更高的性能。比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)更多個(gè)分組的路由器在市場(chǎng)上也更加容易獲得成功。發(fā)更多個(gè)分組的路由器在市場(chǎng)上也更加容易獲得成功。提高提高編碼性能最常用的方法是關(guān)注最頻繁出現(xiàn)的分組，讓它們?cè)诰幋a性能最常用的方法是關(guān)注最頻繁出現(xiàn)的分組，讓它們?cè)诔绦蛑凶咦羁斓奶幚硗烦绦蛑凶咦羁斓奶幚硗?。具有?/p>

43、具有選項(xiàng)選項(xiàng)的分組不能走快速通路的分組不能走快速通路，因?yàn)榘凑斩x，因?yàn)榘凑斩x，它們需要特別的處理它們需要特別的處理。它們常常。它們常常被劃歸為第被劃歸為第二類(lèi)分組二類(lèi)分組，由一個(gè)比較慢的欠優(yōu)化的軟件片段來(lái)處理由一個(gè)比較慢的欠優(yōu)化的軟件片段來(lái)處理。結(jié)果。結(jié)果應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員注意到，注意到，使用選項(xiàng)會(huì)引起性能缺陷使用選項(xiàng)會(huì)引起性能缺陷。他們他們傾向于僅使用非常簡(jiǎn)單的分組傾向于僅使用非常簡(jiǎn)單的分組。1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭n然而，人們有足夠的理由然而，人們有足夠的理由需要對(duì)某些分需要對(duì)某些分組作特別的處理組作特別的處理。例如，通過(guò)源路由選。例如，通過(guò)源路由選擇請(qǐng)求一條

44、特別的路由，或者指定接收擇請(qǐng)求一條特別的路由，或者指定接收方對(duì)一個(gè)分組作特別的處理。方對(duì)一個(gè)分組作特別的處理。IPv6規(guī)范規(guī)范說(shuō)明了如何通過(guò)擴(kuò)展頭來(lái)實(shí)現(xiàn)這類(lèi)特別說(shuō)明了如何通過(guò)擴(kuò)展頭來(lái)實(shí)現(xiàn)這類(lèi)特別的處理的處理。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈 n在在IPv4IPv4中中, , 作為作為載荷的載荷的TCPTCP分組緊接在分組緊接在IPIP頭的后面頭的后面。在。在IPv6IPv6中中在在InternetInternet頭和載頭和載荷之間可能插入任意數(shù)目的擴(kuò)展頭荷之間可能插入任意數(shù)目的擴(kuò)展頭。每每個(gè)頭用個(gè)頭用1 1個(gè)頭類(lèi)型表示，并運(yùn)載在鏈中隨個(gè)頭類(lèi)型表示，并運(yùn)載在鏈

45、中隨后的頭的類(lèi)型后的頭的類(lèi)型，在最后一個(gè)擴(kuò)展層頭的，在最后一個(gè)擴(kuò)展層頭的情況下則是載荷的頭類(lèi)型。情況下則是載荷的頭類(lèi)型。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈 1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈n當(dāng)前的當(dāng)前的IPv6IPv6規(guī)范規(guī)范定義了定義了6 6個(gè)擴(kuò)展頭個(gè)擴(kuò)展頭：* *逐跳選項(xiàng)頭逐跳選項(xiàng)頭* *路由選擇頭路由選擇頭* *分割頭分割頭* *身份驗(yàn)證頭身份驗(yàn)證頭* *加密安全載荷頭加密安全載荷頭* *目的地選擇頭目的地選擇頭 1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：頭的菊花鏈n每個(gè)擴(kuò)展都用一個(gè)頭類(lèi)型標(biāo)識(shí)。每個(gè)擴(kuò)展

46、都用一個(gè)頭類(lèi)型標(biāo)識(shí)。IPv6IPv6的下一個(gè)頭域可以包含的下一個(gè)頭域可以包含一個(gè)擴(kuò)展頭的類(lèi)型，也可以包含載荷的協(xié)議類(lèi)型一個(gè)擴(kuò)展頭的類(lèi)型，也可以包含載荷的協(xié)議類(lèi)型，例如，例如TCPTCP或或UDPUDP。因此，。因此，頭類(lèi)型必須不能跟協(xié)議類(lèi)型沖突頭類(lèi)型必須不能跟協(xié)議類(lèi)型沖突，它們從同，它們從同樣的一組樣的一組256256個(gè)數(shù)字中分配。協(xié)議類(lèi)型域基本上跟個(gè)數(shù)字中分配。協(xié)議類(lèi)型域基本上跟IPv4IPv4相同相同( (雖然有些協(xié)議類(lèi)型略有不同雖然有些協(xié)議類(lèi)型略有不同) )，例如，例如TCPTCP是是6 6，UDPUDP是是1717，OSPFOSPF是是8989，ICMPICMP（IPv4IPv4）是）

47、是1 1，ICMPICMP（IPv6IPv6）是）是2 2；而；而HBHHBH（逐跳選項(xiàng)，（逐跳選項(xiàng)，IPv6IPv6）是）是0 0，RHRH（路由選擇頭，（路由選擇頭，IPv6IPv6）是）是4343，F(xiàn)HFH（分割頭，（分割頭，IPv6IPv6）是）是4444。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：路由選擇頭路由選擇頭 n在在IPv6IPv6中對(duì)選項(xiàng)的處理最典型的例子是中對(duì)選項(xiàng)的處理最典型的例子是路由選擇頭路由選擇頭，它的作用，它的作用跟跟IPv4IPv4中的中的源路由選項(xiàng)相同源路由選項(xiàng)相同。這個(gè)頭主要運(yùn)載分組將被中繼經(jīng)過(guò)的中間地址列表，源。這個(gè)頭主要運(yùn)載分組將被中繼經(jīng)過(guò)的中間地

48、址列表，源路由選擇可以是嚴(yán)格的，也可以是松散的。路由選擇可以是嚴(yán)格的，也可以是松散的。n路由選擇頭由一組參數(shù)后隨一個(gè)地址列表組成路由選擇頭由一組參數(shù)后隨一個(gè)地址列表組成。開(kāi)頭。開(kāi)頭3232位包含位包含4 4個(gè)個(gè)8 8位整數(shù)位整數(shù)：* *下一個(gè)頭下一個(gè)頭。標(biāo)識(shí)在頭的菊花鏈中緊緊后隨路由選擇頭的頭的類(lèi)型。標(biāo)識(shí)在頭的菊花鏈中緊緊后隨路由選擇頭的頭的類(lèi)型。* *頭長(zhǎng)頭長(zhǎng)。用。用6464位字的數(shù)目表示的頭擴(kuò)展長(zhǎng)度，不包括開(kāi)頭位字的數(shù)目表示的頭擴(kuò)展長(zhǎng)度，不包括開(kāi)頭6464位位( (其中包括其中包括3232個(gè)保留位個(gè)保留位) )。* *路由選擇類(lèi)型路由選擇類(lèi)型。設(shè)置成。設(shè)置成0 0。* *剩余段域剩余段域。

49、分組到達(dá)該節(jié)點(diǎn)時(shí)在地址列表中剩余段的數(shù)目，該值的范圍。分組到達(dá)該節(jié)點(diǎn)時(shí)在地址列表中剩余段的數(shù)目，該值的范圍是從是從0 0到到2323。 1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：路由選擇頭路由選擇頭 1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：路由選擇頭路由選擇頭n緊接著的下一個(gè)緊接著的下一個(gè)3232位是保留域位是保留域，應(yīng)該設(shè)置成，應(yīng)該設(shè)置成0 0。路由選擇頭路由選擇頭的剩余部分是一組的剩余部分是一組128128位地址的列表位地址的列表，編號(hào)從，編號(hào)從1 1到到N N。在在IPv4IPv4中源路由編碼在可選頭域中，所有的路由器都需要對(duì)其進(jìn)中源路由編碼在可選頭域中，所有的路由器都需要

50、對(duì)其進(jìn)行檢查，即使它們不被包括在源路由內(nèi)明確說(shuō)明的中繼站行檢查，即使它們不被包括在源路由內(nèi)明確說(shuō)明的中繼站列表中列表中。因此對(duì)源路由分組的處理是非常緩慢的，該選項(xiàng)。因此對(duì)源路由分組的處理是非常緩慢的，該選項(xiàng)在實(shí)踐中被使用得不多。在在實(shí)踐中被使用得不多。在IPv6IPv6中，路由器中，路由器僅察看路由選僅察看路由選擇頭來(lái)確定它們是否能識(shí)別出在主頭的目的地域中它們自擇頭來(lái)確定它們是否能識(shí)別出在主頭的目的地域中它們自己的地址己的地址（源路由選擇的（源路由選擇的IPIP分組的目標(biāo)地址不一定是終點(diǎn)分組的目標(biāo)地址不一定是終點(diǎn)IPIP地址）地址）。沒(méi)有被明確地列在源路由列表中的中間路由器。沒(méi)有被明確地列在源

51、路由列表中的中間路由器將轉(zhuǎn)發(fā)分組而不作任何附加的處理。這應(yīng)該能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)分組而不作任何附加的處理。這應(yīng)該能夠產(chǎn)生比較產(chǎn)生比較好的性能好的性能。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：路由選擇頭路由選擇頭n在在目的地域目的地域中識(shí)別出自己的地址的站將檢查路由選擇頭。它將檢中識(shí)別出自己的地址的站將檢查路由選擇頭。它將檢查在列表中是否還剩下至少查在列表中是否還剩下至少1個(gè)域（如果不是這樣，那么分組就已個(gè)域（如果不是這樣，那么分組就已經(jīng)到達(dá)源路由的終點(diǎn)，該站將跳過(guò)路由選擇頭去處理下一個(gè)頭，經(jīng)到達(dá)源路由的終點(diǎn)，該站將跳過(guò)路由選擇頭去處理下一個(gè)頭，其類(lèi)型在下一個(gè)頭參數(shù)中表明），如果是，該站將處理源路

52、由選其類(lèi)型在下一個(gè)頭參數(shù)中表明），如果是，該站將處理源路由選擇。擇。n在在源路由中的下一地址源路由中的下一地址的位置從頭擴(kuò)展長(zhǎng)度和的位置從頭擴(kuò)展長(zhǎng)度和剩余段數(shù)參數(shù)剩余段數(shù)參數(shù)L推導(dǎo)推導(dǎo)出來(lái)。每個(gè)地址是出來(lái)。每個(gè)地址是128位長(zhǎng)，頭擴(kuò)展長(zhǎng)度（位長(zhǎng)，頭擴(kuò)展長(zhǎng)度（不包括開(kāi)頭不包括開(kāi)頭6464位位）是）是后隨段（后隨段（segment）的）的64位字的數(shù)目；因此，位字的數(shù)目；因此，在列表中地址的數(shù)在列表中地址的數(shù)目目N等于該長(zhǎng)度的一半。要處理的下一地址在列表中的位置號(hào)是等于該長(zhǎng)度的一半。要處理的下一地址在列表中的位置號(hào)是N-L（位置號(hào)范圍是（位置號(hào)范圍是0至至N-1）。）。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展

53、頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：路由選擇頭路由選擇頭n所有的所有的IPv6規(guī)范的實(shí)現(xiàn)必須都能夠處理類(lèi)型規(guī)范的實(shí)現(xiàn)必須都能夠處理類(lèi)型0路由選擇頭路由選擇頭，而且這些實(shí)現(xiàn)也必須準(zhǔn)備好碰到并處理其它的類(lèi)型而且這些實(shí)現(xiàn)也必須準(zhǔn)備好碰到并處理其它的類(lèi)型, 然后采然后采取某種默認(rèn)操作。取某種默認(rèn)操作。n事實(shí)上，事實(shí)上，類(lèi)型類(lèi)型0路由選擇頭的所有類(lèi)型都是一般路由選擇頭路由選擇頭的所有類(lèi)型都是一般路由選擇頭的子類(lèi)型的子類(lèi)型，它的組成是，它的組成是32位頭后隨類(lèi)型特有的數(shù)據(jù)。位頭后隨類(lèi)型特有的數(shù)據(jù)。32位位頭就是我們?cè)谇懊娼榻B過(guò)的在類(lèi)型頭就是我們?cè)谇懊娼榻B過(guò)的在類(lèi)型0頭中的頭中的4個(gè)個(gè)8位參數(shù)。位參數(shù)。路由選擇類(lèi)型說(shuō)明在使

54、用哪一個(gè)版本路由選擇類(lèi)型說(shuō)明在使用哪一個(gè)版本。類(lèi)型特有的數(shù)據(jù)的。類(lèi)型特有的數(shù)據(jù)的格式和處理源路由的規(guī)則在每個(gè)路由選擇類(lèi)型的規(guī)范中解格式和處理源路由的規(guī)則在每個(gè)路由選擇類(lèi)型的規(guī)范中解釋。釋。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：路由選擇頭路由選擇頭 如果一個(gè)如果一個(gè)IPv6系統(tǒng)必須處理一個(gè)路由選擇頭。它將首先檢查路由選系統(tǒng)必須處理一個(gè)路由選擇頭。它將首先檢查路由選擇頭類(lèi)型和剩余段的數(shù)目。如果類(lèi)型未知，分組應(yīng)該被拒絕，并給源擇頭類(lèi)型和剩余段的數(shù)目。如果類(lèi)型未知，分組應(yīng)該被拒絕，并給源發(fā)送方返回一個(gè)發(fā)送方返回一個(gè)ICMP錯(cuò)誤報(bào)文（參數(shù)問(wèn)題），其錯(cuò)誤報(bào)文（參數(shù)問(wèn)題），其ICMP編碼值為編碼值

55、為0，讓參數(shù)（說(shuō)明是什么樣的錯(cuò)誤）指向路由選擇類(lèi)型段。然而，讓參數(shù)（說(shuō)明是什么樣的錯(cuò)誤）指向路由選擇類(lèi)型段。然而，剩余段剩余段值值0表明該分組已經(jīng)到達(dá)最后的目的地表明該分組已經(jīng)到達(dá)最后的目的地，即使系統(tǒng)不懂得指定的路由，即使系統(tǒng)不懂得指定的路由選擇類(lèi)型，它也應(yīng)該接受這樣的分組。選擇類(lèi)型，它也應(yīng)該接受這樣的分組。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：分割頭分割頭跟跟IPv4不同，不同，IPv6路由器不分割太大的分組路由器不分割太大的分組，這種處理方，這種處理方式類(lèi)似于式類(lèi)似于IPv4把不可分割位隱含地設(shè)置成把不可分割位隱含地設(shè)置成1。IPv6路由器路由器拒絕其長(zhǎng)度大于下一跳拒絕其長(zhǎng)度大

56、于下一跳MTU的分組，并往回發(fā)送一個(gè)的分組，并往回發(fā)送一個(gè)ICMP報(bào)文報(bào)文。然而。然而IPv6在主機(jī)把分組往網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送之前可在主機(jī)把分組往網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送之前可以進(jìn)行分割以進(jìn)行分割。假定我們要在以太網(wǎng)接口上發(fā)送一個(gè)。假定我們要在以太網(wǎng)接口上發(fā)送一個(gè)2800字字節(jié)的載荷，并且知道該以太網(wǎng)的節(jié)的載荷，并且知道該以太網(wǎng)的MTU是是1500。此時(shí)，我們。此時(shí)，我們需要發(fā)送兩個(gè)分組，每個(gè)分組的最大尺寸是需要發(fā)送兩個(gè)分組，每個(gè)分組的最大尺寸是1500字節(jié)。在字節(jié)。在這兩個(gè)分組中，我們都要這兩個(gè)分組中，我們都要在在IPv6基本頭和載荷之間插進(jìn)一基本頭和載荷之間插進(jìn)一個(gè)分割頭個(gè)分割頭。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭

57、：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：分割頭分割頭1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：分割頭分割頭n分割后的每個(gè)片段都是獨(dú)立地進(jìn)行路由選擇分割后的每個(gè)片段都是獨(dú)立地進(jìn)行路由選擇。分割頭包含足。分割頭包含足夠的信息讓目的地能夠串接這些片段。夠的信息讓目的地能夠串接這些片段。n除了下一個(gè)頭參數(shù)以外，除了下一個(gè)頭參數(shù)以外，在在IPv6的分割頭中的域跟的分割頭中的域跟IPv4頭頭的分割控制參數(shù)幾乎相同的分割控制參數(shù)幾乎相同。標(biāo)識(shí)符同于。標(biāo)識(shí)符同于IPv4的分組標(biāo)識(shí)，的分組標(biāo)識(shí)，顯著的顯著的差別是用差別是用32位編碼代替位編碼代替16位編碼位編碼。分割偏移跟。分割偏移跟IPv4的偏移域起同樣的作用，但的偏移域起

58、同樣的作用，但編碼略有不同編碼略有不同。IPv4使用使用一個(gè)一個(gè)16位字位字的的13個(gè)最低有效位，個(gè)最低有效位，IPv6則在最高有效位編碼偏移則在最高有效位編碼偏移域。在兩種情況下分割都在域。在兩種情況下分割都在64位字位字(8字節(jié)字節(jié))的邊界進(jìn)行。的邊界進(jìn)行。IPv4偏移必須是偏移必須是8的整數(shù)倍，以得到字節(jié)偏移，而的整數(shù)倍，以得到字節(jié)偏移，而在在IPv6中只要把中只要把3個(gè)最低有效位（個(gè)最低有效位（8字節(jié)）置字節(jié)）置0就可以了就可以了。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：分割頭分割頭 1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：分割頭分割頭 1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：

59、從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：分割頭分割頭n主要的不同點(diǎn)體現(xiàn)在標(biāo)志域。主要的不同點(diǎn)體現(xiàn)在標(biāo)志域。在在IPv6頭中沒(méi)有分割控頭中沒(méi)有分割控制制(是否可分片是否可分片)，因?yàn)檫@個(gè)頭僅當(dāng)發(fā)送方?jīng)Q定分割分組，因?yàn)檫@個(gè)頭僅當(dāng)發(fā)送方?jīng)Q定分割分組時(shí)才插入。時(shí)才插入。在在IPv6中也有中也有“還有片段還有片段”位（位（M），對(duì)，對(duì)于一個(gè)完全分組除最后一個(gè)片段外的所有片段，該位都于一個(gè)完全分組除最后一個(gè)片段外的所有片段，該位都要置要置1。1.2 1.2 從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：從選項(xiàng)到擴(kuò)展頭：目的地選項(xiàng)頭目的地選項(xiàng)頭n給給IPv6IPv6增加可選功能增加可選功能有兩種有兩種方法方法。第一種第一種方法定義了一個(gè)方法定義了一個(gè)新新的擴(kuò)展

60、頭類(lèi)型的擴(kuò)展頭類(lèi)型，透明地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送，僅被在目的地址中指，透明地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送，僅被在目的地址中指定的站檢查和處理。這種擴(kuò)展方法有定的站檢查和處理。這種擴(kuò)展方法有兩個(gè)不方便之處兩個(gè)不方便之處。（1 1）它）它需要分配頭類(lèi)型號(hào)碼需要分配頭類(lèi)型號(hào)碼?，F(xiàn)在僅有?，F(xiàn)在僅有256256個(gè)這樣的號(hào)碼，用個(gè)這樣的號(hào)碼，用于擴(kuò)展頭，也用于諸如于擴(kuò)展頭，也用于諸如UDPUDP、TCPTCP、ICMPICMP、OSPFOSPF這類(lèi)載荷。它這類(lèi)載荷。它們是相對(duì)于稀少的資源，應(yīng)當(dāng)節(jié)約使用。們是相對(duì)于稀少的資源，應(yīng)當(dāng)節(jié)約使用。（2 2）它）它需要源和目的地都懂得新的選項(xiàng)需要源和目的地都懂得新的選項(xiàng)。如果一個(gè)站不懂得一。