工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材《計算機網(wǎng)絡(luò)教程》人民郵電出版社ATextbookonComputerNetworks下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6陸軍工程大學(xué)謝鈞謝希仁袁恩解決IP地址耗盡的措施從計算機本身發(fā)展以及從互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率來看，現(xiàn)在IPv4已很不適用。最主要的問題就是32位的IP地址不夠用。到2011年2月，IPv4的地址已經(jīng)耗盡要解決IP地址耗盡的問題的措施：采用無類別編址CIDR，使IP地址的分配更加合理。采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT方法以節(jié)省全球IP地址。采用具有更大地址空間的新版本的IP協(xié)議IPv6。課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的特點巨大的地址空間IPv6將地址從IPv4的32位增大到了128位，使地址空間增大了296倍。這樣大的地址空間在可預(yù)見的將來是不會用完的。高效的分級尋址和路由結(jié)構(gòu)IPv6由于地址空間很大，因此可以劃分為更多的層次，可以更好地反映互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得對尋址和路由層次的設(shè)計更加高效和更具靈活性。靈活的首部格式IPv6定義了許多可選的擴展首部，不僅可提供比IPv4更多的功能，而且還可提高路由器的處理效率。支持即插即用（即自動配置）IPv6支持主機自動配置IP地址、路由器地址及其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6仍提供無連接的服務(wù)，主要特點包括：IPv6的特點更好地支持QoS

IPv6在協(xié)議首部中提供了流量類型和流標(biāo)簽字段，使得路由器可以對屬于一個流的分組進(jìn)行識別和進(jìn)行特殊處理，為實時音視頻等要求保證一定的帶寬和時延的應(yīng)用提供更好的服務(wù)質(zhì)量保證。內(nèi)置的安全性支持

IPv6通過擴展首部支持IPsec，為網(wǎng)絡(luò)安全提供了一種基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，并且提高了不同IPv6實現(xiàn)方案之間的互操作性。具有可擴展性通過定義新的擴展首部可以很方便地實現(xiàn)IPv6功能的擴展。IPv6的擴展首部比IPv4的選項字段更加靈活高效并具有更強的可擴展性。課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6仍提供無連接的服務(wù)，主要特點包括：IPv6數(shù)據(jù)報的格式課件制作人：謝鈞謝希仁基本首部

擴展首部1

擴展首部N…數(shù)據(jù)部分選項IPv6分組有效載荷IPv6將協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU稱為分組，而不是IPv4的數(shù)據(jù)報。IPv6將首部長度變?yōu)楣潭ǖ?0字節(jié)，稱為基本首部(baseheader)。在基本首部的后面允許有零個或多個擴展首部。所有的擴展首部和數(shù)據(jù)合起來叫做IPv6分組的有效載荷(payload)或凈負(fù)荷。40字節(jié)IPv6的基本首部（40B）041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12流量類型（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24有效載荷（擴展首部/數(shù)據(jù)）IPv6的有效載荷（至64KB）IPv6分組的格式課件制作人：謝鈞謝希仁取消了IPv4首部的校驗和字段，這樣就加快了路由器處理分組的速度041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12流量類型（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）版本(version)——4位。它指明了協(xié)議的版本，對IPv6該字段總是6。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12流量類型（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）流量類型(trafficclass)——8位。這是為了區(qū)分不同的IPv6分組的類別或優(yōu)先級。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12流量類型（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）流標(biāo)號(flowlabel)——20位?！傲鳌笔侵笍奶囟ㄔ袋c到終點的一系列分組，“流”經(jīng)過路徑上的路由器都會保證對該流指明的服務(wù)質(zhì)量。所有屬于同一個流的數(shù)據(jù)報都具有同樣的流標(biāo)號。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12流量類型（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）有效載荷長度(payloadlength)——16位。它指明IPv6數(shù)據(jù)報除基本首部以外的字節(jié)數(shù)（所有擴展首部都算在有效載荷之內(nèi)），其最大值是64KB。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12流量類型（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）下一個首部(nextheader)——8位。指明其有效載荷中下一個首部的類型。當(dāng)IPv6分組沒有擴展首部時，作用相當(dāng)于IPv4的協(xié)議字段。有擴展首部時，就標(biāo)識后面第一個擴展首部的類型。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）跳數(shù)限制(hoplimit)——8位。作用與IPv4的TTL字段相同。源站在分組發(fā)出時即設(shè)定跳數(shù)限制。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時將跳數(shù)限制字段中的值減1。當(dāng)跳數(shù)限制的值為零時，就要將此分組丟棄。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標(biāo)號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部課件制作人：謝鈞謝希仁IPv6的基本首部（40B）源地址——128位。是分組的發(fā)送節(jié)點的IP地址。目的地址——128位。是分組的接收節(jié)點的IP地址。IPv6的擴展首部課件制作人：謝鈞謝希仁基本首部

擴展首部1

擴展首部N…數(shù)據(jù)部分選項IPv6分組有效載荷當(dāng)IPv4分組使用選項字段時，轉(zhuǎn)發(fā)分組的路由器都必須對這些選項進(jìn)行一一檢查，降低了路由器處理分組的速度。IPv6把原來IPv4首部中選項的功能都放在擴展首部中，并留給路徑兩端的源節(jié)點和目的節(jié)點來處理，而分組途中經(jīng)過的路由器都無需處理這些擴展首部（只有一個首部例外，即逐跳選項擴展首部），這樣就大大提高了路由器的處理效率。40字節(jié)IPv6的擴展首部課件制作人：謝鈞謝希仁基本首部

擴展首部1

擴展首部N…數(shù)據(jù)部分選項IPv6分組有效載荷在RFC8200中定義六種類型的擴展首部：①逐跳選項；②路由選擇；③分片；④鑒別；⑤封裝安全有效載荷；⑥目的節(jié)點選項。每一個擴展首部都由若干個字段組成，它們的長度也各不同。但所有擴展首部的第一個字段都是8位的“下一個首部”字段。此字段的值指出了在該擴展首部后面的字段是什么。當(dāng)使用多個擴展首部時，逐跳選項首部總是放在最前面，高層首部總是放在最后面。40字節(jié)THA