目錄

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IPV6地址的表示形式

IPV6地址類型

單播地址

本地鏈路地址

未指定地址

環回地址

兼容地址（內嵌IPv4地址的IPv6地址）

組播地址

指定地址

重點要知道的IPV6和IPV4的報文格式的區別

每個字段的含義

IPv6包頭去掉的部分

如何通過下一個首部來構造報文

分片的實例和路由選擇的實例

分片：

路由選擇：

IPV6過渡技術：

雙協議棧（Dual Stack）

隧道技術（Tunnel）：封裝

網絡地址轉換協議 NAT-PT（Network Address Translation Translation）

ISATAP基本的概念（如何使用）

重點總結：

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IPV6地址的表示形式

首選格式：IPV6地址表示為冒號分十六進制格式：example：21DA（十六位）:00D3:0000:0000:02AA:00FF:FE22:9C5A

壓縮表示：中間連續的0寫為? ::? (只能出現一次)；十六位前面0可用 : 省略：example:21DA:D3::2AA:FF:FE22:9C5A

內嵌IPV4地址的IPV6地址表示，例如：::FFFF:192.168.1.4

• IPV6地址=前綴+接口標識? ? ? 前綴長度用/XX表示? ? ? ? ? ? ? ? ? e.g:2001:410:0:1::45ff/60
• 前綴：網絡ID
• 接口標識：主記ID，一般64位

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IPV6地址類型

IPV6可以分為

單播地址? ?one 2 one?

組播（多播）地址? ?one 2 many? ：你在大街上大喊一聲“美女”， 會有一群女性回頭看你。

任播地址? one 2 one-of-many(網絡接口)：作為老板，你在公司大喊一聲“開發組的過來一個人”， 總會有一個人灰溜溜去響應， 挨批還是發錢啊？

?少了廣播，用任播替代，減少了無用主機收到數據的消耗。

• 沒有定義廣播地址，縣里開大會，只同時通知了A村、B村、C村參加就是組播；同時通知了所有的村子參加就是廣播了！

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單播地址

本地鏈路地址

單播本地鏈路地址：只能在連接在同一本地鏈路的節點之間使用；?

IPv6本地鏈路地址前綴：FE80::/10

當在一個節點上啟用IPv6時，節點的每個接口自動配置一個本地鏈路地址；

• 本地鏈路地址自動生成方法： 自動將48bit的以太網MAC地址擴展成64bit，再掛在一個 64bit的前綴后面，組成一個IPV6地址

未指定地址

• 全0，表示為 ::/128；
• 僅用于接口沒有分配地址（IP）時作為源地址；
• 在重復地址檢測中出現；
• 含有未指定地址的包不會被轉發

環回地址

• 表示為 ::1/128；
• 表示自己，如同IPv4中的127.0.0.1

兼容地址（內嵌IPv4地址的IPv6地址）

• IPv4兼容IPv6地址：用于IPv4兼容IPv6自動隧道
• IPv4映射IPv6地址：用于IPv6表示IPv4地址

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組播地址

指定地址

• FF02::1 ? ? 在本地鏈路范圍內的所有節點 （PC）
• FF02::2 ? ? 在本地鏈路范圍內的所有路由

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重點要知道的IPV6和IPV4的報文格式的區別

ipv4報文最長65535bytes? ?/? ipv拓展首部加上數據（統稱有效負荷）最長65535bytes

IPV6少了頭長度，因為沒有選項字段（有擴展包頭）所以IPV6頭部長度固定 ，IPV4不定長

沒有了標志（DF分片標志）、標識和片偏移，分片由源節點實現。

沒有了上層協議標志、標識和頭部校驗和（提高路由的選擇效率，路徑上的所有路由器在轉發處理期間不必重新計算校驗和。第2層和第4層中的校驗和都已足夠強壯，從而不必考慮對第三層校驗和的需求。對IPv6而言， UDP的校驗和是必需的）

?IPv4包頭有14個字段（帶選項和填充字段），基本的 IPv4包頭有12個字段，IPv6包頭只有8個字段?

IPv6包頭字段64bit對齊，能夠直接對內存存取

每個字段的含義

版本號（4位）：version=6。

業務類型（8位）：這是為了區分不同的 IPv6 數據報的 類別或優先級。

流標簽（20位）：支持資源預留。流是互聯網上從特定 源到特定目的的一系列分組（如實時音頻視頻），路徑 上的路由器都保證指明的服務質量。源通過label標示出 相應的一系列分組。

凈荷長（16位）：除去首部外的總長度。指明 IPv6 數 據報除首部以外的字節數（所有擴展首部都算在有效載 荷之內），其最大值是 64 KB。

下一個首部（8 位）：它相當于 IPv4 的協議字段或可選字段

跳數限制 (8 位) ：路由器在轉發數據報時將跳數限制的值 減1。當值減為0時，就要將此數據報丟棄。

源地址（128位）：標識發送分組的節點的IPv6地址。

目的地址（128位）：標識接收分組的節點的IPv6地址

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IPv6包頭去掉的部分

• 包頭長度：IPv6包頭為固定長度的40個字節基本包頭和擴展包頭
• 標示、標志和偏移字段：網絡中的中間路由器不再處理分段，只在產生數據包的源節點處理分段
• 包頭校驗和：由鏈路層和傳輸層都有校驗和，對IPv6而言， UDP的校驗和是必需的
• 選項和填充：選項由擴展包頭處理，填充字段也去

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IPV6拓展首部的優點：將原來IPV4中的選項部分都放在拓展首部，中間路由器不處理拓展首部（逐跳選項擴展首部除外），大大提高路由器效率

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如何通過下一個首部來構造報文

• 解釋：IPV6通過基本首部的下一個首部字段指向擴展首部
• 有效負載是除了基本首部外擴展首部加上TCP/UDP首部和數據部分。

在 RFC 2460 中定義了六種擴展首部： ? 逐跳選項 ? 路由選擇 ? 分片 ? 鑒別 ? 封裝安全有效載荷 ? 目的站選項

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分片的實例和路由選擇的實例

分片：

IPV6把分片限制為由源站來完成。源站可以采用最小MTU（1280bytes）或者在發送數據之前完成路徑最大傳送單元發現(Path MTU Discobvery)來確定路徑的最小MTU。

若源站分片，則加上分片擴展首部，格式如下：

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源數據中，分為不可分片部分和可分片部分。

• 不可分片部分為IPV6首部，以及中間節點需要處理的擴展首部（源路由選擇 首部 前面的擴展首部）

例如：Hop-by-hop?逐跳首部、源路由選擇擴展首部

• 可分片部分為原分組目的節點處理的擴展首部與上層協議數據包

分片實例:

路由選擇：

作用：指明在到達目的節點之前必須經過的路由節點。

路由選擇擴展首部如下:

剩余路由段從0開始，最大為23；n最大值為23。

?源節點發送分組時，將首部的目的地址字段，設置為地址向量表中的第一個地址。

?該分組一直被轉發，直到到達第一個節點，即目的 地址指定的節點。只有該路由器才檢查源路由選擇 擴展首部，沿途的該路由器之前的路由器都忽略源 路由選擇擴展首部。

路由選擇例子：

解釋：目的地址都是下一跳路由，中間節點通過剩余路由段數知道下一跳路由節點IP。

傳輸過程中，IPv6首部中的目的地址和地址向量表中的地址進行交換

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IPV4和IPV6處理路由選擇時的區別：

• IPV4每一個路由器都檢查選項中的路由選擇。
• IPV6只有在IP地址和目的地址字段中的地址一致的時候，才查看處理。

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IPV6過渡技術：

目前，成熟的技術主要有以下三種：

雙協議棧（Dual Stack）

隧道技術（Tunnel）

網絡地址轉換協議 NAT-PT（Network Address Translation Translation）

下面介紹每一個過渡方式它的優缺點以及基本的原理

雙協議棧（Dual Stack）

設備同時支持IPV4與IPV6協議

? 優點：互通性好，實現簡單，允許應用逐漸從IPv4過渡到IPv6

? 缺點：對每個IPv4節點都要升級，成本較大，沒有解決IPv4地址緊缺問題

隧道技術（Tunnel）：封裝

IPv6隧道將IPv6報文封裝在IPv4報文中，穿越IPv4網絡進行通信，它要求隧道兩端的網絡設備能夠支持雙棧協議

隧道技術可分別以第2層或第3層隧道協議為基礎：

PPTP（點對點隧道協議）、L2TP（第二層隧道協議）和L2F（第2層轉發協議）都屬于第2層隧道協議，是將用戶數據封裝在點對點協議（PPP）幀中通過互聯網發送。

IPIP（IP over IP）以及IPSec隧道模式屬于第3層隧道協議，是將IP包封裝在附加的IP包頭中，通過IP網絡傳送。

網絡地址轉換協議 NAT-PT（Network Address Translation Translation）

可以類比IPV4中的NAT，詳情:NAT百度百科

不過，NAT是端口多路復用（映射），而NAT-PT是通過NAT-PT網關實現IPV6到IPV4的映射。

實例:

解釋：

IPV6（IP為1::1）主機 想查詢IPV4（為1.1.1.3）主機，則向IPV4的DNS服務器發送報文，目的地址加上前綴

NAT-PT將地址轉換：源地址 IPV6被映射為IPV4，目的地址IPV4提取。

IPV4網絡傳輸，DNS接收后回復，又經過NAT-PT網關映射

IPV6收到DNS服務器的消息

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ISATAP基本的概念（如何使用）

ISATAP是一種非常容易部署的基于隧道的IPV6過度機制，只需要支持V4/V6雙棧的PC（左）和ISATATP路由器（右）即可實現對IPV6資源的訪問。

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圖解：

?IANA(The Internet Assigned Numbers Authority,互聯網數字分配機構)

分配給ISATAP主機和路由器各自一個接口標識

• 主機是0200：5EFE+原IPV4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖中是0200:5EFE:1.1.1.1 即0200:5EFE:0101:0101
• 路由器是0000：5EFE+原IPV4? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖中是0000:5EFE:2.2.2.2 即0000:5EFE:0202:0202

則原理就是在IPV4中創建一個ISATAP隧道，主機發送請求后，路由將自己的IPV6(全球單播地址)的/64前綴發給主機，使用前綴+”特殊的接口標識“來構造IPV6地址。之后就可以將IPV6資源訪問報文放在IPV4的包中，轉發給ISATAP路由器之后再由ISATAP路由器解封轉，轉發給IPV6目的主機。

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重點總結：

① IPv6地址長度128位，支持自動無狀態配置，無廣播地 址，以組播地址替代；

② IPv6數據報采用固定長度、固定格式，長度為40字節； 通過擴展頭來擴充數據報內容。去掉了頭長度、標志、 偏移、校驗和等非必須字段；

③ IPv6過渡技術主要包括雙棧技術、隧道技術和地址轉換 技術，需了解地址轉換技術NAT-PT、ISATAP的基本原 理和過程

總結

以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP（3）——IPV6的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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