作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，協(xié)議類型現(xiàn)在在使用的有兩種，一個(gè)是IPv4，一個(gè)就是IPv6。為了能容納更多的信息，我們擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)地址，也就是IPv6誕生的原因，所以，在這里我們來介紹一下它的結(jié)構(gòu)也就是IPv6數(shù)據(jù)包的技術(shù)知識(shí)。

技術(shù)信息概述

IPv6包由IPv6包頭（40字節(jié)固定長度）、擴(kuò)展包頭和上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元三部分組成。

IPv6包擴(kuò)展包頭中的分段包頭（下文詳述）中指名了IPv6包的分段情況。

其中不可分段部分包括：IPv6包頭、Hop-by-Hop選項(xiàng)包頭、目的地選項(xiàng)包頭（適用于中轉(zhuǎn)路由器）和路由包頭；可分段部分包括：認(rèn)證包頭、ESP協(xié)議包頭、目的地選項(xiàng)包頭（適用于最終目的地）和上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。但是需要注意的是，在IPv6中，只有源節(jié)點(diǎn)才能對(duì)負(fù)載進(jìn)行分段，并且IPv6超大包不能使用該項(xiàng)服務(wù)。

下文還將簡述IPv6尋址、路由以及自動(dòng)配置的相關(guān)內(nèi)容。

IPv6數(shù)據(jù)包：包頭

IPv6包頭長度固定為40字節(jié)，去掉了IPv4中一切可選項(xiàng)，只包括8個(gè)必要的字段，因此盡管IPv6地址長度為IPv4的四倍，IPv6包頭長度僅為IPv4包頭長度的兩倍。

其中的各個(gè)字段分別為：Version（版本號(hào)）：4位，IP協(xié)議版本號(hào)，值=6。

TrafficeClass（通信類別）：8位，指示IPv6數(shù)據(jù)流通信類別或優(yōu)先級(jí)。功能類似于IPv4的服務(wù)類型（TOS）字段。

FlowLabel（流標(biāo)記）：20位，IPv6新增字段，標(biāo)記需要IPv6路由器特殊處理的數(shù)據(jù)流。該字段用于某些對(duì)連接的服務(wù)質(zhì)量有特殊要求的通信，諸如音頻或視頻等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。在IPv6中，同一信源和信宿之間可以有多種不同的數(shù)據(jù)流，彼此之間以非“0”流標(biāo)記區(qū)分。如果不要求路由器做特殊處理，則該字段值置為“0”。

PayloadLength（負(fù)載長度）：16位負(fù)載長度。負(fù)載長度包括擴(kuò)展頭和上層PDU，16位最多可表示65535字節(jié)負(fù)載長度。超過這一字節(jié)數(shù)的負(fù)載，該字段值置為“0”，使用擴(kuò)展頭逐個(gè)跳段（Hop-by-Hop）選項(xiàng)中的巨量負(fù)載（JumboPayload）選項(xiàng)。

NextHeader（下一包頭）：8位，識(shí)別緊跟IPv6頭后的包頭類型，如擴(kuò)展頭（有的話）或某個(gè)傳輸層協(xié)議頭（諸如TCP，UDP或著ICMPIPv6）。

HopLimit（跳段數(shù)限制）：8位，類似于IPv4的TTL（生命期）字段。與IPv4用時(shí)間來限定包的生命期不同，IPv6用包在路由器之間的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)來限定包的生命期。包每經(jīng)過一次轉(zhuǎn)發(fā)，該字段減1，減到0時(shí)就把這個(gè)包丟棄。

SourceAddress（源地址）：128位，發(fā)送方主機(jī)地址。

DestinationAddress（目的地址）：128位，在大多數(shù)情況下，目的地址即信宿地址。但如果存在路由擴(kuò)展頭的話，目的地址可能是發(fā)送方路由表中下一個(gè)路由器接口。

IPv6數(shù)據(jù)包：擴(kuò)展包頭

IPv6包頭設(shè)計(jì)中對(duì)原IPv4包頭所做的一項(xiàng)重要改進(jìn)就是將所有可選字段移出IPv6包頭，置于擴(kuò)展頭中。由于除Hop-by-Hop選項(xiàng)擴(kuò)展頭外，其他擴(kuò)展頭不受中轉(zhuǎn)路由器檢查或處理，這樣就能提高路由器處理包含選項(xiàng)的IPv6分組的性能。

通常，一個(gè)典型的IPv6包，沒有擴(kuò)展頭。僅當(dāng)需要路由器或目的節(jié)點(diǎn)做某些特殊處理時(shí)，才由發(fā)送方添加一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展頭。與IPv4不同，IPv6擴(kuò)展頭長度任意，不受40字節(jié)限制，以便于日后擴(kuò)充新增選項(xiàng)，這一特征加上選項(xiàng)的處理方式使得IPv6選項(xiàng)能得以真正的利用。但是為了提高處理選項(xiàng)頭和傳輸層協(xié)議的性能，擴(kuò)展頭總是8字節(jié)長度的整數(shù)倍。

目前，RFC2460中定義了以下6個(gè)IPv6擴(kuò)展頭：Hop-by-Hop（逐個(gè)跳段）選項(xiàng)包頭、目的地選項(xiàng)包頭、路由包頭、分段包頭、認(rèn)證包頭和ESP協(xié)議包頭：#p#

（一）Hop-by-Hop選項(xiàng)包頭包含分組傳送過程中，每個(gè)路由器都必須檢查和處理的特殊參數(shù)選項(xiàng)。其中的選項(xiàng)描述一個(gè)分組的某些特性或用于提供填充。這些選項(xiàng)有：

Pad1選項(xiàng)（選項(xiàng)類型為0），填充單字節(jié)。

PadN選項(xiàng)（選項(xiàng)類型為1），填充2個(gè)以上字節(jié)。

JumboPayload選項(xiàng)（選項(xiàng)類型為194），用于傳送超大分組。使用JumboPayload選項(xiàng)，分組有效載荷長度***可達(dá)4,294,967,295字節(jié)。負(fù)載長度超過65,535字節(jié)的IPv6包稱為“超大包”。

路由器警告選項(xiàng)（選項(xiàng)類型為5），提醒路由器分組內(nèi)容需要做特殊處理。路由器警告選項(xiàng)用于組播收聽者發(fā)現(xiàn)和RSVP（資源預(yù)定）協(xié)議。

（二）目的地選項(xiàng)包頭指名需要被中間目的地或最終目的地檢查的信息。有兩種用法：

如果存在路由擴(kuò)展頭，則每一個(gè)中轉(zhuǎn)路由器都要處理這些選項(xiàng)。

如果沒有路由擴(kuò)展頭，則只有最終目的節(jié)點(diǎn)需要處理這些選項(xiàng)。

（三）路由包頭

類似于IPv4的松散源路由。IPv6的源節(jié)點(diǎn)可以利用路由擴(kuò)展包頭指定一個(gè)松散源路由，即分組從信源到信宿需要經(jīng)過的中轉(zhuǎn)路由器列表。

（四）分段包頭

提供分段和重裝服務(wù)。當(dāng)分組大于鏈路***傳輸單元（MTU）時(shí)，源節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)分組進(jìn)行分段，并在分段擴(kuò)展包頭中提供重裝信息。

（五）認(rèn)證包頭

提供數(shù)據(jù)源認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性檢查和反重播保護(hù)。認(rèn)證包頭不提供數(shù)據(jù)加密服務(wù)，需要加密服務(wù)的數(shù)據(jù)包，可以結(jié)合使用ESP協(xié)議。

（六）ESP協(xié)議包頭

提供加密服務(wù)。

IPv6數(shù)據(jù)包：上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元

上層數(shù)據(jù)單元即PDU，全稱為ProtocolDataUnit。

PDU由傳輸頭及其負(fù)載（如ICMP IPv6消息、或UDP消息等）組成。而IPv6包有效負(fù)載則包括IPv6擴(kuò)展頭和PDU，通常所能允許的***字節(jié)數(shù)為65535字節(jié)，大于該字節(jié)數(shù)的負(fù)載可通過使用擴(kuò)展頭中的Jumbo Payload（見上文）選項(xiàng)進(jìn)行發(fā)送。