为了解决 IPV4 地址资源的耗竭,IETF 小组在 1998 年规划设计了相对完善的新一代地址资源— IPv6,并于当年提出了新的 IPv6 协议草案标准。至此新一代互联网时代到来,新一代 IPv6 协议版本地址比 IPv4 协议版本地址容量更广、数据格式更为简洁、通信效率更高。但当前互联网社会所使用的设备几乎都是以 IPv4 地址协议来支撑,而 IPv4 与 IPv6 格式并不统一且协议内容并不兼容,那么两者的区别到底在哪? IPv6 的格式又是如何规定与分类呢?
三、IPv6 地址表示方法
IPV6 的 16 字节 ( 128bit ) 地址采用如下记法:每 2 个字节一组,共分 8 组,每组采用 16 进制表示方法,组与组之间用冒号 ":" 隔开。例如,8000:0000:0000:0000:1234:5678:90ab:defo.
当出现过多的 0 时可用双冒号来代替,如上 IP 地址
可简记为:8000:1234:5678:90ab:def0
支持 IPv4 地址。例如,0:0:0;0;0;0;202.119.224.80
在这个例子中,左边 6 个 16 进制数域以 IPv6 成组冒号分隔的,右面的 4 个字节以 IPv4 地址的十进制数格式予以表示,该地址格式也可写成:::202.119.224.80
四、IPv6 地址的分类
IPv6 在其地址前部加以不同的前缀来表示不同的地址分类。
前缀 00000000:保留。
前缀 010:基于运营者的地址,分配给公司,使公司用来向用户提供网络服务。
前缀 100:基于地理的地址,类似于 IPv4 地址。
前缀 1111111010:本地链路地址,用于单一链路或子网上寻址,不能集成于全程寻址体系。
前缀 1111111011:本地地区地址,只有局部意义,适用采用防火墙防止信息泄露。
前缀 11111111:多播地址,用于向一组地址发送数据报。
五、IPV4 与 IPV6 的报文区别
IPv4 报头各项功能
版本 ( version ) :协议版本号,对于 IPv4 该字段值设置为 4。
报头长度 ( Header length ) :32 位/字的数据报头长度。
服务级别 ( Type 0f service ) :指定优先级、可靠性及延迟参数。
数据单位长度 ( Total lengch ) :IP 总的数据报长度。
标识符 ( Fragrnent identification ) :表示协议、源和目的的特征。
标志 ( Flags ) :包括附加标志。
分段偏移量 ( Flagment offset ) : 分段偏移量(以 64 位为单位 ) 。
生命周期 ( Time to live ) :允许跨越的网络节点或 gateway 的数目。
用户协议( Protocolid ) : 请求 IP 的协议层。
报头校验(Header checksum ) : 只适应于报头。
源地址 ( Source address〉和目的地址 ( Destination address ) :16 位网络地址,48 位网络内主机地址。
选择项 ( Options ) : 鉴定额外的业务。
填充区 ( Padding ) : 确保报头的长度为 32 位的整数倍。
IPv6 报头各项功能:
IPV6 数据报格式由 3 部分组成:IP 而数据报头、扩展 ( 下一个头 ) 和高层数据。IPv6 数据报头长度为 40 字节,各项定义如下:
①版本 ( Version ) :标示版本号,IPV6 该字段值设置为 6
②优先级 ( ( Priority ) :当该字段为 0~7 时,表示在阻塞发生时允许进行延时处理,值越大优先级越高:当该字段为 8~15 时表示处理以固定速率传输的实时业务,值越大优先级越高。
③流标识 ( Fldw label ) :路由器根据流标识的值在连接前采取不同的策略。
④负载长度 ( Payload length ) :指扣除报头后的净负载长度。
⑤下一个 ( 扩展 ) 头 ( The next header ) :如果该数据有附加的扩展头,则该字段标识紧跟的下一个扩展头;若无,则标识传输层协议种类,如 UDP、TCP。
⑥跳的限制 ( Hop limit ) : 即转发上限,该字段是防止数据报传输过程中无休止的循环下去而设定的。该项首先被初始化,然后每经过一个路由器该值就减一,当减为零时仍未到达目的端时就丢弃该数据报。
⑦源地址(Source address)和目的地址 ( Destination address ) : 提供收发双方的 IP 地址。
另外,IPv6 作为新一代的 IP 协议,新增了扩展头,结构如下:
①逐项选项头 ( Hop — by — hop option head — er ) :该字段定义了途经路由器所需检验的信息。
②目的选项头:含目的站点处理的可选信息。
③路由选项头 ( Routing ) :提供了到达目的地所必须经过的中间路由器。
④分段 ( FragrrIentation ) 头:IPv6 对分段的处理类似于 IPv4,该字段包括数据报标识符、段号以及是否终止标识符。
⑤认证 ( AutheIltication ) 头:该字段保证了目的端对源端的身份验证。
⑥加载安全负载 ( Secudty encrypted payload ) 头:该字段对负载进行加密,以防止数据在传输过程中发生信息泄露。
所以IPV6与IPV4不管是从格式还是分类来说,都有很大不同。IP地址从32位变为128位,而且IPv4中一些低效率或很少使用的方面已经被废除或修改。