IPV6网络协议基础知识 IPV6地址和IPV6报文格式详细介绍

IPV6网络协议基础知识

什么是IPv6？

IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六个版本，它是IPv4的继任者。由于IPv4地址空间的枯竭，IPv6被设计为具有更大的地址空间，以满足未来互联网的需求。

IPv6采用128位地址，相比IPv4的32位地址，IPv6的地址空间更大，可以提供约340万亿亿亿亿个地址。这使得IPv6能够支持更多的设备连接到互联网，并为每个设备分配一个唯一的全球地址。

IPv6地址

IPv6地址由8组16进制数（每组4个十六进制数字）组成，组之间使用冒号分隔。例如，一个IPv6地址的示例是：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

IPv6地址的格式还允许使用简写来减少冗余。例如，连续的0可以被省略，连续的一组0可以用双冒号（::）表示。例如，上面的IPv6地址可以简写为：2001:db8:85a3::8a2e:370:7334。

IPv6地址还可以分为三个部分：前缀、子网ID和接口ID。前缀用于标识网络，子网ID用于标识子网，接口ID用于标识设备。

IPv6报文格式

IPv6报文的格式如下：

+---------------------------+
|         版本号 (4 bits)        |
+---------------------------+
| 流量类别 (8 bits) |
+---------------------------+
|       流量标签 (20 bits)      |
+---------------------------+
|       负载长度 (16 bits)      |
+---------------------------+
|   下一个报文头 (8 bits)   |
+---------------------------+
|       跳数限制 (8 bits)       |
+---------------------------+
|         源地址 (128 bits)        |
+---------------------------+
|       目标地址 (128 bits)      |
+---------------------------+
|          负载 (可变长度)         |
+---------------------------+

• 版本号：指示报文使用的IPv6版本，占4个比特位。
• 流量类别：用于指定报文的优先级或服务质量，占8个比特位。
• 流量标签：用于标识报文所属的流，占20个比特位。
• 负载长度：指示报文头和负载的总长度，占16个比特位。
• 下一个报文头：指示紧随IPv6报文头的下一个报文头类型，占8个比特位。
• 跳数限制：类似于IPv4中的TTL（Time to Live），用于限制报文在网络中的跳数，占8个比特位。
• 源地址：指示报文的源IPv6地址，占128个比特位。
• 目标地址：指示报文的目标IPv6地址，占128个比特位。
• 负载：报文的有效载荷，可以是上层协议的数据。

示例说明

示例1：IPv6地址

考虑以下IPv6地址：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

这个地址可以简写为：2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

• 前缀：2001:db8:85a3
• 子网ID：无
• 接口ID：8a2e:370:7334

示例2：IPv6报文

假设有一个IPv6报文如下：

+---------------------------+
|         版本号 (4 bits)        |   0110
+---------------------------+
| 流量类别 (8 bits) |   00000000
+---------------------------+
|       流量标签 (20 bits)      |   00000000000000000000
+---------------------------+
|       负载长度 (16 bits)      |   0000000000000100
+---------------------------+
|   下一个报文头 (8 bits)   |   00000000
+---------------------------+
|       跳数限制 (8 bits)       |   11111111
+---------------------------+
|         源地址 (128 bits)        |   2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
+---------------------------+
|       目标地址 (128 bits)      |   2001:0db8:85a3::1
+---------------------------+
|          负载 (可变长度)         |   数据部分
+---------------------------+

在这个示例中，报文的版本号为6，流量类别为0，流量标签为0，负载长度为4个字节，下一个报文头为0，跳数限制为255，源地址为2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334，目标地址为2001:0db8:85a3::1，负载部分为实际的数据。

希望这些示例能帮助你更好地理解IPv6网络协议的基础知识、IPv6地址和IPv6报文格式。