【计算机网络笔记】IPv6简介

系列文章目录

什么是计算机网络？
什么是网络协议？
计算机网络的结构
数据交换之电路交换
数据交换之报文交换和分组交换
分组交换 vs 电路交换
计算机网络性能（1）——速率、带宽、延迟
计算机网络性能（2）——时延带宽积、丢包率、吞吐量/率
计算机网络体系结构概念
OSI参考模型基本概念
OSI参考模型中非端-端层（物理层、数据链路层、网络层）功能介绍
OSI参考模型中端-端层（传输层、会话层、表示层、应用层）功能介绍
TCP/IP参考模型基本概念，包括五层参考模型
网络应用的体系结构
网络应用进程通信
网络应用对传输服务的需求
Web应用之HTTP协议（涉及HTTP连接类型和HTTP消息格式）
Cookie技术
Web缓存/代理服务器技术
传输层服务概述、传输层 vs. 网络层
传输层——多路复用和多路分用
传输层——UDP简介
传输层——可靠数据传输原理之Rdt协议
传输层——可靠数据传输之流水线机制与滑动窗口协议
传输层——TCP特点与段结构
传输层——TCP的可靠数据传输
TCP连接管理（图解三次握手和四次挥手）
传输层——拥塞控制原理与解决方法
TCP的拥塞控制机制
网络层服务与核心功能
网络层服务模型——虚电路网络
网络层服务模型——数据报网络
Internet网络的网络层——IP协议之IP数据报的结构
IP分片
IP编址与有类IP地址
IP子网划分与子网掩码
CIDR与路由聚合
DHCP协议
网络地址转换(NAT)
ICMP（互联网控制报文协议）

系列文章目录
动机
IPv4 vs IPv6
IPv6地址表示形式
IPv4向IPv6过渡

动机

最主要的动机：32位IPv4地址空间已分配殆尽。除此之外，另一个动机是期望改进首部格式。期望支持快速处理/转发数据报、支持QoS。

IPv4 vs IPv6

在数据报格式上做了一些改进：

固定长度的40字节基本首部，并且简化了字段的构成
路由器不再支持分片。这项工作由源主机和目的主机来完成

在这里插入图片描述

路由器基本不会对选项部分做处理，所以能够快速地进行IPv6数据报的处理和转发。从而提高了数据的传输速率

IPv6数据报格式如下所示：

在这里插入图片描述

版本号和IPv4是一样的，换句话说就是兼容了IPv4
优先级(priority): 标识数据报的优先级
流标签(flow Label): 标识同一“流”中的数据报。流就是从特定的主机出发到特定的目的的一系列的数据报。这一系列数据报的流标签是相同的
下一个首部(next header): 标识下一个选项首部或上层协议首部(如TCP首部)
跳步限制：基本对应了IPv4里的TTL。定义了能够经过的最大的路由器数

IPv6和IPv4相比的其他改变：

校验和(checksum)被彻底移除，以减少每跳处理时间
选项(options)：允许，但是从基本首部移出，定义多个选项首部，通过“下一个首部”字段指示
伴随着新版的IPv6协议，ICMP也做了改变，称为ICMPv6。主要有两点改变：附加报文类型、多播组管理功能

IPv6地址表示形式

将128划分为8组，每组16位，用十六进制表示，并且用冒号进行分隔。

一般形式: 1080:0:FF:0:8:800:200C:417A
压缩形式: FF01:0:0:0:0:0:0:43 压缩→FF01::43
IPv4-嵌入形式: 0:0:0:0:0:FFFF:13.1.68.3 或 ::FFFF:13.1.68.3
地址前缀: 2002:43c:476b::/48 (注: IPv6不再使用掩码!)
URLs: http://[3FFE::1:800:200C:417A]:8000

IPv6基本地址类型：

单播(unicast): 用于一对一通信。单播地址标识唯一一个网络接口。单播地址可以出现在IPv6数据报的源地址和目的地址
多播(multicast): 用于一对多通信。实际上标识的一组网络接口。多播地址只能出现在目的地址。也就是说IPv6数据报是发送给一个多播组的
任意播(anycast)：一对一组之一（最近一个）通信。任意播地址也只能出现在目的地址。只不过向这个地址发送IPv6数据报的时候，会被送到这组接口中的其中一个上去，通常是最近的那个