IP 基础知识总结(三)

简介: 路由器对分组进行转发后,就会把数据包传到网络上,数据包最终是要传递到客户端或者服务器上的,那么数据包怎么知道要发往哪里呢?起到关键作用的就是 IP 协议。

IPv6 扩展首部

IPv6 首部长度固定,无法将选项字段加入其中,取而代之的是 IPv6 使用了扩展首部

扩展首部通常介于 IPv6 首部与 TCP/UDP 首部之间,在 IPv4 中可选长度固定 40 字节,在 IPv6 中没有这样的限制。IPv6 的扩展首部可以是任意长度。扩展首部中还可以包含扩展首部协议和下一个扩展字段。

IPv6 首部中没有标识和标志字段,对 IP 进行分片时,需要使用到扩展首部

微信图片_20220416144422.png

具体的扩展首部表如下所示

微信图片_20220416144425.png

下面我们来看一下 IPv6 都有哪些特点

IPv6 特点

IPv6 的特点在 IPv4 中得以实现,但是即便实现了 IPv4 的操作系统,也未必实现了 IPv4 的所有功能。而 IPv6 却将这些功能大众化了,也就表明这些功能在 IPv6 已经进行了实现,这些功能主要有

  • 地址空间变得更大:这是 IPv6 最主要的一个特点,即支持更大的地址空间。
  • 精简报文结构: IPv6 要比 IPv4 精简很多,IPv4 的报文长度不固定,而且有一个不断变化的选项字段;IPv6 报文段固定,并且将选项字段,分片的字段移到了 IPv6 扩展头中,这就极大的精简了 IPv6 的报文结构。
  • 实现了自动配置:IPv6 支持其主机设备的状态和无状态自动配置模式。这样,没有 DHCP 服务器不会停止跨段通信。
  • 层次化的网络结构:IPv6 不再像 IPv4 一样按照 A、B、C等分类来划分地址,而是通过 IANA -> RIR -> ISP 这样的顺序来分配的。IANA 是国际互联网号码分配机构,RIR 是区域互联网注册管理机构,ISP 是一些运营商(例如电信、移动、联通)。
  • IPSec:IPv6 的扩展报头中有一个认证报头、封装安全净载报头,这两个报头是 IPsec 定义的。通过这两个报头网络层自己就可以实现端到端的安全,而无需像 IPv4 协议一样需要其他协议的帮助。
  • 支持任播:IPv6 引入了一种新的寻址方式,称为任播寻址。

IPv6 地址

我们知道,IPv6 地址长度为 128 位,他所能表示的范围是 2 ^ 128 次幂,这个数字非常庞大,几乎涵盖了你能想到的所有主机和路由器,那么 IPv6 该如何表示呢?

一般我们将 128 比特的 IP 地址以每 16 比特为一组,并用 : 号进行分隔,如果出现连续的 0 时还可以将 0 省略,并用 :: 两个冒号隔开,记住,一个 IP 地址只允许出现一次两个连续的冒号。

下面是一些 IPv6 地址的示例

  • 二进制数表示

微信图片_20220416144430.png

  • 用十六进制数表示

微信图片_20220416144434.png

  • 出现两个冒号的情况

微信图片_20220416144437.png

如上图所示,A120 和 4CD 中间的 0 被 :: 所替换了。

总结

这篇文章我们主要介绍了 IP 地址等相关内容,也为你引出了 IPv4 和 IPv6 的报文构造和基本特征。

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