IPv6技术白皮书(二):IPv6报文格式详解

1 IPv6报文基本头格式

图1.IPv6基本头结构

  • Version:
    4比特,值为6表示IPv6报文
  • Traffic Class:
    ]8比特,类似于IPv4中的TOS域
  • Flow Label:
    20比特。IPv6中新增。流标签可用来标记特定流的报文,以便在网络层区分不同的报文。转发路径上的路由器可以根据流标签来区分流并进行处理。由于流标签在IPv6报文头中携带,转发路由器可以不必根据报文内容来识别不同的流,目的节点也同样可以根据流标签识别流,同时由于流标签在报文头中,因此使用IPSec后仍然可以根据流标签进行QoS处理。
  • Payload Length:
    16比特。以字节为单位的IPv6载荷长度,也就是IPv6报文基本头以后部分的长度(包括所有扩展头部分)。
  • Next Header:
    8比特。用来标识当前头(基本头或扩展头)后下一个头的类型。此域内定义的类型与IPv4中的协议域值相同。Pv6定义的扩展头由基本头或扩展头中的扩展头域链接成一条链。这一机制下处理扩展头更高效,转发路由器只处理必须处理的选项头,提高了转发效率。
  • Hop Limit:
    8比特。和IPv4中的TTL字段类似。每个转发此报文的节点把此域减1,如果此域值减到0则丢弃。
  • Source Address:
    128比特。报文的源地址。
  • Destination Address:
    128比特。报文的目的地址

2 IPv6报文扩展头格式

图2 IPv6扩展头结构

IPv6选项字段是通过形成链式结构的扩展头支持的。IPv6基本头后面可以有0到多个扩展头。

IPv6扩展头排列顺序如下:


(1) 逐跳选项头

值为0(在IPv6基本头中定义)。此选项头被转发路径所有节点处理。目前在路由告警(RSVP和MLDv1)与Jumbo帧处理中使用了逐跳选项头。路由告警需要通知到转发路径中所有节点,需要使用逐跳选项头。Jumbo帧是长度超过65535的报文,传输这种报文需要转发路径中所有节点都能正常处理,因此也需要使用逐跳选项头功能。


(2) 目的选项头

值为60。只可能出现在两个位置:

  • 路由头前
    这时此选项头被目的节点和路由头中指定的节点处理。
  • 上层头前(任何ESP选项后)
    此时只能被目的节点处理。Mobile IPv6中使用了目的选项头。Mobile IPv6中新增加一种类型的目的选项头(家乡地址选项)。家乡地址选项由目的选项头携带,用于移动节点离开家乡后通知接收节点此移动节点对应的家乡地址。接收节点收到带有家乡地址选项的报文后,会把家乡地址选项中源地址(移动节点的家乡地址)和报文中源地址(移动节点的转交地址)交换,这样上层协议始终认为是在和移动节点的家乡地址在通信,实现了移动漫游功能。


(3) 路由头

值为43。用于源路由选项和Mobile IPv6。


(4) 分片头

值为44。此选项头在源节点发送的报文超过Path MTU(源和目的之间传输路径的MTU)时对报文分片时使用。


(5) 验证头(AH头)

值为51。用于IPSec,提供报文验证、完整性检查。定义和IPv4中相同。


(6) 封装安全载荷头(ESP头)

值为50。用于IPSec,提供报文验证、完整性检查和加密。定义和IPv4中相同。


(7) 上层头

上层协议头,如TCP/UDP/ICMP等

目的选项头最多出现两次(一次在路由头前,一次在上层协议头前),其它选项头最多出现一次。但IPv6节点必须能够处理选项头(逐跳选项头除外,它固定只能进随基本头之后)的任意出现位置和任意出现次数,以保证互通性。

3 IPv6 ICMP报文格式

图3 ICMP报文结构

ICMPv6功能与ICMPv4类似。ICMPv6用于IPv6节点报告报文处理过程中发生的错误以及完成其它层的功能,例如诊断功能(ICMPv6 “ping”)。ICMPv6是IPv6的一部分,每个IPv6节点都必须实现。

ICMPv6报文主要分两类:


(1) 差错报文

  • 目的地不可达报文
  • 报文长度超大报文(用于路径MTU发现协议)
  • 传输超时报文(相当于IPv4 TTL等于0时触发的ICMP报文)
  • 报文参数错误报文


(2) 信息报文

  • 回显请求报文
  • 回显应答报文

原创文章,作者:满天星,如若转载,请注明出处:https://www.ipv6s.com/basis/20100815136.html

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