從 IPv4 到 IPv6 過渡，無法錯過這些知識點

讓我們明確下各層的工作職責(以五層協(xié)議為例):

• 應用層,該層協(xié)議主要負責各個應用程序之間交互的規(guī)則.如HTTP,DNS,其交互的數據單元可以稱為”報文”.運輸層,為應用層提供通用的數據傳輸服務.為上層跑腿的.TCP,UDP均是運輸層協(xié)議.
• 網絡層,為網絡中不同的主機提供通信服務.IP協(xié)議工作在該層.
• 數據鏈路層,負責相鄰兩點的數據傳送.
• 物理層, 傳輸比特流, 0 或 1. 每一層將數據封裝成自己能理解的數據格式,交付給下一層,下一層將收到的作為自己的數據再次添加本層的必要數據,向下交付,直到鏈路層,傳遞到目的地后,每層再將該層的必要數據去掉,交付給上層.

如下圖:

• 首部校驗和, 占16位.數據報的首部校驗和,不包括數據部分.
• 源地址, 目的地址, 各占32位

IPV6

IPv6的出現(xiàn)是解決IPv4資源枯竭的問題.其仍然支持無連接的傳送, 但傳送的是PDU分組,而不是IPv4的數據報.

IP地址

IPv6的地址是128bit,在可預見的未來是夠用的.但和IPv4版本并不兼容, 若使用IPv4版本的主機A和使用IPv6版本的主機B之間通信是需要特殊處理的,在后面會介紹方法.

IPv6的地址表示

IPv6的地址采用冒號十六進制記法 , 8組4個16進制數字,中間使用冒號隔開.例如:

6845:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:9000:FFFF

• 若一組中全是0,可以省略三個.
• 若存在連續(xù)多組0,可以使用冒號取代,但只能壓縮一次 FF05:0:0:0:0:0:0:B3 可以壓縮為 FF05::B3 1090:0:0:0:8:800:200C:417A 可以壓縮為 1090::8:800:200C:417A 全零可記為 ::
• 最后的2組可以使用IPv4的點分十進制表示 0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 可表示為 ::128.10.2.1

數據報格式

IPv6數據報由兩大部分組成, 基本首部和有效載荷.有效載荷運行有0個或多個擴展首部.

可以看到,IPv6的首部是固定的40字節(jié),和IPv4不同;在組成上也有很大區(qū)別,下面看下各部分的意思.

• 版本, 占4位, 協(xié)議的版本,通信雙方需要相同
• 通信量類, 占8位.區(qū)分不同的IPv6的數據報或優(yōu)先級.
• 流標號, 占20位. IPv6一個新機制就是支持資源預分配, 運行路由把每個數據報與特定的資源分配和聯(lián)系.IPv6提出流的概念.指互聯(lián)網上從特定源點到特定終點的一系列數據報(如實時的音頻或視頻傳輸), 在這個流經過的路徑上路由都保證指明的服務質量.所有屬于同一個流的數據報具有相同的流標號.賦值為0即為關閉.
• 有效載荷長度, 占16位.指明除基本首部以外的字節(jié)數.大64KB.
• 下一首部, 占8位.相當于IPv4的協(xié)議字段或可選字段.
• 當IPv6沒有擴展首部時, 該字段和IPv4的協(xié)議字段一樣.
• 有擴展首部時,表示第一個擴展首部的類型.
• 跳數限制, 和IPv4的TTL一樣
• 源地址,目的地址, 各占128位

從IPv4向IPv6過渡

網絡如此龐大,從IPv4向IPv6的變換不可能一蹴而就.若要在兩個版本的協(xié)議下通信,有下面的2個方法

雙協(xié)議棧

簡單的說就是一個主機能夠理解兩個版本的內容,這樣主機也要有2個版本對應的IP地址.具有雙協(xié)議棧的主機, 可以通過DNS系統(tǒng)知道目的主機使用的協(xié)議版本.

下面是兩臺使用IPv6的主機通信示意圖,它們之間需要通過IPv4網絡, 在必要的時候經過雙協(xié)議棧的主機進行協(xié)議的轉換,當然轉換的時候有些信息可能丟失,這也是不可避免的.

使用隧道技術

隧道技術的原理是,在IPv6的數據需要進入IPv4網絡時,將IPv6的數據報(準確的說是PDU)當成IPv4數據報的數據部分,使用IPv4版本傳輸,在離開IPv4網絡時在此組裝成IPv6的數據,發(fā)往目的地.下面是一個示意圖:

結束語

關于IP協(xié)議,還有很多可以談的地方, 這里就不再深入了.讀完希望你能有一個”明鏡一樣”的感覺。

本文名稱：從 IPv4 到 IPv6 過渡，無法錯過這些知識點
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