從 IPv4 到 IPv6 過(guò)渡，無(wú)法錯(cuò)過(guò)這些知識(shí)點(diǎn)

讓我們明確下各層的工作職責(zé)(以五層協(xié)議為例):

• 應(yīng)用層,該層協(xié)議主要負(fù)責(zé)各個(gè)應(yīng)用程序之間交互的規(guī)則.如HTTP,DNS,其交互的數(shù)據(jù)單元可以稱為”報(bào)文”.運(yùn)輸層,為應(yīng)用層提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù).為上層跑腿的.TCP,UDP均是運(yùn)輸層協(xié)議.
• 網(wǎng)絡(luò)層,為網(wǎng)絡(luò)中不同的主機(jī)提供通信服務(wù).IP協(xié)議工作在該層.
• 數(shù)據(jù)鏈路層,負(fù)責(zé)相鄰兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送.
• 物理層, 傳輸比特流, 0 或 1. 每一層將數(shù)據(jù)封裝成自己能理解的數(shù)據(jù)格式,交付給下一層,下一層將收到的作為自己的數(shù)據(jù)再次添加本層的必要數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)去掉,交付給上層.

如下圖:

• 首部校驗(yàn)和, 占16位.數(shù)據(jù)報(bào)的首部校驗(yàn)和,不包括數(shù)據(jù)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(wèn)題.其仍然支持無(wú)連接的傳送, 但傳送的是PDU分組,而不是IPv4的數(shù)據(jù)報(bào).

IP地址

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

IPv6的地址表示

IPv6的地址采用冒號(hào)十六進(jìn)制記法 , 8組4個(gè)16進(jìn)制數(shù)字,中間使用冒號(hào)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(gè).
• 若存在連續(xù)多組0,可以使用冒號(hào)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(diǎn)分十進(jìn)制表示 0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 可表示為 ::128.10.2.1

數(shù)據(jù)報(bào)格式

IPv6數(shù)據(jù)報(bào)由兩大部分組成, 基本首部和有效載荷.有效載荷運(yùn)行有0個(gè)或多個(gè)擴(kuò)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(shù)據(jù)報(bào)或優(yōu)先級(jí).
• 流標(biāo)號(hào), 占20位. IPv6一個(gè)新機(jī)制就是支持資源預(yù)分配, 運(yùn)行路由把每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)與特定的資源分配和聯(lián)系.IPv6提出流的概念.指互聯(lián)網(wǎng)上從特定源點(diǎn)到特定終點(diǎn)的一系列數(shù)據(jù)報(bào)(如實(shí)時(shí)的音頻或視頻傳輸), 在這個(gè)流經(jīng)過(guò)的路徑上路由都保證指明的服務(wù)質(zhì)量.所有屬于同一個(gè)流的數(shù)據(jù)報(bào)具有相同的流標(biāo)號(hào).賦值為0即為關(guān)閉.
• 有效載荷長(zhǎng)度, 占16位.指明除基本首部以外的字節(jié)數(shù).大64KB.
• 下一首部, 占8位.相當(dāng)于IPv4的協(xié)議字段或可選字段.
• 當(dāng)IPv6沒(méi)有擴(kuò)展首部時(shí), 該字段和IPv4的協(xié)議字段一樣.
• 有擴(kuò)展首部時(shí),表示第一個(gè)擴(kuò)展首部的類型.
• 跳數(shù)限制, 和IPv4的TTL一樣
• 源地址,目的地址, 各占128位

從IPv4向IPv6過(guò)渡

網(wǎng)絡(luò)如此龐大,從IPv4向IPv6的變換不可能一蹴而就.若要在兩個(gè)版本的協(xié)議下通信,有下面的2個(gè)方法

雙協(xié)議棧

簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一個(gè)主機(jī)能夠理解兩個(gè)版本的內(nèi)容,這樣主機(jī)也要有2個(gè)版本對(duì)應(yīng)的IP地址.具有雙協(xié)議棧的主機(jī), 可以通過(guò)DNS系統(tǒng)知道目的主機(jī)使用的協(xié)議版本.

下面是兩臺(tái)使用IPv6的主機(jī)通信示意圖,它們之間需要通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò), 在必要的時(shí)候經(jīng)過(guò)雙協(xié)議棧的主機(jī)進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換,當(dāng)然轉(zhuǎn)換的時(shí)候有些信息可能丟失,這也是不可避免的.

使用隧道技術(shù)

隧道技術(shù)的原理是,在IPv6的數(shù)據(jù)需要進(jìn)入IPv4網(wǎng)絡(luò)時(shí),將IPv6的數(shù)據(jù)報(bào)(準(zhǔn)確的說(shuō)是PDU)當(dāng)成IPv4數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分,使用IPv4版本傳輸,在離開IPv4網(wǎng)絡(luò)時(shí)在此組裝成IPv6的數(shù)據(jù),發(fā)往目的地.下面是一個(gè)示意圖:

結(jié)束語(yǔ)

關(guān)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(gè)”明鏡一樣”的感覺。

文章題目：從 IPv4 到 IPv6 過(guò)渡，無(wú)法錯(cuò)過(guò)這些知識(shí)點(diǎn)
新聞來(lái)源：http://www.muchs.cn/news4/104654.html

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