ipv6白皮书详细讲ipv6技术
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2011-03-18
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IPV6 技术白皮书
第一章 IPv6 基础知识
IPv6 是\”Internet Protocol Version 6\”的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由 IETF
设计的用来替代现行的 IPv4 协议的一种新的 IP 协议。
今天的互联网大多数应用的是 IPv4 协议，IPv4 协议已经使用了 20 多年，在这 20 多年
的应用中，IPv4 获得了巨大的成功，同时随着应用范围的扩大，它也面临着越来越不容忽视
的危机，例如地址匮乏等等。
IPv6 是为了解决 IPv4 所存在的一些问题和不足而提出的，同时它还在许多方面提出了
改进，例如路由方面、自动配置方面。经过一个较长的 IPv4 和 IPv6 共存的时期，IPv6 最终
会完全取代 IPv4 在互连网上占据统治地位。对比 IPv4，IPv6 有如下的特点，这些特点也可
以称作是 IPv6 的优点：简化的报头和灵活的扩展 ；层次化的地址结构 ；即插即用的连网
方式 ；网络层的认证与加密 ；服务质量的满足 ；对移动通讯更好的支持。
1．1 简化的报头和灵活的扩展
IPv6 对数据报头作了简化，以减少处理器开销并节省网络带宽。IPv6 的报头由一个基本
报头和多个扩展报头(Extension Header)构成，基本报头具有固定的长度（40 字节），放置所
有路由器都需要处理的信息。由于 Internet 上的绝大部分包都只是被路由器简单的转发，因
此固定的报头长度有助于加快路由速度。IPv4 的报头有 15 个域，而 IPv6 的只有 8 个域，IPv4
的报头长度是由 IHL 域来指定的，而 IPv6 的是固定 40 个字节。这就使得路由器在处理 IPv6
报头时显得更为轻松。与此同时，IPv6 还定义了多种扩展报头，这使得 IPv6 变得极其灵活，
能提供对多种应用的强力支持，同时又为以后支持新的应用提供了可能。这些报头被放置在
IPv6 报头和上层报头之间，每一个可以通过独特的”下一报头”的值来确认。除了逐个路程段
选项报头（它携带了在传输路径上每一个节点都必须进行处理的信息）外，扩展报头只有在
它到达了在 IPv6 的报头中所指定的目标节点时才会得到处理(当多点播送时，则是所规定的
每一个目标节点)。在那里，在 IPv6 的下一报头域中所使用的标准的解码方法调用相应的模
块去处理第一个扩展报头(如果没有扩展报头，则处理上层报头)。每一个扩展报头的内容和
语义决定了是否去处理下一个报头。因此，扩展报头必须按照它们在包中出现的次序依次处
理。一个完整的 IPv6 的实现包括下面这些扩展报头的实现：逐个路程段选项报头，目的选
项报头，路由报头，分段报头，身份认证报头，有效载荷安全封装报头，最终目的报头。
1．2 层次化的地址结构
IPv6 将现有的 IP 地址长度扩大 4 倍，由当前 IPv4 的 32 位扩充到 128 位，以支持大规模
数量的网络节点。这样 IPv6 的地址总数就大约有 3.4*10E38 个。平均到地球表面上来说，每
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