Die Kriterien für IPv4 wurden Ende der 1970er Jahre festgelegt.In den frühen 1990er Jahren führte die Nutzung des WWW zu einer explosionsartigen Entwicklung des Internets.Mit der zunehmenden Komplexität der Internet-Anwendungstypen und der Diversifizierung der Endgeräte gerät die Bereitstellung globaler unabhängiger IP-Adressen zunehmend unter Druck.In diesem Umfeld wurde 1999 das IPv6-Abkommen geboren.
IPv6 verfügt über einen Adressraum von bis zu 128 Bit, wodurch das Problem einer unzureichenden IPv4-Adresse vollständig gelöst werden kann.Da die IPv4-Adresse 32-Bit-Binär ist, beträgt die Anzahl der darstellbaren IP-Adressen 232 = 42949,9672964 Milliarden, es gibt also etwa 4 Milliarden IP-Adressen im Internet.Nach dem Upgrade auf 128-Bit-IPv6 betragen die IP-Adressen im Internet theoretisch 2128 = 3,4 * 1038. Wenn die Erdoberfläche (einschließlich Land und Wasser) mit Computern bedeckt ist, ermöglicht IPv6 7 * 1023 IP-Adressen pro Quadratmeter;Wenn die Adresszuweisungsrate 1 Million pro Mikrosekunde beträgt, dauert es 1019 Jahre, bis alle Adressen zugewiesen sind.
Format der IPv6-Pakete
Das IP v6-Paket verfügt über einen 40-Byte-Basis-Header (Basis-Header), danach über 0 oder mehr erweiterte Header (Erweiterungs-Header) und dann Daten.Die folgende Abbildung zeigt das grundlegende Header-Format von IPv6.Jedes IPV-6-Paket beginnt mit dem Basis-Header.Viele Felder im Basisheader von IPv6 können direkt den Feldern in IPv4 entsprechen.
(1) Das Feld Version (Version) besteht aus 4 Bits und beschreibt die Version des IP-Protokolls.Für IPv6 ist der Feldwert 0110, was der Dezimalzahl 6 entspricht.
(2) Kommunikationstyp (Verkehrsklasse): Dieses Feld belegt 8 Bit, einschließlich des Prioritätsfelds (Priorität) mit 4 Bit.Erstens unterteilt IPv6 den Stream in zwei Kategorien: Überlastungskontrolle und nicht Überlastungskontrolle.Jede Kategorie ist in acht Prioritäten unterteilt.Je größer der Prioritätswert ist, desto wichtiger ist die Gruppe.Für die Überlastungskontrolle beträgt die Priorität 0 bis 7, und die Übertragungsrate solcher Pakete kann verlangsamt werden, wenn eine Überlastung auftritt.Da die Überlastung nicht kontrolliert werden kann, beträgt die Priorität 8 bis 15, bei denen es sich um Echtzeitdienste handelt, beispielsweise um die Übertragung von Audio- oder Videodiensten.Die Paketübertragungsrate für diesen Dienst ist konstant, auch wenn einige Pakete verworfen werden, erfolgt keine erneute Übertragung.
(3) Flussmarkierung (Flussmarkierung): Das Feld belegt 20 Bit.Flow ist eine Reihe von Datenpaketen im Internet von einem bestimmten Quellstandort zu einem bestimmten Zielstandort (Unicast oder Multicast).Alle Pakete, die zum selben Stream gehören, haben das gleiche Stream-Label.Die Quellstation wählt zufällig eine Flussmarkierung aus 224-1 Flussmarkierungen aus.Die Fließmarkierung 0 ist reserviert, um nicht verwendete Fließmarkierungen anzuzeigen.Die zufällige Auswahl von Stream-Labels durch die Quellstation führt nicht zu Konflikten zwischen Computern.Denn der Router verwendet eine Kombination aus Quelladresse und Flow-Label des Pakets, wenn er einen bestimmten Stream mit einem Paket verknüpft.
Alle Pakete, die von einer Quellstation mit demselben Stream-Label ungleich Null stammen, müssen dieselbe Quell- und Zieladresse, denselben Hop-by-Hop-Optionsheader (sofern dieser Header vorhanden ist) und denselben Routing-Auswahl-Header (sofern dieser Header vorhanden ist) haben existiert).Dies hat den Vorteil, dass der Router bei der Verarbeitung eines Pakets lediglich das Flow-Label überprüft, ohne etwas anderes im Paket-Header zu überprüfen.Kein Flussetikett hat eine bestimmte Bedeutung, und die Quellstation sollte im erweiterten Header die spezielle Verarbeitung angeben, die jeder Router für sein Paket durchführen soll
(4) Nettolastlänge (Nutzlastlänge): Die Feldlänge beträgt 16 Bit, was die Anzahl der im IPv6-Paket enthaltenen Bytes mit Ausnahme des Headers selbst angibt.Dies zeigt, dass ein IPv6-Paket 64 KB Daten enthalten kann.Da die Header-Länge von IPv6 fest ist, ist es nicht wie bei IPv4 erforderlich, die Gesamtlänge des Pakets (die Summe aus Header- und Datenteilen) anzugeben.
(5) Der nächste Header (Nächster Header): 8 Bit lang.Identifiziert den Typ des expandierenden Headers, der dem IPv6-Header folgt.Dieses Feld gibt den Typ eines Headers an, der unmittelbar auf den Basisheader folgt.
(6)Das Hop-Limit (Hop-Limit): (belegt 8 Bits), um zu verhindern, dass Pakete auf unbestimmte Zeit im Netzwerk verbleiben.Die Quellstation legt beim Senden jedes Pakets ein bestimmtes Hop-Limit fest.Wenn jeder Router das Paket weiterleitet, sollte der Wert des Feldes für Hop-Limit um 1 reduziert werden. Wenn der Wert von Hop-Limit 0 ist, sollte das Paket verworfen werden.Dies entspricht dem Lebensdauerfeld im IPv4-Header, ist jedoch einfacher als die Berechnungsintervallzeit in IPv4.
(7) Quell-IP-Adresse (Quelladresse): Dieses Feld belegt 128 Bit und ist die IP-Adresse der sendenden Station dieses Pakets.
(8) Ziel-IP-Adresse (Zieladresse): Dieses Feld belegt 128 Bit und ist die IP-Adresse der Empfangsstation dieses Pakets.
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