第三章網(wǎng)際協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議

網(wǎng)際協(xié)議（IP）負(fù)責(zé)通過(guò)相互連接的一組網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)塊（數(shù)據(jù)報(bào)）。IP接受來(lái)自TCP或用戶數(shù)據(jù)報(bào)（UDP）等更高層次協(xié)議的這些數(shù)據(jù)塊，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)接口層，并通過(guò)Internet傳送這些數(shù)據(jù)塊。

IP是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)報(bào)格式傳輸。IP協(xié)議提出路由選擇路由選擇處理機(jī)路由選擇協(xié)議路由表3輸入端口3交換結(jié)構(gòu)輸入端口輸出端口分組轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)表分組處理輸出端口……11133122223——網(wǎng)絡(luò)層2——數(shù)據(jù)鏈路層1——物理層典型的路由器結(jié)構(gòu)

輸入端口對(duì)線路上收到的分組的處理IP協(xié)議提出數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢臀膊亢?，將分組送到網(wǎng)絡(luò)層的隊(duì)列中排隊(duì)等待處理。這會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)延。物理層處理數(shù)據(jù)鏈路層處理網(wǎng)絡(luò)層處理分組排隊(duì)

交換結(jié)構(gòu)

輸入端口的處理從線路接收分組查表和轉(zhuǎn)發(fā)輸出端口將交換結(jié)構(gòu)傳送來(lái)的分組發(fā)送到線路IP協(xié)議當(dāng)交換結(jié)構(gòu)傳送過(guò)來(lái)的分組先進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)鏈路層處理模塊將分組加上鏈路層的首部和尾部，交給物理層后發(fā)送到外部線路。物理層處理數(shù)據(jù)鏈路層處理網(wǎng)絡(luò)層處理分組排隊(duì)向線路發(fā)送分組緩存管理交換結(jié)構(gòu)IP模塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)際協(xié)議IP及其配套協(xié)議IP協(xié)議各種應(yīng)用層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)接口層(TELNET,FTP,SMTP等)物理硬件運(yùn)輸層TCP,UDP應(yīng)用層ICMPIPRARPARP與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層IGMP網(wǎng)際協(xié)議概述

向網(wǎng)絡(luò)接口層傳輸數(shù)據(jù)；

在端站之間提供無(wú)連接（數(shù)據(jù)報(bào)）傳送服務(wù)。每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)攜帶一個(gè)完整的目的地址，并獨(dú)立于其他數(shù)據(jù)報(bào)在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行路由，此時(shí)不需要建立連接和邏輯鏈路。

為那些最大數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度小于數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送提供一種數(shù)據(jù)報(bào)分段和重組機(jī)制。IP的功能IP特性無(wú)連接傳遞——數(shù)據(jù)報(bào)獨(dú)立傳輸、IP不維護(hù)通信雙方之間的連接細(xì)節(jié)。不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴惶峁┐_認(rèn)功能，不提供對(duì)丟失或破壞數(shù)據(jù)的重傳機(jī)制，不提供流量控制或數(shù)據(jù)包排序機(jī)制?！氨M力而為”的傳遞機(jī)制——提供了一個(gè)16位報(bào)頭校驗(yàn)和，用于接收節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包傳送是否正確。IP數(shù)據(jù)報(bào)格式

目前，已經(jīng)有2種IP版本成為標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是IPv4和IPv6，后者是前者的升級(jí)?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)使用的較多的是IPv4。04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

IP

地址目地站

IP

地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)

服務(wù)類型（typeofservice）：告訴子網(wǎng)它需要什么類型的服務(wù)例如，對(duì)數(shù)字話音要求快速傳遞；而對(duì)文件傳輸無(wú)差錯(cuò)比快速更重要。該域中，左起3位為優(yōu)先級(jí)（precedence）字段，從0（正常）到7（網(wǎng)絡(luò)控制分組）。后跟4個(gè)標(biāo)識(shí)（flag）位分別表示延遲、吞吐量和可靠性，它們?cè)试S主機(jī)指明在以上三項(xiàng)指標(biāo)中它最關(guān)心什么。最后一位沒有定義。采用數(shù)據(jù)包優(yōu)先（優(yōu)先級(jí)）和路由器優(yōu)先（服務(wù)類型）的方法，但靈活性不夠，選項(xiàng)過(guò)少，目前的路由器不再支持這種服務(wù)類型字段。

服務(wù)類型字段重定義：差分服務(wù)利用差分服務(wù)代碼點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(

DSCP

)確定流量的優(yōu)先等級(jí)，并依據(jù)這個(gè)等級(jí)值排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)流量實(shí)時(shí)應(yīng)用就需要用到DSCP46對(duì)應(yīng)的加速轉(zhuǎn)發(fā)擁塞控制利用顯式擁塞控制(ECN)來(lái)向設(shè)備提供一種在路由器開始丟棄數(shù)據(jù)包之前，鏈路發(fā)生擁塞時(shí)相互通知的方法01234567優(yōu)先級(jí)ToS0ToS=1000—

最小延遲

0100—

最大吞吐量

0010—

最大可靠性0001—

最小成本0000—

正常業(yè)務(wù)CISCO提出的服務(wù)類型組件：04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)標(biāo)識(shí)（identification）：

由信源機(jī)產(chǎn)生，每次自動(dòng)加1。用來(lái)讓目的主機(jī)確定新到達(dá)的分段（fragment）屬于哪一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。同一數(shù)據(jù)報(bào)的所有分段包含相同的標(biāo)識(shí)值。標(biāo)志：

IP數(shù)據(jù)包分割控制標(biāo)志，用于表示該IP數(shù)據(jù)包是否允許分片以及是否是最后一片。DF：

置“1”表示不要分段（don‘tfragment），它命令路由器不要將數(shù)據(jù)報(bào)分段。置“0”表示需要的話數(shù)據(jù)就會(huì)被分段。

MF：

表示當(dāng)前分段后面是否還有更多的分段（morefragment）。除了最后一個(gè)分段外，所有同一數(shù)據(jù)報(bào)的各分段中該位都要置位“1”。分段偏移量（fragmentoffset）：

告知本分段在當(dāng)前數(shù)據(jù)報(bào)的位置。除了最后一個(gè)分段以外，一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的所有分組必須是8字節(jié)的倍數(shù)，即8字節(jié)為一個(gè)基本分段單位。該域有13位，所以每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)最多有8192個(gè)分段，數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度最大可達(dá)到65536字節(jié)，比總長(zhǎng)度域的最大值大1個(gè)字節(jié)。分片字段舉例偏移=0/8=0偏移=0/8=0偏移=1400/8=175偏移=2800/8=350140028003799279913993799需分片的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)片1首部數(shù)據(jù)部分共3800字節(jié)首部1首部2首部3字節(jié)0數(shù)據(jù)報(bào)片2數(shù)據(jù)報(bào)片314002800字節(jié)0各字段值總長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)MFDF片偏移原始數(shù)據(jù)報(bào)382012345000數(shù)據(jù)報(bào)片1142012345100數(shù)據(jù)報(bào)片214201234510175數(shù)據(jù)報(bào)片310201234500350

每一種硬件技術(shù)都規(guī)定了一幀所能攜帶的最大數(shù)據(jù)量。這一限制稱為最大傳輸單元（MaximumTransmissionUnit,MTU）。網(wǎng)絡(luò)硬件在設(shè)計(jì)上不能接受或傳輸數(shù)據(jù)量大于MTU的幀。因而一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)必須小于或等于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的MTU。分段（fragmentation）

當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的尺寸大于將發(fā)往的網(wǎng)絡(luò)的MTU值時(shí)，路由器會(huì)將數(shù)據(jù)報(bào)分成若干較小的段(fragment)，然后再將每段獨(dú)立的進(jìn)行發(fā)送。每個(gè)段與原數(shù)據(jù)包具有同樣的格式，只是頭部的稍有不同。標(biāo)志域中有一位標(biāo)識(shí)了一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)是一個(gè)段還是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)報(bào)。頭部的段偏移（fragmentoffset）域指出該段在原始數(shù)據(jù)報(bào)中的位置。分段時(shí)機(jī)R1R2

網(wǎng)絡(luò)2MTU=620

網(wǎng)絡(luò)1MTU=1500

網(wǎng)絡(luò)3MTU=1500主機(jī)A主機(jī)B實(shí)行分段無(wú)須分段從大到小從小到大路由器將原始數(shù)據(jù)包IP首部的標(biāo)識(shí)符字段放到每個(gè)分段中路由器將TTL值減1，并把新的TTL值放到每個(gè)分段中路由器計(jì)算分段數(shù)據(jù)的相對(duì)位置，即分段偏移量，并將片偏移值及其他標(biāo)志字段放入分段中路由器計(jì)算并放入校驗(yàn)和字段，并加入數(shù)據(jù)鏈路層首部發(fā)送每個(gè)分段分段方法分段的傳輸和控制傳輸每個(gè)分段獨(dú)立選擇傳輸路徑，“盡力傳遞”控制（定義分段頭參數(shù)）信源機(jī)賦予數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)，識(shí)別此片所屬分組，用于分組重組。“000”，片未完；“001”，不分片。提供分段順序信息

在所有段的基礎(chǔ)上重新產(chǎn)生原數(shù)據(jù)報(bào)的過(guò)程叫重組（reassembly）。由于每個(gè)段都以原數(shù)據(jù)報(bào)頭部的一個(gè)副本作為開始，因此都有與原數(shù)據(jù)報(bào)同樣的目的地址。含有最后一塊數(shù)據(jù)的段在頭部設(shè)置有一個(gè)特別的位（MF），因此，執(zhí)行重組的接收方能報(bào)告是否所有的段都成功地到達(dá)。只有最終目的主機(jī)才會(huì)對(duì)段進(jìn)行重組。重組發(fā)送方將一個(gè)惟一的標(biāo)識(shí)放進(jìn)每個(gè)輸出數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)（identification）域中。當(dāng)一個(gè)路由器對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)分段時(shí)，就會(huì)將這一標(biāo)識(shí)數(shù)復(fù)制到每一段中，接收方就可利用收到的段的標(biāo)識(shí)數(shù)和IP源地址來(lái)確定該段屬于那個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。另外，段偏移（fragmentoffset）域可以告訴接收方各段的次序。IP軟件怎樣重組亂序的段只有一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的所有的段都收到了，才能重組該數(shù)據(jù)報(bào)。一些段由于延遲或丟失會(huì)影響數(shù)據(jù)報(bào)的重組，接收方須保留所有已收到的段，以防未到的段可能只是被延遲。接收方不能將這些段保留任意長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)樗鼈儠?huì)占用大量的內(nèi)存資源。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)的第一個(gè)分段到達(dá)時(shí)，接收方從該數(shù)據(jù)包的TTL值開始計(jì)數(shù)。如果數(shù)據(jù)報(bào)的所有段在定時(shí)器過(guò)期之前到達(dá)，接收方取消計(jì)時(shí)，重組數(shù)據(jù)報(bào)。否則，接收方丟棄已到達(dá)分段，并發(fā)送一個(gè)ICMP應(yīng)答，表明數(shù)據(jù)包過(guò)期，要求重發(fā)。重組計(jì)時(shí)04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

IP

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)生存時(shí)間TTL（timetolive）：

是指數(shù)據(jù)包還能穿越的剩余距離，用來(lái)防止數(shù)據(jù)包陷入無(wú)限循環(huán)。

其最大值為255。推薦值為128。

該字段每被路由器轉(zhuǎn)發(fā)一次，TTL值就減1。 TTL值為1的數(shù)據(jù)包到達(dá)路由器時(shí)，路由器會(huì)丟棄數(shù)據(jù)包04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層首部TCPUDPICMPIGMPOSPF數(shù)據(jù)部分IP數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議字段指出應(yīng)將數(shù)據(jù)部分交給哪一個(gè)進(jìn)程

協(xié)議（protocol）：

告訴網(wǎng)絡(luò)層把收到的數(shù)據(jù)報(bào)送給哪一個(gè)傳輸層進(jìn)程，可能是TCP，也可能是UDP或其他。協(xié)議編號(hào)在整個(gè)Internet中是全局唯一的，定義參考RFC1700。ProtocolKeywordProtocol01234568917294155-608092101-254255ICMPIGMPGGPIPSTTCPEGPIGPUDPISO-TP4SIPISO-IPMTPReservedInternetControlMessageInternetGroupManagementGateway-to-GatewayIPinIP(encasulation)StreamTransmissionControlExteriorGatewayProtocolanyprivateinteriorgatewayUserDatagramISOTransportProtocolClass4SimpleInternetProtocolUnassignedISOInternetProtocolMulticastTransportProtocolUnassignedReserved04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

IP

地址目地站

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地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)首部校驗(yàn)和（headerchecksum）：只驗(yàn)證IP首部。每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器該字段都必須重新計(jì)算，因?yàn)橹辽儆幸粋€(gè)字段（生存時(shí)間字段）的值是一直在變化的。校驗(yàn)和不計(jì)算被封裝的數(shù)據(jù)，TCP、UDP和ICMP都有各自的校驗(yàn)和。按照IP校驗(yàn)和算法的定義，頭部被分成16位的字進(jìn)行1的補(bǔ)碼相加求和，計(jì)算中要注意加上進(jìn)位。發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)和錯(cuò)時(shí)：數(shù)據(jù)報(bào)必須立即丟棄，不作進(jìn)一步的處理。首部校驗(yàn)和發(fā)送端接收端16bit字116bit字216bit字n……取反碼數(shù)據(jù)報(bào)首部IP數(shù)據(jù)報(bào)16bit字116bit字216bit字n……取反碼數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分不參與檢驗(yàn)和的計(jì)算USHORTchecksum(USHORT*buffer,intsize){unsignedlongcksum=0;while(size>1){cksum+=*buffer++;size-=sizeof(USHORT);}if(size){cksum+=*(UCHAR*)buffer;}cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);cksum+=(cksum>>16);return(USHORT)(~cksum);&按位與

|按位或

^按位異或

~取反

<<左移

>>右移C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際校驗(yàn)和算法4500015601E640008006

0A0A8A9FCA77E60A0000????反碼算術(shù)運(yùn)算4D6C3⊕4D6FB290B290FFFF0000⊕=04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源站

IP

地址目地站

IP

地址長(zhǎng)度可變的可選字段比特首部長(zhǎng)度20個(gè)字節(jié)固定長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)

源地址和目的地址：

指明發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)的源和目的的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。

選項(xiàng)（options）：

用來(lái)提供一種余地，使協(xié)議的后來(lái)版本可以包含原有設(shè)計(jì)中沒有的信息，也可以使試驗(yàn)者能嘗試他的新想法。主要是用于額外的路由控制。選項(xiàng)域的長(zhǎng)度是可變的，每個(gè)選項(xiàng)都以一個(gè)字節(jié)表明內(nèi)容。某些選項(xiàng)還跟有一個(gè)字節(jié)的選項(xiàng)長(zhǎng)度字段，其后是一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。選項(xiàng)類選項(xiàng)號(hào)選項(xiàng)長(zhǎng)度字段00-選項(xiàng)結(jié)束01-空操作0211安全03可變松散源路由09可變嚴(yán)格源路由07可變記錄路由24可變Internet時(shí)間戳目前定義了5種選項(xiàng)，列表如下：選項(xiàng)描述安全性（security）指明數(shù)據(jù)報(bào)的機(jī)密程度（IPSec）嚴(yán)格的源路由選擇

（strictsourcerouting）指定一個(gè)IP地址列表，不能和指定的路徑有任何背離松散的源路由選擇

（loosesourcerouting）指定一個(gè)IP地址列表，指定的路徑可以發(fā)生變化記錄路由（recordroute）路由器執(zhí)行數(shù)據(jù)報(bào)路徑的跟蹤任務(wù)，存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的路由列表時(shí)間戳（timestamp）是每個(gè)路由器都附上它的地址和時(shí)間標(biāo)記IPv6數(shù)據(jù)包一般形式基本首部

擴(kuò)展首部1

擴(kuò)展首部N…數(shù)據(jù)部分選項(xiàng)IPv6數(shù)據(jù)報(bào)有效載荷041631版本比特目的地址源地址下一個(gè)首部流標(biāo)號(hào)12流量類型（128bit）（128bit）有效載荷長(zhǎng)度跳數(shù)限制24擴(kuò)展首部/數(shù)據(jù)IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）流量類型--區(qū)分不同的IPv6數(shù)據(jù)報(bào)的類別和優(yōu)先級(jí)。包括1bit的延時(shí)敏感字段、3bit的優(yōu)先級(jí)字段和4bit的保留流標(biāo)號(hào)--“流”是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上從特定源點(diǎn)到特定終點(diǎn)的一系列數(shù)據(jù)報(bào)，“流”所經(jīng)過(guò)的路徑上的路由器都需要按照指明的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行特殊處理有效載荷字段（以8字節(jié)為單位）下一個(gè)首部字段—指明在該首部之后的下一個(gè)首部的類型跳限制字段—被網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)每轉(zhuǎn)發(fā)一次，該字段就減1IPv6數(shù)據(jù)包的基本首部擴(kuò)展首部使IPv6數(shù)據(jù)包可以以較小的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)其他一些特殊功能每個(gè)擴(kuò)展首部對(duì)應(yīng)了一個(gè)特定的值一旦IPv6數(shù)據(jù)包被發(fā)送出去，網(wǎng)絡(luò)路徑上的任何節(jié)點(diǎn)都不會(huì)查看任何擴(kuò)展首部，直到該數(shù)據(jù)包到達(dá)了目的地址。再由目的主機(jī)處理首部?jī)?nèi)容擴(kuò)展首部的處理順序有嚴(yán)格的要求除目的地選項(xiàng)擴(kuò)展首部外，任何數(shù)據(jù)包中每個(gè)擴(kuò)展首部只能出現(xiàn)一次IPv6擴(kuò)展首部IPv6將原來(lái)IPv4首部中選項(xiàng)的功能都放在擴(kuò)展首部中，并將擴(kuò)展首部留給路徑兩端的源站和目的站的主機(jī)來(lái)處理。數(shù)據(jù)報(bào)途中經(jīng)過(guò)的路由器不處理這些擴(kuò)展首部（只有一個(gè)首部例外，即逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部）。提高了路由器的處理效率。IPv6擴(kuò)展首部IPv6擴(kuò)展首部下一頭部描述下一頭部描述0逐跳選項(xiàng)頭44分片擴(kuò)展首部1ICMP50封裝安全協(xié)議擴(kuò)展首部6TCP51認(rèn)證擴(kuò)展首部17UDP60目的選項(xiàng)擴(kuò)展首部43路由擴(kuò)展首部逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部目的地選項(xiàng)擴(kuò)展首部路由擴(kuò)展首部分段擴(kuò)展首部認(rèn)證擴(kuò)展首部封裝安全有效載荷擴(kuò)展首部IPv6擴(kuò)展首部處理順序IPv6數(shù)據(jù)包擴(kuò)展首部基本首部下一個(gè)首部=TCP/UDP基本首部下一個(gè)首部=路由選擇路由選擇首部下一個(gè)首部=分片分片首部下一個(gè)首部=TCP/UDPTCP/UDP首部和數(shù)據(jù)

(TCP/UDP報(bào)文段）有效載荷有效載荷TCP/UDP首部和數(shù)據(jù)

(TCP/UDP報(bào)文段）無(wú)擴(kuò)展首部有擴(kuò)展首部逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部首部格式見圖3-10當(dāng)源主機(jī)需要將某些信息傳遞給數(shù)據(jù)包所經(jīng)過(guò)的所有路由器時(shí)，就要采用逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部，對(duì)傳輸路徑中的路由器進(jìn)行影響和控制路由警告超大包路由器警告IPv6首部刪除了服務(wù)質(zhì)量有關(guān)的字段，以更靈活的方式通過(guò)選項(xiàng)首部實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量需求，提高了對(duì)默認(rèn)服務(wù)質(zhì)量的處理速度通過(guò)逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部，數(shù)據(jù)包只能被指定的所有或部分服務(wù)器處理，IPv6就可以創(chuàng)建各種使用服務(wù)質(zhì)量協(xié)議的工具。路由器警告選項(xiàng)告訴中間路由器查看數(shù)據(jù)包以獲得相關(guān)信息。如果沒有這個(gè)選項(xiàng)，路由器就會(huì)直接轉(zhuǎn)發(fā)資源預(yù)留協(xié)議（RSVP，主要是為了提高對(duì)Internet上的動(dòng)態(tài)資源分配的方法）就必須在逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部中使用路由器警告選項(xiàng)選項(xiàng)格式見圖3-18，可能值見表3-9超大包標(biāo)準(zhǔn)IPv6數(shù)據(jù)包的有效載荷字段長(zhǎng)度為2字節(jié)，能攜帶的數(shù)據(jù)包可達(dá)216超大包采用逐跳選項(xiàng)擴(kuò)展首部，增加了一個(gè)32字節(jié)的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度字段，最大可到40億字節(jié)。適合于主干網(wǎng)和高容量網(wǎng)絡(luò)格式見圖3-17超大包需滿足的條件數(shù)據(jù)包首部的有效載荷字段設(shè)為0下一個(gè)首部字段設(shè)為0目的地選項(xiàng)擴(kuò)展首部當(dāng)信源需要將信息僅傳給目的地址時(shí)，使用目的地選項(xiàng)擴(kuò)展首部中間路由器不允許讀取這些信息路由擴(kuò)展首部用于嚴(yán)格或?qū)捤傻脑绰酚伞８袷揭妶D3-12由發(fā)送方提前計(jì)算好希望數(shù)據(jù)包在傳輸路徑中要訪問的所有路由器，并把它們的地址以有序列表的形式放在首部中，最終到達(dá)的目的地址作為列表的最末端數(shù)據(jù)包傳送過(guò)程中，逐個(gè)將列表中的下一個(gè)路由器放到IPv6首部的目的地址字段分段擴(kuò)展首部IPv6不支持轉(zhuǎn)發(fā)分段，因此必須先由PMTU發(fā)現(xiàn)傳輸路徑所能支持的最大分段在發(fā)送端，如果數(shù)據(jù)包比PMTU更大，就需要用到分段擴(kuò)展首部在發(fā)送端分段。首部的字段與IPv4的一樣，標(biāo)識(shí)、標(biāo)志（最后一個(gè)分段值為0），片偏移（圖3-13）原始數(shù)據(jù)包分成兩個(gè)部分：不可分段部分（包括IPv6基本首部和不可分段的擴(kuò)展首部）和可分段部分（其余部分）。每個(gè)分段都由不可分段部分+分段擴(kuò)展首部+可分段部分分成的段組成IPv6MTU與數(shù)據(jù)包處理路徑MTU發(fā)現(xiàn)的機(jī)制利用ICMPv6協(xié)議（遇到太大的數(shù)據(jù)包而無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，會(huì)丟棄數(shù)據(jù)包，并發(fā)回一個(gè)數(shù)據(jù)包太大的ICMP消息）源節(jié)點(diǎn)目的節(jié)點(diǎn)最大MTU第一跳路由器第二跳路由器第三跳路由器IPv6MTU與數(shù)據(jù)包處理路徑MTU發(fā)現(xiàn)的機(jī)制利用ICMPv6協(xié)議（遇到太大的數(shù)據(jù)包而無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，會(huì)丟棄數(shù)據(jù)包，并發(fā)回一個(gè)數(shù)據(jù)包太大的ICMP消息）源節(jié)點(diǎn)目的節(jié)點(diǎn)更小MTU第一跳路由器第二跳路由器第三跳路由器IPv6MTU與數(shù)據(jù)包處理路徑MTU發(fā)現(xiàn)的機(jī)制利用