IPv6报头与IPv4报头的差异和分析

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本文主要对IPv6报头与IPv4报头的差异做出了比较和分析。通过文章,我们将了解到:v6版本的包头组建方式,以及给网络带来的改善等内容。

IPv6的网络协议,在我们这个IP地址急缺的情况下被推出。那么,除了能够给我们提供更广阔的地址空间,它还有很多地方区别于上一个版本。现在我们就针对IPv6报头和IPv4的报头版本的不同来做一个比较吧。

IPv4与IPv6协议的比较

报头格式

IPv4报头如表1所示,包含20bit+选项,13个字段,包括3个指针。

表1 IPv4报头

表1 IPv4报头

IPv6报头由基本报头+扩展报头链组成,其中基本报头如表2所示,包含40bit,8个字段。

表2 IPv6报头

表2 IPv6报头

IPv4和IPv6报头格式主要区别如下。

IPv6报头采用基本报头+扩展报头链组成的形式,这种设计可以更方便地增添选项以达到改善网络性能、增强安全性或添加新功能的目的。

◆固定的IPv6基本报头

IPv6基本报头被固定为40bit,使路由器可以加快对数据包的处理速度,提高了转发效率,从而提高网络的整体吞吐量,使信息传输更加快速。

◆简化的IPv6基本报头#p#

IPv6基本报头中去掉了IPv4报头中阴影部分的字段,其中段偏移和选项和填充字段被放到IPv6扩展报头中进行处理。

去掉报头校验(HeaderChecksum,中间路由器不再进行数据包校验,去掉此字段的原因有三:一是因为大部分二层链路层已经对数据包进行了校验和纠错控制,链路层的可靠保证使得三层网络层不必再进行报头校验;二是端到端的四层传输层协议也有校验功能以发现错包;三是报头校验需随着TTL值的变化在每一跳重新进行计算,增加包传送的时延。

 IPv6基本报头中去掉与IP分片相关的域,使得路由器无需再对数据包进行分片,而分片工作由源终端设备根据***传输单元MTU路径发现来进行。这样IPv6的数据包可以远远超过64kbit/s,应用程序可以利用MTU,获得更快、更可靠的数据传输。

◆IPv6报头新增流标记宇段

IPv6协议不仅保存了IPv4报头中的业务类别字段,而且新增了流标记字段,使得业务可以根据不同的数据流进行更细的分类,实现优先级控制和QoS保障,极大地改善了IPv6的服务质量。

◆IPv6报头采用128bit地址长度

这是IPv4与IPv6最主要的区别。IPv4采用32bit长度,理论上可以提供大约43亿个IP地址,这么多的IP地址似乎可以满足网络连接的需要,但事实上网络中任意交换机和交换机任意端口均需一个独立地址,为此网络缺乏足够地址满足各种潜在的用户。

IPv6采用128bit长度,相对IPv4,增加了296倍的地址空间。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。这样几乎可以不受限制地提供IP地址,从而确保了端到端连接的可能性。表3给出IPv4和IPv6的可用地址空间。

表3 IPv4和IPv6的可用地址空间

表3 IPv4和IPv6的可用地址空间
 

责任编辑:佟健 来源: it168.com
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