IPv6報頭與IPv4報頭的差異和分析
IPv6的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,在我們這個IP地址急缺的情況下被推出。那么,除了能夠給我們提供更廣闊的地址空間,它還有很多地方區(qū)別于上一個版本。現(xiàn)在我們就針對IPv6報頭和IPv4的報頭版本的不同來做一個比較吧。
IPv4與IPv6協(xié)議的比較
報頭格式
IPv4報頭如表1所示,包含20bit+選項,13個字段,包括3個指針。
表1 IPv4報頭
IPv6報頭由基本報頭+擴展報頭鏈組成,其中基本報頭如表2所示,包含40bit,8個字段。
表2 IPv6報頭
IPv4和IPv6報頭格式主要區(qū)別如下。
IPv6報頭采用基本報頭+擴展報頭鏈組成的形式,這種設(shè)計可以更方便地增添選項以達到改善網(wǎng)絡(luò)性能、增強安全性或添加新功能的目的。
◆固定的IPv6基本報頭
IPv6基本報頭被固定為40bit,使路由器可以加快對數(shù)據(jù)包的處理速度,提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率,從而提高網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量,使信息傳輸更加快速。
◆簡化的IPv6基本報頭#p#
IPv6基本報頭中去掉了IPv4報頭中陰影部分的字段,其中段偏移和選項和填充字段被放到IPv6擴展報頭中進行處理。
去掉報頭校驗(HeaderChecksum,中間路由器不再進行數(shù)據(jù)包校驗,去掉此字段的原因有三:一是因為大部分二層鏈路層已經(jīng)對數(shù)據(jù)包進行了校驗和糾錯控制,鏈路層的可靠保證使得三層網(wǎng)絡(luò)層不必再進行報頭校驗;二是端到端的四層傳輸層協(xié)議也有校驗功能以發(fā)現(xiàn)錯包;三是報頭校驗需隨著TTL值的變化在每一跳重新進行計算,增加包傳送的時延。
IPv6基本報頭中去掉與IP分片相關(guān)的域,使得路由器無需再對數(shù)據(jù)包進行分片,而分片工作由源終端設(shè)備根據(jù)***傳輸單元MTU路徑發(fā)現(xiàn)來進行。這樣IPv6的數(shù)據(jù)包可以遠遠超過64kbit/s,應(yīng)用程序可以利用MTU,獲得更快、更可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
◆IPv6報頭新增流標(biāo)記宇段
IPv6協(xié)議不僅保存了IPv4報頭中的業(yè)務(wù)類別字段,而且新增了流標(biāo)記字段,使得業(yè)務(wù)可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)流進行更細的分類,實現(xiàn)優(yōu)先級控制和QoS保障,極大地改善了IPv6的服務(wù)質(zhì)量。
◆IPv6報頭采用128bit地址長度
這是IPv4與IPv6最主要的區(qū)別。IPv4采用32bit長度,理論上可以提供大約43億個IP地址,這么多的IP地址似乎可以滿足網(wǎng)絡(luò)連接的需要,但事實上網(wǎng)絡(luò)中任意交換機和交換機任意端口均需一個獨立地址,為此網(wǎng)絡(luò)缺乏足夠地址滿足各種潛在的用戶。
IPv6采用128bit長度,相對IPv4,增加了296倍的地址空間。按保守方法估算IPv6實際可分配的地址,整個地球的每平方米面積上仍可分配1000多個地址。這樣幾乎可以不受限制地提供IP地址,從而確保了端到端連接的可能性。表3給出IPv4和IPv6的可用地址空間。
表3 IPv4和IPv6的可用地址空間