通信工程師交換技術(shù)IPv6 分組的擴(kuò)展首部

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1.IPv6 分組的擴(kuò)展首部
大家知道，IPv4分組的首部除了常用的20字節(jié)以外，還有若干選項(xiàng)。如果使用了選項(xiàng)，那么IP分組傳送路徑上的每個(gè)路由器都必須對(duì)這些選項(xiàng)進(jìn)行處理，這就增加了路由器的處理負(fù)擔(dān)和處理時(shí)間。實(shí)際上，很多選項(xiàng)是與路由器無(wú)關(guān)的。因此，IPv6將原來(lái)IPv4分組首 部中選項(xiàng)的功能放在擴(kuò)展首部中，并將有些擴(kuò)展首部留給路徑兩端的源站和目的站去處理, 而分組傳送途中經(jīng)過(guò)的路由器并不處理這些擴(kuò)展首部，這樣就能顯著提髙路由器的處理 效率。
目前，IPv6有以下6種擴(kuò)展首部，它們分別是：
①逐跳選項(xiàng)；
②路由選擇；
③分片；
④認(rèn)證；
⑤封裝安全載荷；
⑥目的節(jié)點(diǎn)選項(xiàng)。
下面舉例說(shuō)明幾個(gè)擴(kuò)展首部的結(jié)構(gòu)和功能。
逐跳選項(xiàng)首部（Hop-by-HopOptions Header)承載必須由沿途路由器處理的選項(xiàng)信息。該首部包括以下字段（如圖7-28 (a)所示）。
下一個(gè)首部（Next Header):占8bit,標(biāo)識(shí)緊接著本首部后面的下一個(gè)首部的類型。與基本首部的這一字段的作用相同。
擴(kuò)展首部的長(zhǎng)度（Header Extension Length):占8bit,指明本擴(kuò)展首部的長(zhǎng)度，以64bit為單位，不包括第一個(gè)64bit。
選項(xiàng)（Options):可變長(zhǎng)度，包含一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)。每個(gè)選項(xiàng)又包括3個(gè)字段：選項(xiàng)類型字段（8bit)，用來(lái)區(qū)分不同的選項(xiàng)；長(zhǎng)度字段（8bit)，規(guī)定選項(xiàng)數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度，以宇節(jié)為單位；選項(xiàng)數(shù)據(jù)字段，可變長(zhǎng)度的選項(xiàng)信息。
至今已經(jīng)規(guī)定了兩個(gè)逐跳選項(xiàng)，它們是：特大載荷選項(xiàng)（Jumbo Payload option)和路由器提醒選項(xiàng)（Router Alert option)。特大載荷選項(xiàng)用于傳送栽荷長(zhǎng)度超過(guò)65535字節(jié)的IPv6分組。該選項(xiàng)數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度為32bit，不包括IPv6分組基本首部的長(zhǎng)度。包含該選項(xiàng)的IPv6分組的基本首部的載荷長(zhǎng)度字段必須置為0，并且不用分片首部。使用特大載荷選項(xiàng)的IPv6 分組，其長(zhǎng)度可達(dá)40億宇節(jié)以上。這就能夠傳輸很大的視頻分組，并使IPv6能夠最佳地利 用任何傳輸媒質(zhì)所提供的容量。路由器提醒選項(xiàng)告知路由器：包含該選項(xiàng)的IPv6分組是路 由器要關(guān)注的，并要相應(yīng)地處理任何控制信息。該選項(xiàng)的用途是對(duì)某些協(xié)議（如資源預(yù)留 協(xié)議RSVP)提供有效的支持。
分片首部（FragmentHeader)用于IP數(shù)據(jù)報(bào)的分片傳送。與IPv4不同，IPv6將分片功能限制在源節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，即傳送路徑途中的路由器不實(shí)現(xiàn)分片功能。在多個(gè)子網(wǎng)互連的環(huán)境中，源節(jié)點(diǎn)要執(zhí)行一種路徑探索算法，以便了解數(shù)據(jù)報(bào)所經(jīng)過(guò)的各個(gè)子網(wǎng)的MTU值，從中確定最小的MTU值。源點(diǎn)就根據(jù)這個(gè)值來(lái)分片。否則，源點(diǎn)必須將所有的分組長(zhǎng)度限制 為576字節(jié)，因?yàn)檫@是每個(gè)子網(wǎng)必須支持的最小MTU值。
分片首部包含以下字段（如圖7-28(b)所示）。
下一個(gè)首部（Next Header):占8bit,標(biāo)識(shí)緊接著本首部后面的下一個(gè)首部的類型。
保留（Reserved):占8bit,保留給將來(lái)使用。
分片偏移董(Fragment Offset)：占13bit，指示本片在原IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分的相對(duì)位置（以64bit為單位）。
預(yù)留（Res):占2bit，留作將來(lái)使用。
M標(biāo)志（MFlag):占lbit, “1”表示后面還有數(shù)據(jù)片,“0”表示這是最后一片。
標(biāo)識(shí)符(Identification)：占32bit,用來(lái)地標(biāo)識(shí)分片前的原始數(shù)據(jù)報(bào)。屬于同一 數(shù)據(jù)報(bào)的各片所形成的分組必須具有相同的標(biāo)識(shí)符、源地址和目的地址，以便在目的節(jié)點(diǎn)將這些數(shù)據(jù)片重裝成原始的數(shù)據(jù)報(bào)。
路由選擇首部（RoutingHeader)包含IPv6分組去往目的節(jié)點(diǎn)的途中將要訪問(wèn)的中間節(jié)點(diǎn)的清單。如圖7-28 (c)所示，所有的路由選擇首部的第一行由4個(gè)8bit的字段構(gòu) 成，接著是對(duì)應(yīng)于給定路由類型的路由信息。這4個(gè)8bit的字段功能如下。

下一個(gè)首部（Next Header):標(biāo)識(shí)緊接著本首部后面的下一個(gè)首部的類型。
擴(kuò)展首部的長(zhǎng)度（Header Extension Length):指明本擴(kuò)展首部的長(zhǎng)度，以64bit為單位，不包括第一個(gè)64bU。
路由選擇類型（Routing Type):指明路由選擇首部所用的路由選擇方案。假如某一 路由器不識(shí)別路由選擇類型，它必須刪除此分組。
剩余跳數(shù)(Segment Left)：表示在到達(dá)最終的目的節(jié)點(diǎn)之前仍然需要訪問(wèn)的中間節(jié) 點(diǎn)數(shù)目，這些節(jié)點(diǎn)的地址用表格明顯列出。
至今確定的路由選擇首部的格式是類型0的胳由選擇首部（如圖7-28 (d)所示）。 在使用類型0的路由選擇首部的情況下，IPv6分組基本首部的目的地址宇段不是放置它最終 的目的節(jié)點(diǎn)的地址，而是放置路由選擇首部中列出的第一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的地址，最終的目的節(jié) 點(diǎn)的地址放在路由選擇首部中列出的最后一個(gè)地址（在圖7-28 (d)中的地址[n])。
(4)目的節(jié)點(diǎn)選項(xiàng)首部（DeMinatkm Options Header)：承載由分組的目的節(jié)點(diǎn)處理的選 項(xiàng)，其格式與逐跳選項(xiàng)首部的格式相同（如圖7-28 (a)所示）。

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