IPV4与IPV6的头部PK

 一个IP包分为头部(header)和数据(payload/data)两部门。头部是为了实现IP通讯必需的附加信息，数据是IP通讯所要传送的信息。

黄色地区 (同名地区)

我们看到，三个黄色地区超过了IPv4和IPv6。Version(4位)用来表白IP协议版本，是IPv4照旧IPv6(IPv4, Version=0100; IPv6, Version=0110)。Source Adrresss和Destination Address别离为发出地和目标地的IP地点。

蓝色地区 (名字产生变换的地区)

Time to Live 存活时刻(Hop Limit in IPv6)。Time to Live最初是暗示一个IP包的最大存活时刻：假如IP包在传输进程中高出Time to Live，那么IP包就作废。其后，IPv4的这个地区记录一个整数(好比30)，暗示在IP包接力进程中最多颠末30个路由接力，假如高出30个路由接力，那么这个IP包就作废。IP包每颠末一个路由器，路由器就给Time to Live减一。当一个路由器发明Time to Live为0时，就不再发送该IP包。IPv6中的Hop Limit地区记录的也是最大路由接力数，与IPv4的成果沟通。Time to Live/Hop Limit停止了IP包在互联网中无穷接力。

Type of Service 处事范例(Traffic Class in IPv6)。Type of Service最初是用来给IP包分优先级，好比语音通话必要及时性，以是它的IP包应该比Web处事的IP包有更高的优先级。然而，这个最初不错的设法没有被微软采用。在Windows下天生的IP包都是沟通的最高优先级，以是在其时造成Linux和Windows殽杂收集中，Linux的IP传输会慢于Windows (仅仅是由于Linux越发守端正!)。其后，Type of Service被现实分为两部门：Differentiated Service Field (DS, 前6位)和Explicit Congestion Notification (ECN, 后2位)，前者依然用来区分处事范例，尔后者用于表白IP包途径路由的交通状况。IPv6的Traffic Class也被云云分成两部门。通过IP包提供差异处事的设法，并针对处事举办差异的优化的设法已经发生好久了，但详细做法并没有形成公认的协议。好比ECN地区，它用来暗示IP包颠末路径的交通状况。假如吸取者收到的ECN地区表现路径上的很拥挤，那么吸取者应该作出调解。但在现实上，很多吸取者城市忽视ECN所包括的信息。交通状况的节制每每由更高层的好比TCP协议实现。

Protocol 协议(Next Header in IPv6)。Protocol用来声名IP包Payload部门所遵循的协议，也就是IP包之上的协议是什么。它声名白IP包封装的是一个奈何的高层协议包(TCP? UDP?)。

赤色地区 (IPv6中删除的地区)

我们看一下IPv4和IPv6的长度信息。IPv4头部的长度。在头部的最后，是options。每个options有32位，是选填性子的地区。一个IPv4头部可以完全没有options地区。不思量options的话，整个IPv4头部有20 bytes(上面每举动4 bytes)。但因为有options的存在，整个头部的总长度是变换的。我们用IHL(Internet Header Length)来记录头部的总长度，用Total Length记录整个IP包的长度。IPv6没有options，它的头部是牢靠的长度40 bytes，以是IPv6中并不必要IHL地区。Payload Length用来暗示IPv6的数据部门的长度。整个IP包为40 bytes + Payload Length。

IPv4中尚有一个Header Checksum地区。这个checksum用于校验IP包的头部信息。Checksum与之前在小喇叭中提到的CRC算法并不沟通。IPv6则没有checksum地区。IPv6包的校验依靠高层的协议来完成，这样的甜头是免除了执行checksum校验所必要的时刻，减小了收集耽误 (latency)。

Identification, flags和fragment offset，这三个包都是为碎片化(fragmentation)处事的。碎片化是指一个路由器将吸取到的IP包分拆成多个IP包传送，而吸取这些“碎片”的路由器可能主机必要将“碎片”从头组合(reassembly)成一个IP包。差异的局域网所支持的最大传输单位(MTU, Maximum Transportation Unit)差异。假如一个IP包的巨细高出结局域网支持的MTU，就必要在进入该局域网时碎片化传输(就仿佛方面面面饼太大了，必需掰碎才气放进碗里)。碎片化会给路由器和收集带来很大的承担。最亏得IP包发出之前探测整个路径上的最小MTU，IP包的巨细不高出该最小MTU，就可以停止碎片化。IPv6在计划上停止碎片化。每一个IPv6局域网的MTU都必需大于便是1280 bytes。IPv6的默认发送IP包巨细为1280 bytes。

令人疾苦的碎片化

绿色地区 (IPv6新增地区)

Flow Label是IPv6中新增的地区。它被用来提示路由器来一再行使之前的接力路径。这样IP包可以自动保持出发时的次序。这对付流媒体之类的应用有辅佐。Flow label的进一步行使还在开拓中。

“我极力”

IP协议在发生时是一个疏松的收集，这个收集由各个大学的局域网彼此毗连成的，由一群见面垢面的Geek维护。以是，IP协议以为本身所处的情形是不行靠(unreliable)的：诸如路由器坏掉、尝试室失火、某个PhD踢掉电缆之类的工作随时会产生。

不靠谱的收集

这样的凶恶情形下，IP协议提供的传送只能是“我极力” (best effort)式的。所谓的“我极力”，其潜台词是，假如工作堕落不要怪我，我只是承诺了极力，可没担保什么。以是，假如IP包传输进程中呈现错误(好比checksum对不上，好比交通太忙碌，好比高出Time to Live)，按照IP协议，你的IP包会直接被丢掉。Game Over, 不会再有进一步的全力来批改错误。Best effort让IP协议保持很简朴的形态。更多的质量节制交给高层协议处理赏罚，IP协议只认真有服从的传输。

(何等不认真任的邮递体系)

“服从优先”也表此刻IP包的次序(order)上。纵然出发地和目标地保持稳固，IP协议也不担保IP包达到的先后次序。我们已经知道，IP接力是按照routing table抉择接力蹊径的。假如在持续的IP包发送进程中，routing table更新(好比有一条新建的捷径呈现)，那么后发出的IP包选择走纷歧样的接力蹊径。假如新的路径传输速率更快，那么后发出的IP包有也许先到。这就仿佛是多车道的公路上，每辆车都在不断调动车道，最终全部的车道都塞满汽车。这样可以让公路操作率到达最大。

“插队”

IPv6中的Flow Label可以提议路由器将一些IP包保持一样的接力路径。但这只是“提议”，，路由器也许会忽略该提议。

Header Checksum算法

Header Checksum地区有16位。它是这样得到的，从header取得除checksum之外的0/1序列，好比：

9194 8073 0000 4000 4011 C0A8 0001 C0A8 00C7 (十六进制hex, 这是一个为演示运算进程而计划的header)

（编辑：河北网）

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