IPV6和IPV4报文头部详解-HCIE Datacom考试培训大纲

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IPv6基本报头、IPv6扩展报头以及上层协议数据单元；

IPv6基本报头有8个字段，固定大小为40字节，每一个IPv6数据报都必须包含报头。

1、version：标识你是IPV4的头部还是IPV6的头部；

2、IHL：标识IPV4的头部有多长，IPV6取消了，因为ipv4的头部长度是不固定的20B-60B，所以需要有IHL字段标识IPV4的头部长度，但是IPV6的头部长度固定为40B；

3、TOS：相当于IPV6的traffic class，用于对报文进行分类，针对不同的分类提供不同的区分服务的，用于QOS；

4、total length：相当于IPV6的paylaod length，标识IPV4的头部+上层承载的数据一共有多长，IPV6的paylaod length跟IPV4的total length稍有不同，标识上层承载的数据一共有多长（IPV6的扩展头部+上层承载的数据）；

5、ID+flags+offset：对IPV4报文进行分片的，IPV6取消了，不在通过基本报头去携带，如果需要分片就通过扩展报头去携带；

注意：分片会出现不带有端口的报文，这时候对于防火墙来说怎么处理，三种？

@针对分片的报文全部放行；

@针对分片的报文全部拒绝；

@防火墙针对所有的分片报文先缓存起来，统一的收集后，在执行相应的策略，会占用防火强的性能；

6、TTL：相当于IPV6的hop limit，放环的；

7、protocol：相当于IPV6的next header，标识IPV4头部上层数据的类型，IPV6的next header标识扩展头部或者上层数据的类型；

8、header checksum：校验和字段，IPV6取消了，IPV6因为针对数据的校验不应该是我网络层的工作，数据链路层有校验，传输层也有校验，网络层只针对数据进行转发即可；

8、SIP+DIP：跟IPV6的一样；

9、option：可选项，IPV6的基本头部没有，如果希望实现一些扩展功能我就通过IPV6的扩展头部来实现；

10、padding：IPV6也没有；

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IPV6新增字段：

FLOW lable：流标签，功能并未实现，那么设计流标签的意义何在？

定义一个流，方便去做负载分担和QOS的

路由器的负载分担？

1）基于包去做负载分担

2）基于流去做负载分担：现在都是基于流去做的

R1/R2/R3三台设备底层运行OSPF

如果是基于包去做负载分担：

AR1访问2.2.2.2，sip:1.1.1.1 dip:2.2.2.2发送5个icmp request的报文，此时AR1查自己的路由表，发现是等价路由0号口扔一个包，1号口扔一个，循环发包；

优点：两条链路占用的带宽的比例是一定的；

缺点：如果一条链路发生拥塞，针对一些需要低延迟的业务是没有办法保障的；

现在用的都是基于流去做负载分担的：

如何定义一个流？

针对TCP/UDP的报文通过SIP+DIP+SPORT+DPORT+协议号五元组去定义和区分一个流；

针对非TCP/UDP的报文比如ICMP通过SIP+DIP唯一的区分一个流；

路由器在做负载分担的时候，根据流量的五元组去做hash，如果五元组相同那么hash出来的结果一定是相同的，如果五元组不同hash出来的结果一定是不同的，此时路由器就会根据hash出来的结果将不同的流随机的扔到不同的接口上，而不是在基于包去做负载分担了；

AR1访问2.2.2.2，sip:1.1.1.1 dip:2.2.2.2

                           sip:11.11.11.11 dip:2.2.2.2

路由器根据报文的SIP+DIP去做hash，将不同的流随机的扔到不同的链路上，实现负载分担；

优点：可以保障业务的低延迟；

缺点：两条链路占用的带宽的比例可能是不同的；

IPV4这种定义流的方式存在什么问题？

因为网络中大多数都是TCP/UDP的流量，路由器需要分析到传输层头部，才能够基于流去做负载分担，效率比较低；

IPV6为了解决该问题，我就在网络层头部定义一个留标签字段，用flow lable+sip地址去定义和区分一个流，提高设备的转发性能。

IPV6的扩展头部：

逐跳选项：用于告诉转发路径上的每一台路由器所要处理的一些参数，比如给路由器传递警告信息，或者是资源预留RSVP，每一台都要处理。

目的选项包头：只有目标地址才会处理的信息，主要用于移动IPV6，只需要目标节点处理，中间的设备不处理。

路由报头：可以来控制报文在转发的时候要强制的经过哪些路由器，很少用。

分段报头：分段重组

认证报头：又叫AH报头，用来对IPV6的报文进行认证、完整性检测、防重放攻击，但是不加密只认证。

封装安全净载报头：ESP扩展报头，可以针对IPV6报文进行加密，后面两个报头完成IPV6的原生安全功能。

注意：

①扩展报头是可选的，只有需要扩展报头对应的功能时，才会添加扩展报头；

②当超过一种扩展报头在IPV6的报文里时，必须要按照上面那个表格的顺序出现；

③路由设备转发时根据基本报头中Next Header值来决定是否要处理扩展头，并不是所有的扩展报头都需要被转发路由设备查看和处理的；

④除了目的选项扩展报头可能在一个IPv6报文中出现一次或两次(一次在路由打展报头之前，另一次在上层协议数据报文之前) ，其余扩展报头只能出现一次。

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