IPv4 IPv6

　　IP提供了一种best-effort,connection-less数据delivery服务。

• best-efforty意味着它不保证IP数据段会成功到达目的地。当error发生时，IP通常选择丢弃data.可靠性必须由上层（通常是TCP）提供。
• connectionless意味着IP不维护任何关于相关数据段和网络单元（一般是路由器）的connection state information。如果source 发送两个连续的datagram(first A ,then B)到相同目的地，它们可以独立选择传输路径，也可以是不同的路径。B可以比A先到达。在传输过程中，它们可能被复制、被修改内容。所以需要TCP处理这些潜在问题。

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一、IPV4 Header

　　

•  version(版本)：IPV4是4，IPV6是6；
• IHL(Internet Header Length)。IHL是占4“位”，它的每一“位”代表4个字节。所以它总共占据 32bits。IHL的 正常值是0101 = 5，一共是 5*4 = 20字节；最大值 1111 = 15，15*4 = 60 bytes;
  
• DS(Differentiated Services Field，DS Field，区分服务字段) + ECN （Explicit Congestion Notification，显式拥塞通知）= ToS(Type of Service,服务类型字段）。这些字段被用于数据转发时的特殊处理
• Total Length(总长度字段)，包括IPv4头部在内的IPV4数据报的总长度（bytes）.max size = 65535bytes. 因为一些携带IPV4的低层协议不能精确表示自己的封装的数据大小，所以要在 Header中给出。
• Identification(标识字段)，帮助标识从IPV4 主机发出的数据包。为了不与其他数据包分片混淆，发送主机每发送一个数据报时，会将一个内部计数器加1，然后将这个计数值拷贝到Identification.
  
• Flags包括（0、DF(don't fragment)位、MF（more fragment））和后面的13位Fragment Offset都用于分片和重组、
• Time-to-Live（生存期字段，TTL），用来设置一个数据报经过的路由器上限数量，一般设置为（64,128,255等），数据报被路由器转发1次，该值减1.当该值变为0时，数据报被丢弃。发送方is notified with a ICMP 消息。为了防止路由循环导致的数据报在网络中循环。
• Protocol(协议字段)，包含一个数字用于说明数据报有效载荷（payload portion）的数据类型。 通常值是17（for UDP）和6（for TCP）.提供多路分解（可以携带多种类型的传输层协议）
• Header Checksum(头部校验和字段)仅仅计算IPV4头部，它意味着 IP协议不检查IPv4 datagram 的有效载荷(e.g.,TCP or UDP data) 的正确性。所以封装在IP中的协议（传输层）在自己头部中有一个含有其头部和数据的校验和。
• Source IP Address（源IP地址），32位，通常标识一台计算机的一个借口。
• Destination IP Address(目的IP地址)，32位

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二、IPV6 Header

　

•  version(版本)：IPV4是4，IPV6是6；
• DS(Differentiated Services Field，DS Field，区分服务字段) + ECN （Explicit Congestion Notification，显式拥塞通知）= Traffic Class byte(通信类型字段)。这些字段被用于数据转发时的特殊处理
• Flow Label(流标签字段)，由应用进程或内核为某个给定的套接口选取，应用于通过该套接口发送的任何IPv6数据报。所谓流（flow）指的是从某个特定源头到某个特定目的地的一个分组序列，而且该源头期望中间的路由器对这些分组进行特殊处理。
• Payload length(净荷长度)是去掉IPv6 Header(40bytes)头部之后所有内容的总长度。它与IPv4总长度的区别在于IPv4把头部也计算在内。
• Next Header(头部字段)，这个字段就是IPV4的协议字段，它指出了the type of header follow IPV6 header.
  
• Hop Limit（跳限字段）类似于IPv4的TTL，用来设置一个数据报经过的路由器上限数量，一般设置为（64,128,255等），数据报被路由器转发1次，该值减1.当该值变为0时，数据报被丢弃
• Source IP Address（源IP地址），128位，通常标识一台计算机的一个借口。
• Destination IP Address(目的IP地址)，128位

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二、IPv4到IPV6的变化

• IPv6没有header length，固定为40bytes的IPv6 header length。
• 如果两个IPv6的 header 是64对齐的，那么它们的地址也是64位对齐的，如此可以加快在64位体系结构上的处理。
• IPv6没有fragmentation fields(分片字段)，因为IPv6有一个独立的分片头用于这种情况，因为分片是异常情况，异常情况不应该减慢正常处理
• IPv6没有用于其自身的校验和字段。这是因为所有的上层协议（TCP、UDP等）的数据单元都有自己的校验和字段。

• IPv6没有广播
• IPv6路由器不对所转发的分组执行分片。
• IPv6要求支持认证和安全选项。
• IPv6要求支持路径MTU发现功能。　　

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