理解並取證：ipv6與ipv4在報文結構上的區別
為了更好的學習ipv6，應該首先來理解ipv6的報文結構，建議理解ipv6的報文結構時，採用「對比法」對照ipv4的報文結構，更形象的理解ipv6與ipv4報文結構的相同與差異。
如下圖12.6所示、ipv6的報文結構所示，展示了ipv6報文的體系結構。本小節將以分析ipv6首部報文中的每一字段的作用與意義作為目標。
n版本：標識ip報文的版本，其作用與ipv4的版本一樣。但是值為6。
n流量類別：指示ipv6資料流通訊類別或優先順序。功能類似於ipv4的服務型別（tos）字段。用於服務質量（qos）功能，長度為8位。
n流標籤
n載荷長度：16
位負載長度表示ipv6報文中負載的長度，而不是整個ipv6資料報文的長度。沒有包括整個ipv6報文中的主首部的長度。
n長度為8位。代替ipv4中的協議字段，因為ipv6提出了擴充套件首部的思想，該欄位就是指示下乙個擴充套件首部的標識，也就是ipv6資料報的下乙個首部。如果乙個ipv6報文沒有下乙個首部的引入，那麼該字段就和ipv4中的協議欄位的作用相同。指示使用的上層協議型別。
n跳數限制：該欄位8位長度。替代ipv4的ttl（生命期）字段，指示在路由器之間的**次數來限定ipv6報文的生命週期。每經過路由器一次**，該字段減1，減到0時就把這個包丟棄。
n與ipv4中的源ip位址作用一樣，只是用128位元進行表示。
n與ipv4中的目標ip位址作用一樣，只是用128位元進行表示。
ipv6的報文結構與ipv4的區別：
為了更好的理解ipv6報文結構，本小節將以對照ipv4與ipv6的報文結構圖12.6與圖12.7所示，理解ipv4與ipv6報文的區別。ipv6的報文結構做出了較大的改動，主要的變化如下所述：
n引入了多首部的概念：這 與ipv4單一報文首部包括所有欄位有很大區別。ipv6支援乙個主首部與多個擴充套件首部，這樣做的目的在於讓資料報文的結構更清晰，層次化更明顯，也可在ipv6的報文中存放更多的資訊。
nipv6改變了ipv4報文首部的部分欄位名稱與格式：ipv6的報文首部刪除了ipv4中定義的幾個字段，以減少ipv6首部的長度，達到提高效率的目的，只保留了資料**所必須的重要資訊在ipv6的主首部中。其它的字段被放到ipv6的擴充套件首部中。更具體的講：版本、源位址、目標位址三個欄位在ipv6沒有發生改變，其作用與名稱和ipv4一樣。ipv4的ttl欄位在ipv6報文中被重名為「跳數限制」字段；ipv4的「服務型別（tos）」欄位在ipv6中被重新命名為「流量類別」，被重新命名的兩個欄位的作用卻與ipv4相同。新增加了乙個「流標籤」字段，該字段的作用已在本章的12
．1．2小節做了說明。這裡不再重述。ipv6的報文刪除了ipv4中的「標識」、「標記」、「片偏移」字段，因為ipv6的主首部的長度是固定不變的值。有了擴充套件首部的原因，所以ipv6很少再出現分片的問題，所以上述的字段在ipv6中將顯得多餘，故將其從ipv6的首部報文中刪除。
nipv6與ipv4相較，ipv6取消了「首部校驗」字段：這也是因為ipv6擴充套件首部的出現，高層的協議與ipv6的主首部進行了分離。在ipv6的主首部中對高層協議的錯誤校驗將變得多餘，所以將其刪除，這將為網路中間裝置或者計算機節省了執行校驗的時間延遲，提高了**較率。
關於ipv6的擴充套件首部與資料分片的問題
ipv6
資料傳送所需要的公共資訊被放到首部報文中，而上層協議資訊、分片資料資訊等被放入到ipv6的擴充套件首部中，並且ipv6的主要首部是固定長度，這樣做可以保證網路的中間裝置（路由器）以最高的效率進行資料**。因為ipv4使用「選項」欄位來改變報文的長度，比如:資料驗證、分片等都被ipv4的選項欄位所包括，那麼路由器需要對這些選項欄位作特殊的處理，這就降低了資料**的效能。
比如在ipv4的環境中,如下圖12.8所示的資料傳遞分片所示：如果在ipv4的網路環境中傳遞資料，假設源主機需要傳送大小為3000位元組的資料，分別需要穿越mtu為1500、300、1500的網段，首先在第乙個mtu為1500的鏈路上將3000位元組的資料分成2個單位進行傳遞，每個單位大小為1500；然後路由器讓分片重新組合，並且在經過第二個mtu為300的鏈路上將3000位元組的資料分成10個單位，每個單位的大小為300；然後到達下乙個路由
器時，需要反覆的執行分片與重組，從某種意義上來講，這加重了網路中間裝置（路由器）的工作負荷。而ipv6則省去了這一繁鎖的過程，ipv6將分片的過程控制在源主機完成，中間網路裝置（路由器）不再執行分片與重組，這對於提高中間網路裝置（路由器）的工作效率很有幫助如下
圖12.8
所示。
注意：ipv6雖然將資料分片控制在源主機，但是對上層協議的申明與大的資料的拆分在ipv6中還是需要的。在ipv4中使用「選項」字段，來申明上層協議，如果有需要就對大的資料報文進行拆分。可見「選項」欄位在ipv4中的作用是非常重要的，但是ipv6報文結構中，卻去掉了該選項，那麼在ipv6中將使有什麼樣的技術來申明上層協議，以及對大的資料報文進行分片？
ipv6
的上層協議申明與資料分片都在擴充套件首部中完成，因為在主首部只包括必須的資訊，並且每乙個ipv6的主首部的結構都一樣。既然ipv6在擴充套件首部完成上層協議的申明與資料分片，那麼ipv6的擴充套件報文首部與主首部之間存在乙個什麼的關係，主首部又如何知道同乙個通訊會話的下乙個擴充套件首部是什麼？
上述的問題可以通過理解ipv6報文結構中的「下乙個首部」欄位來完成主首部與擴充套件首部的鏈結。如下圖12.9所示ipv6的主首部與擴充套件首部之間的關係所示：當某台ipv6的主機向另一台目標主機傳送ping資料時，在ipv6的主首部中是不會包含icmpv6的任何資料的，因為在主首部中只會包含必須的ipv6通訊字段，其它的全部在擴充套件首部中體現。但是在主首部中有乙個字段叫做「下乙個首部」並使用16進製制數申明下乙個首部的值，比如：3a就表示下乙個首部為icmpv6的資料，如果沒有ipv6的資料分片，「下乙個首部」 欄位將直接申明上層協議。如果存在資料分片，「下乙個首部」欄位將指示，擴充套件首部為「2c」表示下乙個首部是乙個資料分片，然後在資料分片的擴充套件首部中還會有乙個「下乙個首部」 字段，此時該字段的值為「3a」表示下乙個首部為icmpv6的資料。總而言之，如果沒有資料分片的存在，「下乙個首部」欄位將直接申明上層協議；如果有資料分片的存在，「下乙個首部」 字段申明為資料分片，然後再在資料分片的「下乙個首部」欄位中申明上層協議。
意注：一切理論層面的分析都將是空泛與枯燥的，將空泛的理論轉換為有理可依的取證的實驗，並有益於通過
ccna
的認證，完成工作需求是本書的宗旨，關於如何取證
ipv6
的主首部報文的過程如下所示。
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