Пояснить протокол Ipv6, формат протокола, назначение всех его полей, адресацию, типы адресов и согласование с протоколом Ipv4

IPv6 представляет собой новую версию протокола Интернет, являющуюся преемницей версии 4. Изменения IPv6 по отношению к IPv4:

Расширение адресации. В IPv6 длина адреса расширена до 128 бит (против 32 в IPv4), что позволяет обеспечить больше уровней иерархии адресации, увеличить число адресуемых узлов, упростить авто-конфигурацию.

Спецификация формата заголовков. Некоторые поля заголовка IPv4 отбрасываются или делаются опционными, уменьшая издержки, связанные с обработкой заголовков пакетов с тем, чтобы уменьшить влияние расширения длины адресов в IPv6.

Улучшенная поддержка расширений и опций. Изменение кодирования опций IP-заголовков позволяет облегчить переадресацию пакетов, ослабляет ограничения на длину опций и делает более доступным введение дополнительных опций в будущем.

Возможность пометки потоков данных. Введена возможность помечать пакеты, принадлежащие определенным транспортным потокам, для которых отправитель запросил определенную процедуру обработки, например, нестандартный тип TOS (вид услуг) или обработка данных в реальном масштабе времени.

Идентификация и защита частных обменов. В IPv6 введена спецификация идентификации сетевых объектов или субъектов, для обеспечения целостности данных и при желании защиты частной информации.

- Версия -4-битный код номера версии Интернет протокола (для IPv6= 6).

- Приоритет -4-битовое поле приоритета в IPv6 заголовке позволяет отправителю идентифицировать относительный приоритет доставки пакетов. Значения приоритетов делятся на два диапазона. Коды от 0 до 7 используются для задания приоритета трафика, для которого отправитель осуществляет контроль перегрузки (например, снижает поток TCP в ответ на сигнал перегрузки). Значения с 8 до 15 используются для определения приоритета трафика, для которого не производится снижения потока в ответ на сигнал перегрузки, например, в случае пакетов “реального времени”, посылаемых с постоянной частотой.

- Метка потока – 24-битный код метки потока (для мультимедиа). Может использоваться отправителем для выделения пакетов, для которых требуется специальная обработка в маршрутизаторе, такая, например, как нестандартная QoS или "real-time " сервис. Этот аспект IPv6 является пока экспериментальным.

- Размер поля данных. Несет в себе код длины поля данных в октетах, которое следует сразу после заголовка пакета.

- Следующий заголовок – 8-битовый разделитель. Идентифицирует тип заголовка, который следует непосредственно за IPv6 заголовком. Использует те же значения, что и протокол IPv4.

- Предельное число шагов (максимальное время жизни пакета). Уменьшается на 1 в каждом узле, через который проходит пакет. При предельном числе шагов, равном нулю, пакет удаляется.

- Адрес отправителя – 128-битовый адрес отправителя пакета.

- Адрес получателя – 128-битовый адрес получателя пакета.

Заголовки расширения IPv6. В IPv6, опционная информация уровня Интернет записывается в отдельных заголовках, которые могут быть помещены между IPv6 заголовком и заголовком верхнего уровня пакета. Существует небольшое число таких заголовков, каждый задается определенным значением кода поля следующий заголовок. В настоящее время определены заголовки: маршрутизации, фрагментации, аутентификации, инкапсуляции, опций hop-by-hop, места назначения и отсутствия следующего заголовка. Заголовки расширения не рассматриваются и не обрабатываются узлами по пути доставки. Единственное исключение из этого правила касается заголовка опций hop-by-hop, несущего в себе информацию, которая должна быть рассмотрена и обработана каждым узлом по пути доставки, включая отправителя и получателя. Каждый заголовок расширения имеет длину, кратную 8 октетам.

Опции. Два из определенных в настоящее время заголовков расширения – заголовок опций hop-by-hop и заголовок опций места назначения – несут в себе переменное число TLV-кодированных (type-length-value) опций следующего формата:

Формат опций

Существует три типа адресов:

Unicast: Идентификатор одиночного интерфейса. Пакет, посланный по уникастному адресу, доставляется интерфейсу, указанному в адресе.

Anycast: Идентификатор набора интерфейсов, принадлежащих разным узлам. Пакет, посланный по эникастному адресу, доставляется одному из интерфейсов, указанному в адресе (ближайший, в соответствии с мерой, определённый протоколом маршрутизации).

Multicast: Идентификатор набора интерфейсов, принадлежащих разным узлам. Пакет, посланный по мультикастинг-адресу, доставляется всем интерфейсам, заданным этим адресом.

В IPv6 не существует широковещательных адресов, их функции переданы мультикастинг-адресам.

В IPv6 все нули и все единицы являются допустимыми кодами для любых полей, если не оговорено исключение.