《图解TCP/IP》笔记(四)IPv4和IPv6

目录

IPv4地址表示

IP地址组成

IPv4首部

四类IP地址

 IPv6地址表示

IPv6地址结构

IPv6特点

IPv6首部

IPv6扩展首部

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IPv4地址表示

• 用32位正整数表示
• 每8位分成一组，共分成四组，每组用 “.” 隔开
• 再将二进制转换成十进制

IP地址组成

网络标识(网络地址)+主机标识(主机地址)

IPv4首部

1. 版本
   
2. 区分服务
   TOS type ofserverice，由8比特组成，表明服务质量
   
3. DSCP段
   差分服务代码点 differential services codepoint
   用来进行质量控制
4. ECN
   显式拥塞通告 explicit congestion notification
   用来报告网络拥堵情况，由两比特构成
   
5. 标志
   由3比特构成，表示包被分片的相关信息
   
6. 片偏移 fragment
   由13比特构成，用来标识被分片的每一分段相对于原始数据的位置
7. 生存时间TTL
   time to live
   由8比特构成，秒为单位
8. 协议
   
   
9. 首部校验和
   只校验数据报的首部，不校验数据部分，主要用来确保IP地址数据报不被破坏。
10. 可选项
    长度可变，通常只进行实验和诊断时使用
    包含以下信息：
    安全级别；源路径；路径记录；时间戳

四类IP地址

A类地址

• “0”开头
• 1~8位是网络标识
• 0.0.0.0~127.0.0.0位网络地址
• 后24位是主机地址
• 主机上限16777214个

B类地址

• “10”开头
• 第1~16位是网络标识
• 128.0.0.1~191.255.0.0是网络地址
• 后16位是主机地址
• 主机上限65534个

C类地址

• “110”开头
• 第1~24位是网络标识
• 192.168.0.0~239.255.255.0是网络地址
• 后8位是主机地址
• 主机上限254个

D类地址

• “1110”开头
• 第1~32位是网络标识
• 224.0.0.0~239.255.255.255是网络地址
• 没有主机标识
• 常用于多播

 IPv6地址表示

IPv4地址理论上只有43亿个，根本不够用！

• IPv6地址长128位，能表达的数字高达38位
• 每16比特为一组，用冒号隔开标记
• 可用二进制或十六进制的数表示
• 出现连续0的时候，可以将0省略，并用两个冒号隔开
• 一个IP地址中只能出现一次两个连续的冒号

IPv6地址结构

IPv6特点

1. IP地址的扩大与路由控制表的聚合
2. 性能提升
   包首部长度采用固定值，不再采用首部检验码。
   简化首部结构，减轻路由器负荷，路由器不再做分片处理。
3. 支持即插即用
   即使没有DHCP功能也可以实现自动分配IP地址。
4. 采用认证与加密功能
   对伪造IP地址的网络安全功能以及防止线路窃听功能
5. 多播、Moblie IP成为扩展功能

IPv6首部

1. 通信类量
   相当于IPv4中TOS字段，由8比特构成
2. 有效载荷长度
   有效载荷是指包的数据部分
3. 流标号
   由20比特构成，准备用于服务质量控制
4. 跳数限制
   由8比特构成，表示可通过路由器的个数

IPv6扩展首部

• IPv6首部长度固定，无法将可选项加入其中，所以通过扩展首部对功能进行有效扩展；
• 扩展首部位于IPv6首部与TCP/UDP首部中间
• 扩展首部可选项长度没有限制
• 示例
  
• 常用扩展首部表