【正文】 8 bits 長(zhǎng)所以十六進(jìn)制能更好地代表這些數(shù)字 ,這種格式將 IPv6的地址長(zhǎng)度縮減到個(gè) 32字符 . 2^1281=0xffffffffffffffffffffffffffffffff 這種表現(xiàn)形式仍然很不方便 . (可能混淆或遺漏單個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字 ), 所以 IPv6 的設(shè)計(jì)者將地址形式定為每 16bit 就用 :區(qū) 分 開(kāi) 來(lái) . 開(kāi) 頭 的 0x 被 移 除 了 : 2^1281= ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff。全球分配通用地址具有以下的地址格式： 圖 IP v6 地址分配策略 其中，各個(gè)字段域的意義如下： FP —— Format Prefix，例如 001 代表 aggregatable global unicast addresses。向 IPv4 兼容的地址具有以下形式： IPv6 地址中的最低 32位可以用于表示 IPv4 地址，該地址可以按照一種混合方式表達(dá)，即 X:X:X:X:X:X:，其中 X 表示一個(gè) 16位整數(shù)，而 d 表示一個(gè) 8 位十進(jìn)制整數(shù)。 IPv6 規(guī)范規(guī)定，路由器永遠(yuǎn)不能傳送目的地址為鏈路本地地址的 IPv6 信息包。如：fec0::1:0280:c8ff:fe2b:fb28。當(dāng) DNS 中同時(shí)存在 A、 AAAA 和 A6 記錄時(shí)可能會(huì)有三種不同的操作：（ 1）只返回 IPv6 地址；（ 2）只返回 IPv4 地址；（ 3）同時(shí)返回 IPv4 和 IPv6 地址。因而是 IPv4 向 IPv6 過(guò)渡的初期最易于采用的技術(shù)。隧道技術(shù)將 IPv6 的分組封裝到 IPv4的分組中，封裝后的 IPv4 分組將通過(guò) IPv4 的路由體系傳輸，分組報(bào)頭的 協(xié)議 域設(shè)置為 41，指示這個(gè)分組的負(fù)載是 一個(gè) IPv6的分組，以便在適當(dāng)?shù)牡胤交謴?fù)出被封裝的 IPv6 分組并傳送給目的站點(diǎn)。 “雙棧”這個(gè)稱呼本身有些誤導(dǎo)。 例如 ::FFFF:，用來(lái)映射純 IPv4 主機(jī)的地址到 IPv6地址空間。 LinkLocal 地址主要是為了便于對(duì)同一物理媒質(zhì)連接起來(lái)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編址。把兩種可 能 的 表 達(dá) 方 式 組 合 在 一 起 ， 該 地 址 也 可 以 表 示為： ::，這種地址主要用來(lái)構(gòu)造自動(dòng)隧道。 NLA —— Next Level Aggregation。 但是一個(gè) IPv6 地址當(dāng)中只能出現(xiàn)一次 , 例如： 3ffe:ffff:100:f101:0:0:0:1 變?yōu)? 3ffe:ffff:100:f101::1。還有其他的網(wǎng)絡(luò)命令如跟蹤路由的 Tracert命令也是基于 ICMP協(xié)議的。 時(shí)間戳（ Timestamps）：當(dāng) IP 包離開(kāi)每個(gè)路由器的時(shí)候記錄時(shí)間。標(biāo)識(shí)了這個(gè) IP包的起源和目標(biāo)地址。當(dāng) IP包進(jìn)行傳送時(shí)，先會(huì)對(duì)該字段賦予某個(gè)特定的值。第二位是 DF位， DF 位設(shè)為 1 時(shí)表明路由器不能對(duì)該上層數(shù)據(jù)包分段。 TOS目前不太使用。如果因?yàn)榘踩?jí)，優(yōu)先級(jí)之類的問(wèn)題，那就發(fā)送 RST信號(hào)然后進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。如果到達(dá)的信息有一個(gè) ACK域，返回的 RST 信息可以從 ACK 域中取得序列號(hào) ，如果沒(méi)有這個(gè)域，就把 RST的序列號(hào)設(shè)置為 0， ACK域被設(shè)備為序列號(hào)和到達(dá)段長(zhǎng)度之和。下面的例子將顯示這一過(guò)程： 上面這個(gè)例子中， A 方收到的信息并沒(méi)有確認(rèn)任何東西，這時(shí)候A 發(fā)現(xiàn)出了問(wèn)題，于是發(fā)送了 RST控制信息。在一方試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)連接會(huì)自動(dòng) RESET。 使用三消息握手的主要原因是為了防止使用過(guò)期的數(shù)據(jù)段。實(shí)現(xiàn)者可以讓用戶選擇是不是等待，但是無(wú)論用戶如何也不見(jiàn)得非要等待 MSL時(shí)間。數(shù)據(jù)段中序列號(hào)的多少和數(shù)據(jù)段中的字節(jié)數(shù)一樣多。請(qǐng)注意如果 TCP 重新初始化，而內(nèi)存中的序列號(hào)正在使用，不需要等待，但必須確認(rèn)使用的序列號(hào)比當(dāng)前使用的要大。這通過(guò)交換一個(gè) 控制位 SYN和初始序列號(hào)完成。新的連接實(shí)例被定義為連接的另一次恢復(fù)，這就帶來(lái)了問(wèn)題： TCP如果確定多個(gè)數(shù)據(jù)段是從以前連接的另一次恢復(fù)中取得的呢？這個(gè)問(wèn)題在連接迅速打開(kāi)和關(guān)閉，或因?yàn)閮?nèi)存原因被關(guān)閉然后又迅速建立后顯示特別突出。即使接收窗口的大小為零， TCP必須處理所有接收到信息的 RST和 URG域。在每個(gè)段中字節(jié)是這樣安排的：第一個(gè)字節(jié)在包頭后面，按這個(gè)順 序排列。 TCP 頭跟在 inter 包頭后面，提供了一些專用于 TCP協(xié)議的信息。在 TCP傳送一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，它同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)包放入重發(fā)隊(duì)列中，同時(shí)啟動(dòng)記數(shù)器，如果收到了關(guān)于這個(gè)包的確認(rèn)信息，將此包從隊(duì)列中刪除，如果計(jì)時(shí)超時(shí)則需要重新發(fā)送此包。這里需要說(shuō)明的是網(wǎng)關(guān)在接收到這個(gè)包后，會(huì)將包解開(kāi)，看看是不是已經(jīng)到目的地了，如果沒(méi)有到，應(yīng)該走什么路由達(dá)到目的地，在決定后，網(wǎng)關(guān)會(huì) 根據(jù)下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的協(xié)議情況再次將 TCP包打包傳送，如果需要，還要把這個(gè)包再次分成幾段再傳送。 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括由網(wǎng)關(guān)（或其它設(shè)備）連接的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)也可以是一些城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，但無(wú)論它們是什么，它們必須是基于包交換的。 TCP是面向連接的端到端的可靠協(xié)議。這 4 層分別 為：應(yīng)用層、傳輸層、互連網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層。TCP還進(jìn)行流量控制，確保較高速的發(fā)送端不會(huì)使較低速的接收設(shè)備過(guò)載。另一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題是 OSI主要考慮通信，而計(jì)算機(jī)世界有相當(dāng)多的不同點(diǎn)。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，發(fā)展 IP6意義重大，有利于我國(guó)的企業(yè)在技術(shù)方面不受外國(guó)企業(yè)的技術(shù)壟斷，并且 IP6也提供中國(guó)成為一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大國(guó)的可能性。 研究意義 據(jù)預(yù)測(cè)，到 2021 年中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)用戶 已經(jīng) 達(dá)到 2 億人，在數(shù)量上 為 世界第一位。 雖然美國(guó)對(duì)此支持不是很大，但是由于海外眾多國(guó)家的需求，包括眾多廠商和 美國(guó)國(guó)防部的IPv6 部署進(jìn)度表顯示： 20212021 年， IPv6 和 IPv4 協(xié)議共同運(yùn)行； 2021 年實(shí)現(xiàn)美國(guó)本土全面的 IPv6 計(jì)劃。 利用 VC++開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)抓包，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行實(shí)時(shí)分析， TCP 連接的跟蹤，根據(jù)端口，協(xié)議，IP 地址的指定，將協(xié)議， IP源地址，目標(biāo)地址，包長(zhǎng)度等主要協(xié)議內(nèi)容提供給用戶。并且，在早期的互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，由于是由美國(guó)主導(dǎo)。 研究現(xiàn)狀 由于 IP4 使用所引起的地址危機(jī)已經(jīng)被世界供認(rèn)，而 IP6又是公認(rèn)的未來(lái) IP 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以，對(duì) IP6 技術(shù)的領(lǐng)先就是在未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的領(lǐng)先。而美國(guó)，雖然占有世界上 70%的 IP 地址資源，但是由于海外眾多國(guó)家和廠商的需求，思科等眾多互聯(lián)網(wǎng)公司不會(huì)坐以待斃。 OSI 參考模型的教訓(xùn)是：首先，引入時(shí)間過(guò)晚，建立標(biāo)準(zhǔn)時(shí) TCP/IP 已在大學(xué)使用，而后來(lái)又被廣泛使用；其次，在技術(shù)上不能完全適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀，如會(huì) 話 層在大多數(shù)應(yīng)用中很少使用，表述層幾乎是空的。 可以看到，其中不存在會(huì)晤層和表述層，主要面向連接的網(wǎng)絡(luò)層也被以包交接為基礎(chǔ)的無(wú)連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層代替，稱為互聯(lián)網(wǎng)層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層也大大簡(jiǎn)化為主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)層（ HostToNetwork），除了指出主機(jī)必須使用能發(fā)送 IP包的協(xié)議外并不規(guī)定什么。 TCP/IP 在網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用 TCP/IP 協(xié)議并不完全符合 OSI的七層參考模型。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因?yàn)?IP并沒(méi)有做任何事情來(lái)確認(rèn)數(shù)據(jù)包是按順序發(fā)送的或者沒(méi)有被破壞。下面的圖是 TCP在層次式結(jié)構(gòu)中的位置，它的下層是 IP協(xié)議， TCP可以根據(jù) IP協(xié)議提供的服務(wù)傳送大小不定的數(shù)據(jù)， IP協(xié)議負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，重組，在多種網(wǎng)絡(luò)中傳送。網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)被看作包傳送的源和目的結(jié)點(diǎn)。 在實(shí)現(xiàn) TCP的主機(jī)上， TCP 可以被看成是一個(gè)模塊，和文件系統(tǒng)區(qū)別不大， TCP也可以調(diào)用一些操作系統(tǒng)的功能， TCP 不直接和網(wǎng)絡(luò)打交道，控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)由專門的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊完成。 通過(guò)向本地端口發(fā)送 OPEN 命令及外部套接字參數(shù)建立連接， TCP返回一個(gè)標(biāo)記這個(gè)連接的名稱，以后如果用戶需要使用這個(gè)名稱標(biāo)記這個(gè)連接。 CLOSED 表示沒(méi)有連接，各個(gè)狀態(tài)的意義如下 ： LISTEN 偵聽(tīng)來(lái)自遠(yuǎn)方 TCP端口的連接請(qǐng)求； SYNSENT 在發(fā)送連接請(qǐng)求后等待匹配的連接請(qǐng)求； SYNRECEIVED 在收到和發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求后等待對(duì)連接請(qǐng)求的確認(rèn)； ESTABLISHED 代表一個(gè)打開(kāi)的連接，數(shù)據(jù)可以傳送給用戶； FINWAIT1 等待遠(yuǎn)程 TCP 的連接中斷請(qǐng)求，或先前的連接中斷請(qǐng)求的確認(rèn)； FINWAIT2 從遠(yuǎn)程 TCP等待連接中斷請(qǐng)求； CLOSEWAIT 等待從本地用戶發(fā)來(lái)的連接中斷請(qǐng)求； CLOSING 等待遠(yuǎn)程 TCP對(duì)連接中斷的確認(rèn)； LASTACK 等待原來(lái)發(fā)向遠(yuǎn)程 TCP的連接中斷請(qǐng)求的確認(rèn)； TIMEWAIT 等待足夠的時(shí)間以確保遠(yuǎn)程 TCP接收到連接中斷請(qǐng)求的確認(rèn)； CLOSED 沒(méi)有任何連接狀態(tài)； TCP連接過(guò)程是狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，促使發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換的是用戶調(diào)用：OPEN， SEND， RECEIVE， CLOSE， ABORT 和 STATUS；傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)段，特別那些包括以下標(biāo)記的數(shù)據(jù)段 SYN， ACK， RST 和 FIN；還有超時(shí)，上面所說(shuō)的都會(huì)時(shí) TCP狀態(tài)發(fā)生變化。 TCP 必須進(jìn)行的序列號(hào)比較操作種類包括以下幾種： (a) 決定一些發(fā)送了的但未確認(rèn)的序列號(hào)； (b) 決定所有的序列號(hào)都已經(jīng)收到了； (c) 決定下一個(gè)段中應(yīng)該包括的序列號(hào)。 SYN和 FIN 是需要保護(hù)的控制量，這兩個(gè)控制量也只在連接打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)使用。當(dāng)新的連接被創(chuàng)建時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)新的初始序列號(hào)（ ISN）產(chǎn)生子，它用來(lái)選擇一個(gè)新的 32位 ISN。 1) A B SYN 本方序列號(hào)是 X 2) A B ACK 本方序列號(hào)被確認(rèn) 3) A B SYN 對(duì)方序列號(hào)是 Y 4) A B ACK 確認(rèn)對(duì)方序列號(hào) 上面的第 2 步和第 3 步可以合并，這時(shí)可以成為 3 階段，所以我們可以稱它為三消息握手。 TCP的實(shí)現(xiàn)可以不遵守這個(gè)規(guī)定，但是這會(huì)造成老數(shù)據(jù)被當(dāng)成新數(shù)據(jù)接收，而新數(shù)據(jù)被當(dāng)成老數(shù)據(jù)拒絕的情況。 如果在實(shí)現(xiàn) TCP時(shí)沒(méi)有為保存序列號(hào)留下空間，那清除多余的包可能就不能實(shí)現(xiàn)了，因此推薦這種類型的 TCP實(shí)現(xiàn)最好在失敗后等待 MSL時(shí)間，這樣保證多余的包被刪除。三消息握手減少了連接失敗的可能性。如果TCP處理下面幾種狀態(tài) ESTABLISHED， FINWAIT1， FINWAIT2，CLOSEWAIT， CLOSING， LASTACK， TIMEWAIT 時(shí)，放棄連接并通過(guò)用戶。如果 A 處的連接已經(jīng)關(guān)閉， B 處并不知道。過(guò)期的包傳送到 B 方使 B 回應(yīng)了，而收到回應(yīng)的 A 卻發(fā)現(xiàn)不對(duì)頭，傳送 RST控制信息， B 方返回被動(dòng) LISTEN 狀態(tài)。如果 SYN 未被確認(rèn)時(shí)，而且收到的數(shù)據(jù)段的優(yōu)先級(jí)比要求的優(yōu)先級(jí)要高，那么要么提高本地優(yōu)先級(jí)（得事先征得用戶和系統(tǒng)的許可）要么發(fā)送RST；如果接收數(shù)據(jù)段的優(yōu)先級(jí)比要求的優(yōu)先級(jí)低，就算是匹配了，當(dāng)然如果對(duì)方發(fā)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)不 對(duì)提高了優(yōu)先級(jí)，在下一個(gè)包中提高了優(yōu)先級(jí)，這就不算是匹配了。一般的值為 0100（ IPv4）， IPv6的值（ 0110） IP包頭長(zhǎng)度（ Header Length）：長(zhǎng)度 4 比特。 IP包最大長(zhǎng)度65535字節(jié)。 分段序號(hào)（ Fragment Offset）：長(zhǎng)度 13 比特。這個(gè)字段可以防止由于故障而導(dǎo)致 IP包在網(wǎng)絡(luò)中不停被轉(zhuǎn)發(fā)?？蛇x項(xiàng)目包含以下內(nèi)容： 松散源路由（ Loose source routing）：給出一連串路由器接口的 IP 地址。 它是 TCP/IP 協(xié)議族的一 個(gè)子協(xié)議，用于在 IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息。最重要的是， ICMP 協(xié)議不支持?jǐn)?shù)據(jù)糾錯(cuò)功能，該協(xié)議只是通過(guò)向數(shù)據(jù)源回送錯(cuò)誤消 息來(lái)告訴路由錯(cuò)誤。 IPv6 的地址分類 IPv6 有四種類型的地址，它們是：全球統(tǒng)一分配地址、 IPv4兼容地址、局部地址和自環(huán)地址。 IPv4 兼容的地址 對(duì)于現(xiàn)有的 IPv4 地址， IPv6 保留了一部分空間。例如： fe80:0000:0000:0000:0280:c8ff:fe2b:fb28 其中低 64 位就是由 以太網(wǎng)卡地址 0080c82bfb28 而來(lái)的。 自環(huán)地址 在 IPv6 中，地址 ::1 相當(dāng)于 IPv4 中的 ，代表本地地址，又稱之為自環(huán)地址。 IPv6和 IPv4 是功能相近的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，兩者都基于相同的物理平臺(tái)，而且加載于其上的傳輸層協(xié)議 TCP和 UDP 又沒(méi)有任何區(qū)別。為了使這些孤立的“ IPv6島”可以互通，必須使用隧 道技術(shù)。 根據(jù)封裝 /解封裝操作發(fā)生位置的不同，隧道可以分為四種： 路由器到路由器 (RoutertoRouter) 主機(jī)到路由器 (HosttoRouter) 主機(jī)到主機(jī) (HosttoHost) 路由器到主機(jī) (RoutertoHost) 根據(jù)建立方式的不同，隧道又可以分成兩類： (手工 )配置的隧道 (Configured Tunnel) 自動(dòng)配置的隧道 (Autoconfigured T