【正文】 為了使這些孤立的“ IPv6島”可以互通，必須使用隧 道技術(shù)。 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。 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。最重要的是， ICMP 協(xié)議不支持?jǐn)?shù)據(jù)糾錯(cuò)功能，該協(xié)議只是通過向數(shù)據(jù)源回送錯(cuò)誤消 息來告訴路由錯(cuò)誤?？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。 分段序號(hào)（ Fragment Offset）：長(zhǎng)度 13 比特。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。過期的包傳送到 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)，放棄連接并通過用戶。 如果在實(shí)現(xiàn) TCP時(shí)沒有為保存序列號(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。 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。 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和關(guān)閉時(shí)使用。 CLOSED 表示沒有連接，各個(gè)狀態(tài)的意義如下 ： LISTEN 偵聽來自遠(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 沒有任何連接狀態(tài)； TCP連接過程是狀態(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；傳送過來的數(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)，上面所說的都會(huì)時(shí) TCP狀態(tài)發(fā)生變化。 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。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。 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。 OSI 參考模型的教訓(xùn)是：首先，引入時(shí)間過晚，建立標(biāo)準(zhǔn)時(shí) TCP/IP 已在大學(xué)使用，而后來又被廣泛使用；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。 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 IP 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以，對(duì) IP6 技術(shù)的領(lǐng)先就是在未來的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的領(lǐng)先。 利用 VC++開發(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。 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。另一個(gè)嚴(yán)重問題是 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)。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。 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)，但無論它們是什么，它們必須是基于包交換的。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。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。新的連接實(shí)例被定義為連接的另一次恢復(fù)，這就帶來了問題： 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)問題在連接迅速打開和關(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。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。實(shí)現(xiàn)者可以讓用戶選擇是不是等待，但是無論用戶如何也不見得非要等待 MSL時(shí)間。在一方試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)連接會(huì)自動(dòng) RESET。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。 TOS目前不太使用。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。 時(shí)間戳（ Timestamps）：當(dāng) IP 包離開每個(gè)路由器的時(shí)候記錄時(shí)間。 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。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： ::，這種地址主要用來構(gòu)造自動(dòng)隧道。 例如 ::FFFF:，用來映射純 IPv4 主機(jī)的地址到 IPv6地址空間。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 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)。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。 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。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。 我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常會(huì)使用到 ICMP 協(xié)議，只不過我們覺察不到而已。 頭部校驗(yàn)（ Header Checksum）：長(zhǎng)度 16 位，由于 IP 包頭是變長(zhǎng)的，所以提供一個(gè)頭部校驗(yàn)來保證 IP 包頭中信息的正確性。 標(biāo)記（ Flags）：長(zhǎng)度 3 比特。連接仍然處于與原來相同的狀態(tài)。這樣 A 可能會(huì)試圖 OPEN 連接，然后在這個(gè)它認(rèn)為還是打開的連接上傳送數(shù)據(jù)，這時(shí) A 會(huì)從本地（也就是 A 的） TCP上獲得錯(cuò)誤消息 “ 未打開連接 ” 。 在第 2 行， TCP A 發(fā)送 SYN 初始化序列號(hào)，表示它要使用序列號(hào) 100；第 3 行中， TCP B 給出確認(rèn)，并且期待著 A 的帶有序列號(hào) 101的數(shù)據(jù)段；第 4 行， TCP A 給出確 認(rèn)，而在第 5 行，它也給出確認(rèn)，并發(fā)送了一些數(shù)據(jù)，注意第 4 行的序列號(hào)與第 5 號(hào)的一樣，因?yàn)?ACK信息不占用序列號(hào)空間內(nèi)的序列號(hào)。所有多余的數(shù)據(jù)段都會(huì)被刪除。對(duì)于每個(gè)連接都有發(fā)送序列號(hào)和接收序列號(hào)，初始發(fā)送序列號(hào)（ ISS）由發(fā)送 TCP 選擇，而初始接收序列號(hào)是在連接建立過程中產(chǎn)生的。而在接收數(shù)據(jù)時(shí)下面的比較操作是必須的： = 期待的序列號(hào)和接收窗口的最低沿； + = 最后一個(gè)序列號(hào)和接收窗口的最高沿； = 接收到的第一個(gè)序列號(hào)； + = 接收到的最后一個(gè)序列號(hào)； 上面幾個(gè)量有如下關(guān)系： = + 或 = + + 測(cè)試的第一部分是檢查數(shù)據(jù)段的開始部分是否在接收窗口中，第二部分是檢查數(shù)據(jù)段的結(jié)束部分是否也在接收窗口內(nèi)；上面兩個(gè)檢查通過任何一個(gè)就說明它包括窗口要求的數(shù)據(jù)。下面我們要涉及具體的功能了， TCP 段以inter 數(shù)據(jù)報(bào)的形式傳送。接收方 TCP 在接收到數(shù)據(jù)后會(huì)通信上層應(yīng)用程序， TCP會(huì)保證接收數(shù)據(jù)順序的正確性。 TCP 協(xié)議 TCP協(xié)議主為了在主機(jī)間實(shí)現(xiàn)高可靠性的包交換傳輸協(xié)議。 TCP/IP 定義了兩種端到端協(xié)議，第一種是傳輸 控制協(xié)議（ TCP： Transmission Control Protocol），是可靠的面向連接的協(xié)議，能確保拜特流無誤 碼從源設(shè)備傳送到互聯(lián)網(wǎng)中的其他設(shè)備。由于 IP6在 3G 技術(shù)的地位，誰的技術(shù)好，誰就可以在此方面領(lǐng)先。 10 年前，關(guān)注未來因特網(wǎng)擴(kuò)展性能的人們就開始擔(dān)心 IPv4網(wǎng)絡(luò)本身的局限性將難以支撐因特網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展。今年來，由于技術(shù)的發(fā)展和廣大國(guó)家特別是中國(guó)，日本等對(duì) IP 地址的需求，所以能否在下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上保持優(yōu)勢(shì)相當(dāng)重要。而歐洲正希望用 IP6技術(shù)來擊敗美國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)中老大的角色。 TCP/IP傳送層的作用類似于 OSI 傳送層的作用，是使源和目標(biāo)設(shè)備相互對(duì)話。 面向連接的服務(wù)（例如 Tel、 FTP、 rlogin、 X Windows和 SMTP）需要高度的可靠性，所以它們使用了 TCP。 進(jìn)程為了傳送數(shù)據(jù)會(huì)調(diào)用 TCP，將數(shù)據(jù)和相應(yīng)的參數(shù)傳送給TCP，于是 TCP 會(huì)將數(shù)據(jù)傳送到目的 TCP 那里，當(dāng)然這是通過將TCP 包打包在 IP 包內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)上傳送達(dá)到的。 OPEN 命令還指定這個(gè)連接的建立是主動(dòng)請(qǐng)求還是被動(dòng)等待請(qǐng)求。 請(qǐng)注意下面的關(guān)系： = 如果一個(gè)數(shù)據(jù)段的序列號(hào)小于等于確認(rèn)號(hào)的值，那么整個(gè)數(shù)據(jù)段就被確認(rèn)了。因此我們把網(wǎng)絡(luò)包的最長(zhǎng)生存時(shí)間（ MSL）小于 小時(shí)，因此我們可以認(rèn)為 ISN 是唯一的。 TCP中多復(fù)本檢測(cè)和序列算法都依賴于這個(gè)地址空間，在對(duì)方發(fā)送或接收之前不會(huì)超過 2 的 32 次方個(gè)包存在于輸出隊(duì)列中。其它的就不多說了。 假設(shè) A 和 B 兩個(gè)進(jìn)程相互通信的時(shí)候 A 的 TCP發(fā)生了失敗，A 依靠操作系統(tǒng)支持 TCP的存在，通常這種情況下會(huì)有恢復(fù)機(jī)制起作用，當(dāng) TCP重新恢復(fù)的時(shí)候， A 可 能希望從恢復(fù)點(diǎn)開始工作。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。該字段和 Flags 和Fragment Offest 字段聯(lián)合使用，對(duì)大的上層數(shù)據(jù)包進(jìn)行分段（ fragment）操作。標(biāo)識(shí)了上層所使用的協(xié)議。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。 全球統(tǒng)一分配地址 即 globallink 地址 Inter 網(wǎng)絡(luò)地址編號(hào)分配機(jī)構(gòu) IANA（ Inter assigned numbers authority）將地址分配的工作授權(quán)給 Inter 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)供應(yīng)商，由網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)供應(yīng)商分配地址給申請(qǐng)者 。對(duì)于舊的 48 位的 MAC 地址，映射到 IPv6地址中時(shí)在前面的 24 位廠商標(biāo)志后面插入 16 比特 fffe，并把高 24位中的第 7 位變?yōu)?1。 為了使雙棧節(jié)點(diǎn)能夠直接同 IPv4 和 IPv6 節(jié)點(diǎn)相互操作，節(jié)點(diǎn)必須提供一個(gè)能夠處理 IPv4 A 記錄和 IPv6 AAAA 或 A6記錄的解析器庫。 隧道技術(shù)只要求在隧道的入口和出口處進(jìn)行修改，對(duì)其他部分沒有要求，因而非常容易實(shí)現(xiàn)。 IPv4 向 IPv6 地址的過渡 盡管 IPv6 比 IPv4 具有明顯的先進(jìn)性，但是 IETF 認(rèn)識(shí)到，要想在短時(shí)間內(nèi)將 Inter 和各個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的所有系統(tǒng)全部從 IPv4 升級(jí)到 IPv6 是不可能的，換言之， IPv6 與 IPv4 系統(tǒng)在Inter 中長(zhǎng)期共存是不可避 免的現(xiàn)實(shí)。 局部地址 在單播地址中， IPv6 有一種鏈路本地地址 ,用于自動(dòng)配置，它的前綴 FP = 1111 1110 10 (FE80)。 由于 IPv6 地址被分成兩個(gè)部分：子網(wǎng)前綴和接口標(biāo)識(shí)符，因此一個(gè) IPv6節(jié)點(diǎn)的地址可以按照類似 CIDR地址的方式表示為一個(gè)攜帶額外數(shù)值的地址，其中指出了地址中有多少位是掩碼。