ipv4和ipv6对比(IPV4)

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

TCP/IP的心脏是互联网层，这一层主要由IP和ICMP两个协议组成。

IP相当于OSI参考模型中的第三层——网络层。而网络层的作用是实现终端节点之间的通信。这种终端节点之间的通信也叫‘点到点’通信。IP地址用于连接在网络中的所有主机中识别出进行通信的目标地址。谷在tcp/ip通信的所有主机中必须设置IP地址。

路由控制、多条路由和路由控制表使得数据包可以成功抵达要去的地方。路由控制表记录着此刻数据包应该下一步应该发送给哪个路由器。

IP为了简化和提速采用无连接的方式，而为了提高可靠性，上层TCP采用面向连接方式。

IPV4

IPV4由32位正整数来表示，在计算机内部以二进制方式被处理。

IPV4地址由网络位和主机位两部分构成。有A、B、C、D、E五类。E类为科研所用。

A类地址：首位以’0’开头，从第一位到第八位是它的网络位。0.0.0.0——127.0.0.0为A类的网络地址。A类地址的后24位为主机位。

B类地址：首位以’10’开头，从第一位到第八位是它的网络位。128.0.0.0——191.255.0.0

为B类的网络地址。B类地址的后16位为主机位。

C类地址：首位以’110’开头，从第一位到第八位是它的网络位。192.0.0.0——223.255.255.0为C类的网络地址。C类地址的后8位为主机位。

D类地址：首位以’1110’开头，从第一位到第八位是它的网络位。224.0.0.0——239.255.255.255为D类的网络地址。D类地址无主机位。

广播地址：用于在同一链路中相互连接的主机之间发送数据包。将IP地址中主机地址部分全部写成1就成为了广播地址。（广播地址分为本地广播和直接广播两种，在本网络内的广播叫做本地广播，不同网络之间的广播为直接广播）。

IP多播：多播用于将包发送给特定组内的所有主机。其直接使用IP协议，不存在可靠传输。多播使用D类地址，从首位开始到第四位是‘1110’，则可认为是多播地址，剩下的28位可以成为多播的组编号。

CIDR和VLSM

CIDR（无类域间选路）：多个C类地址可以划分到一个较大的网络内，降低了路由器的负担。

VLSM（可变长子网掩码）：将一个网络地址划分为多个主机数。

IPV4报头：

版本号:当前版本号为4即代表此报文为IPV4报文

首部长度:表示当前IPV4报文头部长度。一般为20字节。

优先级和服务类型：用来给特殊的数据打标记，一般用来做QOS。

总长度：表示ipv4数据包的总长度，此字段长度为16 bit，因此用十进制表示最大为65535，也就是说IP数据包最大长度为65535字节即75字节。

标识、标志、片偏移：这三个字段用于ipv4数据包的分片和重组，

生存时间：用于ipv4数据报文的防环，此字段占8个比特，总长度为256，每经过一个路由器减一，当此字段为0时，路由器将丢弃此数据包。

协议号：用于表示将要处理的上层协议类型。

头部校验和：字段长度为16 bit。可以对于IP报头纠错，它不包括被封装的数据内容。

源IP地址和目标IP地址

可选字段：可选且长度可变，但最长为40字节。此字段在实际中用得并不多。

IPV6

IPV6有地址长度有128比特，8个16位字节。IPV6的出现解决了IP V4地址不足问题。

在 IPV6的标记上一般将128比特IP地址以每16比特为一组，每组采用冒号标记，出现连续的0时可以省略，并用两个冒号隔开。一个IP地址中只允许出现一次两个连续的冒号。

全球单播地址

链路本地单播地址：在同一数据链路内唯一的地址。用于不经过路由器，在同一链路中通信。地址范围为FE80::/10。 

环回地址：该地址无法在互联网通信时使用  ：：1/128

多播地址：FF00::/8

IPV6报头：

版本号：和IPV4报头版本号意思相同，这里为6.

流量级别：长度为8bit，它等同于IPv4报头中的TOS字段，表示IPv6数据包的类或优先级，主要应用于QoS。

流标签：长度为20bit，它用于区分实时流量。

数据长度：定义了负载的长度，数据包封装的字节数。

下一报头：长度为8bit。该字段定义了紧跟在IPv6报头后面的第一个扩展报头（如果存在）的类型，这个区域非常类似与ipv4包头中的协议字段，实际上使用的目的就是标识在下一头是一个上层协议的头（就是标识上层协议）。 同ipv4这个区域类似，这个区域也是8个bit。 但是在ipv6中，在紧随在数据包头的不一定是上层协议的头（ipv4里面的数据包头后面跟的就是上层协议的头），有可能是扩展包头（再次出现这个名词，在下一段中描述）。 所以下一报头区域的命名具有很大范围的意义。

跳限制：长度为8bit，该字段类似于IPv4报头中的Time to Live字段，它定义了IP数据报所能经过的最大跳数。每经过一个路由器，该数值减去1；当该字段的值为0时，数据包将被丢弃。

源IP地址和目标IP地址