参考 <The TCP/IP Guide> http://tcpipguide.com
IPv6 数据报 (Datagram)
IPv6 数据报一般格式
| 组成部分 |
长度 (bytes) |
描述 |
| Main Header |
40 |
每个数据报包含源地址、目的地址和一些必须的重要信息 |
| Extension Headers |
可变的 |
每个 Extension Headers 都包含一种类型的扩展信息，以支持各种功能，如分片、源路由、安全性和各种选项 |
| Data |
可变的 |
装载来自上层要传输的信息 |
IPv6 主报头 (Main Header) 格式
| 字段名 |
长度 (bytes) |
描述 |
| Version |
0.5 |
生成该数据报所用 IP 协议的版本。IPv6 中值为 6 (二进制 0110)。 |
| Traffic Class |
1 |
指示 IPv6 数据流通信类别或优先级，与 IPv4 中的 TOS 相似，但使用 Differentiated Services (DS)。 |
| Flow Label |
2.5 |
该标签为实时数据传输和服务质量功能提供额外支持。路径上的路由器可以根据该标签对数据流进行区分和处理。不是所有路由器和设备都支持流标签处理，该字段是可选的。 |
| Payload Length |
2 |
该字段代替了 IPv4 中的 Total Length，但和 Total Length 不同，它测量的不是整个数据报的长度，而只是扩展头和荷载的字节数，即整个数据报的长度减去 40bytes 的主头部。 |
| Next Header |
1 |
该字段代替了 IPv4 中的 Protocol。有两个用处，当数据报有扩展头时，该字段指向地一个扩展头，当数据报没有没有扩展头时，该字段和 IPv4 中的 Protocol 一样。 |
| Hop Limit |
1 |
该字段代替了 IPv4 中的 TTL。这个名字更好的反映了 TTL 的实际工作方式，因为 TTL 实际上是计算跳数，而非时间。 |
| Source Address |
16 |
源地址 |
| Destination Address |
16 |
目的地址 |
IPv6 下一报头字段 (Next Header)
下一报头是 IPv6 数据报中新加入的一个重要字段。该字段包含一个表示第一个扩展头的标识符，扩展头又有自己的下一报头字段指向它的下一个扩展头，最后一个扩展头的下一报头字段则指出上层协议。
| 值（十六进制） |
协议 / 扩展头 |
| 00 |
逐跳选项 (Hop-By-Hop Options) 扩展头 |
| 01 |
ICMPv4 |
| 02 |
IGMPv4 |
| 04 |
IP in IP Encapsulation |
| 06 |
TCP |
| 08 |
EGP |
| 11 |
UDP |
| 29 |
IPv6 |
| 2B |
路由 (Routing) 扩展头 |
| 2C |
分片 (Fragmentation) 扩展头 |
| 2E |
资源预留协议 (RSVP) |
| 32 |
ESP 扩展头 |
| 33 |
AH 扩展头 |
| 3A |
ICMPv6 |
| 3B |
没有下一报头 |
| 3C |
目的选项 (Destination Options) 扩展头 |
IPv6 数据报扩展头
IPv6 数据报扩展头通过下一报头字段形成一个链式结构。所有扩展头的长度必须为 8bytes 的整数倍。
| 下一报头值（十进制） |
扩展头名 |
长度 (bytes) |
描述 |
| 0 |
Hop-By-Hop Options |
可变的 |
定义一组选项，这些选项用于传输路径上所有设备进行检查 |
| 43 |
Routing |
可变的 |
指定数据报传输的路由，相当与 IPv4 中的 loose source routing option。 |
| 44 |
Fragment |
8 |
当数据报仅为原始消息的片段时，包含此扩展头，它包含 IPv6 主报头去除的 Fragment Offset, Identification 和 More Fragment 字段的信息。 |
| 50 |
ESP |
可变的 |
携带用于安全通信的加密数据。 |
| 51 |
AH |
可变的 |
包含确保加密数据可靠性的信息。 |
| 60 |
Destination Options |
可变的 |
定义一组选项，这些选项仅用于检查目的。 |
IPv6 Routing Extension Header
| 字段名 |
长度 (bytes) |
描述 |
| Next Header |
1 |
同主报头的下一报头字段。 |
| Header Extension Length |
1 |
以 8-byte 为一单位，指出该扩展头的长度，不包含该头的前 8bytes。 |
| Routing Type |
1 |
该字段允许定义多种路由类型，现阶段唯一使用值为 0。 |
| Segments Left |
1 |
指定到目的之前路由中剩余的显式命名节点数。 |
| Reserved |
4 |
还未使用，设为 0。 |
| Address1 ~ AddressN |
可变的（16 的倍数） |
一组用于指定路由的 IPv6 地址。 |
IPv6 Fragment Extension Header
| 字段名 |
长度 (bits) |
描述 |
| Next Header |
8 |
同上 |
| Reserved |
8 |
保留，还未使用，设为 0。 |
| Fragment Offset |
13 |
指定数据报片段在原始信息中的偏移量或位置，以 8bytes 为一单位，和 IPv4 中的 Fragment Offset 字段相同。 |
| Res |
2 |
保留，还未使用，设为 0。 |
| M Flag |
1 |
同 IPv4 中的 More Fragments Flag。当设为 0 时表示该片段为原始信息的最后一个片段，反之则表示后面还有其他片段。 |
| Identification |
32 |
同 IPv4 中的 Identification 字段，不同的是扩展到 32bits。 |
IPv6 扩展头顺序
每个扩展头在任何数据报中之出现一次（Destination Options 例外）。当有多个扩展头时，它们在主报头之后和数据报的上一层协议报头之前按以下顺序排列：
- Hop-By-Hop Options
- Destination Options （被目的设备和路由扩展头中指定的设备处理）
- Routing
- Fragmentation
- AH
- ESP
- Destination Options （仅被最终目的设备处理）
IPv6 数据报选项 (Datagram Options)
IPv6 通过用扩展头包装选项的方式实现了 IPv4 报头中的选项字段。
IPv6 中有两种选项扩展头：Hop-By-Hop Options 和 Destination Options。它们仅在包含的选项如何由设备处理方面有所不同，它们的格式和使用方式都是相同的。
IPv6 Hop-By-Hop Options and Destination Options Header Formats:
| 子字段名 |
长度 (bytes) |
描述 |
| Option Type |
1 |
表示该选项的类型
| 子子字段名 |
长度 (bits) |
描述 |
| Unrecognized Option Action |
2 |
前两位指定处理选项的设备无法识别选项类型时采取的操作
| 值 |
操作 |
| 00 |
跳过选项，处理后面的报头 |
| 01 |
丢弃数据报，不进行操作 |
| 10 |
丢弃数据报，发送一个 2 代号的 ICMP Parameter Problem message 给发送数据报的源设备 |
| 11 |
丢弃数据报，仅当目的地址不为组播地址时发送上面的 ICMP 信息 |
|
| Option Change Allowed Flag |
1 |
如果选项数据允许在数据报传送中途被修改则设为 1,否则设为 0。 |
| Remainder of Option Type |
5 |
剩余的五个位允许为上述三个位的每个组合指定 32 种不同的组合。 |
|
| Opt Data Len |
1 |
指出接下来的 Option Data 字段的长度 |
| Option Data |
可变的 |
选项数据 |
