IPv6/Header

IPv6 - 1

IPv4 Header

Ver HL TOS Length Ver Pri. Flow Label
ID Offset/Frag.
Length Nxt. Hdr. Hop L.
TTL Proto Checksum
24 Byte 48 Byte
Source Address Source Address

Dest. Address
Dest. Address
Options Padd.

– IPv6-Header ist gegenüber IPv4 stark vereinfacht
• Enthält nur grundlegende Forwarding-Information
• Zusätzliche Informationen in variablen zusätzlichen Erweiterungs-Headern,
welche durch das „Next Header“ Feld identifiziert werden
• Damit trotz vierfacher IPv6-Adreßlänge (16 Byte) nur doppelte Headerlänge

IPv6 - 2

IPv6 - Einführung Dirk Wagner Berlin III - 3 Die folgenden Felder wurden weggelassen

HL
● weil der IPv6Header eine feste Länge hat.

Protocol
● wurde herausgenommen, weil das Feld Next-Header angibt welches Protokoll auf der
Transportschicht verwendet wird.

Alle Felder in Bezug auf Fragmentierung
● wurden weggelassen, weil IPv6 Fragmentierung anders handhabt.
● IPv6-Router fragmentieren keine Pakete, sondern schicken der Quelle eine Nachricht kleinere
Pakete zu schicken.

Checksum
● ist verschwunden, weil die Berechnung der Prüfsumme bei jedem Hop sich negativ auf die
Performance auswirkte,
● und auf den Schichten über und unter der Vermittlungsschicht schon genug Prüfsummen
berechnet werden.

Padding

IPv6 - 4

IPv6-Header Extension-Prinzip

IPv6-Header ist durch Extension-
Prinzip flexibel erweiterbar
● Per Hop ausgewertete Header
Ver Pri. Flow Label
– Hop-by-Hop Options
(z.B. Jumbogramm Notifier) Length Nxt. Hdr.: 0. Hop Limit
– Routing Information Header
Source Address
● Nur im Endsystem ausgewertete Header
– Fragmentation Header
Dest. Address
– Authetication Header
● Header-Extensions u.U. auf Nxt. Hdr.: 43 Hdr. Length
Applikationsniveau direkt nutzbar Hop-by-Hop Options
● Die meisten IPv6 Pakete werden nur aus
Nxt. Hdr.: 44
IPv6- und TCP Header sowie Daten Hdr. Length

bestehen Routing Information

Nxt. Hdr.: 51 Reserved Fragment Offset M

Fragment Identification

Nxt. Hdr.: 6 Hdr. Length

Authentication Data

TCP Header und Daten

IPv6 - 5

IPv6

IPv6 - 6

Header-Format

Feste Länge
● Bei IPv6 eine feste Länge von 40 Byte (320 Bit)
● Im Gegensatz zu IPv4

Extension Headers
● Optionale, seltener benutzte Informationen werden in Erweiterungs-Kopfdaten
(engl.: Extension Headers) eingebettet
● zwischen IPv6-Kopfdatenbereich und der eigentlichen Nutzlast (Payload)

IPv6 - 7

Felder im IPv6-Header

IPv6 - 8

Kopfdatenbereich eines IPv6-Paketes laut RFC 2460

Feld Länge Inhalt Version 4 Bit IP-Versionsnummer (6) Traffic Class 8 Bit Für Quality of Service (QoS) verwendeter Wert. Eine Art

Prioritätsvergabe.

Flow Label 20 Bit Ebenfalls für QoS oder Echtzeitanwendungen verwendeter Wert.

Pakete, die dasselbe Flow Label tragen, werden gleich behandelt.

Payload Length 16 Bit Länge des IPv6-Paketinhaltes (ohne Kopfdatenbereich, aber inklusive

der Erweiterungs-Kopfdaten) in Byte

Next Header 8 Bit Identifiziert den Typ des nächsten Kopfdatenbereiches,

dieser kann entweder einen Erweiterungs-Kopfdatenbereich (siehe
nächste Tabelle) oder
ein Protokoll höherer Schicht (engl.: Upper Layer Protocol) bezeichnen,
wie z. B. TCP (Typ 6) oder UDP (Typ 17).

Hop Limit 8 Bit Maximale Anzahl an Zwischenschritten über Router, die ein Paket

zurücklegen darf; wird beim Durchlaufen eines Routers („Hops“) um
eins verringert. Pakete mit null als Hop Limit werden verworfen. Es
entspricht dem Feld Time to Live (TTL) bei IPv4.

Source Address 128 Bit Adresse des Senders Destination Address 128 Bit Adresse des Empfängers

IPv6 - 9

Next Header Werte

IPv6 - 10

IPv6 Header in einem Trace File

IPv6 - 11

IPv4 und IPv6 Header im Vergleich

IPv6 - 12

IPv6

IPv6 - 13

IPv4 Header Felder

Version
● always 4

TOS (type of service)
● precedence (3 bits) and “minimize delay”, “maximize throughput”, “maximize reliability”,
“minimize cost” bits

Identifier
● identifier, different for each packet

TTL
● time to live field; initialized to 64; decremented at each router; drop if TTL = 0

Protocol
● next header proto (TCP 6, UDP 17)

Header checksum
● add together 16-bit words using one’s complement: software optimized

IPv6 - 14

IPv6-Erweiterungsheader

Einige der gestrichenen Felder sind manchmal doch noch notwendig

● für diese Fälle sind derzeit 6 Erweiterungsheader definiert,
● die benutzt werden um zusätzliche Informationen zu kodieren.
● Alle Erweiterungsheader sind optional.
● Werden mehrere benutzt müssen sie direkt nach dem Hauptheader erscheinen.

Optionen für Teilstrecken

● Dieser Header wird für Informationen benutzt die alle Router auf der Strecke prüfen müssen.
● Bisher ist eine Option definiert, die Unterstützung von Jumbogrammen, also Paketen die größer als 64 kByte
sind.
● Routing
– Mit diesem Header kann eine Route vollständig oder teilweise spezifiziert werden.
– Fragmentierung Dieser Header enthält Optionen für die Fragmentierung von Paketen.
– Nanu, hatten wir nicht eben gesagt IPv6 fragmentiert nicht? Im Prinzip ja.
– Der Quellhost darf Pakete immer noch fragmentieren.
– Nur die Router auf der Strecke sind nicht mehr dazu berechtigt.
● Authentifikation
– Der Authentifizierungsheader bietet einen Mechanismus, durch den der Empfänger sicher sein kann, das der in der Adresse
angegebene Sender auch tatsächlich der ist, der er behauptet zu sein.
● Verschlüsselte Sicherheitsdaten
– Dieser Header enthält Informationen über das verwendete Verschlüsselungsverfahren.

Optionen für Ziele

● Dieser Header ist für Optionen vorgesehen, die nur vom Zielhost interpretiert werden müssen.
● Er wird derzeit nicht benutzt.

IPv6 - 15

IPv6

IPv6 - 16

IPv6

IPv6 - 17

IPv6

IPv6 - 18

Extension Headers

Die meisten IPv6-Pakete sollten ohne Extension Headers auskommen
● Extension Headers können bis auf den Destination Options Header nur einmal in jedem Paket
vorkommen
● Befindet sich ein Routing Extension Header im Paket, so darf davor ein weiterer Destination
Options Header stehen
● Die Reihenfolge bei einer Verkettung ist bis auf die genannte Ausnahme die der folgenden
Tabelle
● Wie im Next Header Feld verwiesen sind einige Extension Headers und ein Platzhalter definiert

IPv6 - 19

Extension Headers

Name Typ Größe Beschreibung RFCs Hop-By-Hop Options 0 variabel Optionen RFC 2460

von allen IPv6-Geräten zu beachten RFC 2675
wird z.B. für Jumbograms benutzt

Routing 43 variabel Hier kann der Weg des Paketes durch das RFC 2460

Netzwerk beeinflusst werden RFC 6275
wird u.a. für Mobile IPv6 verwendet RFC 5095

Fragment 44 64 Bit Parameter zur Fragmentierung RFC 2460 Authentication Header (AH) 51 variabel Daten zur Vertraulichkeit (IPsec) RFC 4302 Encapsulating Security 50 variabel Daten zur Verschlüsselung (IPsec) RFC 4303 Payload (ESP) Destination Options 60 variabel Optionen RFC 2460

nur vom Zielrechner zu beachten

Mobility 135 variabel Daten für Mobile IPv6 RFC 6275

No Next Header 59 leer Platzhalter RFC 2460

zeigt Ende eines Header-Stapels an

IPv6 - 20

Verwendung von Extension Headers

IPv6 - 21

Reihenfolge der Extension Header

1) IPv6 Header
2) Hop-by-Hop Options Header
(für Optionen, welche von Routern auf dem Pfad zum endgültigen Empfänger verarbeitet werden
müssen)
3) Routing Header
4) Fragment Header
5) Authentication Header
6) Encapsulating Security Payload Header
7) Destination Options Header
(für Optionen, welche vom endgültigen Empfänger des Paketes verarbeitet werden müssen)
8) Upper-Layer Header

IPv6 - 22

Extension Headers

Next-Header
● Alle Extension Headers enthalten ein Next-Header-Feld, in dem
● der nächste Extension Header oder
● das Upper Layer Protocol genannt wird
● Größen immer Vielfache von 64 Bit
● Speicherzugriffe im Router beschleunigen
● die meisten Felder der Kopfdatenbereiche sind auf 64-Bit-Grenzen ausgerichtet

Keine Prüfsummen
● Es werden keine Prüfsummen über die IP-Kopfdaten berechnet
● im Gegensatz zu IPv4
● Fehlerkorrektur auf Schichten 2 und 4

IPv6 - 23

Format des Hop-by-Hop Options Headers

IPv6 - 24

Format des Routing Headers

IPv6 - 25

Die Maximum Transmission Unit (MTU)

Beschreibt die maximale Paketgröße eines Protokolls der Vermittlungsschicht
● Schicht 3 des OSI-Modells
● gemessen in Oktetten
● welche ohne Fragmentierung in den Rahmen (engl. "Frames") eines Netzes der
Sicherungsschicht (Schicht 2) übertragen werden kann
● Diese Paketgröße passt also in die Nutzlast (Payload) des Protokolls der Sicherungsschicht.
● Die maximale Größe der Nutzlast der Sicherungsschicht wird auch oft als MTU der
Sicherungsschicht (engl. 'link MTU') bezeichnet.
● Die maximale Größe eines Rahmens der Sicherungsschicht lässt sich so berechnen:

Maximale Rahmengröße = Größte MTU aller benutzten Protokolle der Vermittlungsschicht +

Größe der Sicherungsschicht-Header

IPv6 - 26

Die Maximum Transmission Unit (MTU)

Hardware und Technik
● Die MTU wird durch Einstellungen im Rahmen der Möglichkeiten der verwendeten Hardware
und Technik bestimmt.
● Sie kann auf derselben Schnittstelle unterschiedliche Werte für unterschiedliche Protokolle der
Vermittlungsschicht (z. B. IPv4 oder IPv6) annehmen.
● Alle an einem Schicht-2-Netz beteiligten Schnittstellen, welche Protokolle höherer Schichten
verarbeiten, müssen auf denselben Wert für die jeweiligen Schicht-3-Protokolle eingestellt
werden.

Terminologie
● Im OSI-Modell spricht man auf der Vermittlungsschicht von einem Paket (engl. 'packet'),
während man auf der Sicherungsschicht von einem Rahmen (engl. 'frame') spricht.
● Die Terminologie, welche das OSI-Modell für die Einheiten auf den verschiedenen OSI-
Modellschichten verwendet, hat zu einiger Verwirrung um den Begriff der MTU geführt

Paket- und Rahmengröße
● Unter der „packet size“ (Paketgröße) wird fälschlicherweise teils die „frame size“ (Rahmengröße)
verstanden, jedoch stellt die obige Definition (siehe RFC 1122 und RFC 791) dies eindeutig klar.
● Ein Spezialfall liegt vor, wenn ein Schicht-2-Protokoll über ein anderes Schicht-2-Protokoll
getunnelt wird, denn dann nennt man auch die Nutzlast selbst "Rahmen" (engl. 'frame').

IPv6 - 27

Typische MTU-Größen

Medium MTU in Bytes

Hyperchannel 65535

Token Ring(4)(802.5) 4464

Token Ring(16) 17914

FDDI 4352

Ethernet 1500

Gigabit Ethernet mit 9000
Jumboframes

PPPoE (z. B. DSL) ≤ 1492

SLIP/PPP (low delay) 296

X.25 576

FibreChannel theoretisch unbegrenzt

ISDN 576

ATM 4500

802.11 2312 (WiFi)

IPv6 - 28

Path MTU (PMTU)

Path MTU (PMTU)
● beschreibt die maximale Paketgröße, die entlang der gesamten Wegstrecke übertragen werden
kann, ohne einer Fragmentierung zu unterliegen
● Sie ist die kleinsten MTU aller Schicht-2-Teilstücke im Pfad
● Die PMTU kann automatisch durch PMTU Discovery (PMTUD) ermittelt werden.

Beispiel Brief
● Das Konzept der MTU auf die Post adaptiert ist verständlicher.
● Eine MTU 50 g heißt, dass man max. 50 g Inhalt (entspricht der Packet Size) in den Brief
einpacken kann.
● Der Brief insgesamt kann selbst aber schwerer als 50 g sein, da im Normalfall noch ein
Briefumschlag z.B. 4 g und eine Briefmarke 0,3 g hinzukommt.
● Bezahlt und verschickt wird der ganze Brief von 54,3 g Masse entsprechend der Frame Size.

IPv6 - 29

Beispiel Ethernet

Ethernetrahmen bestehen aus zwei Teilen

● dem „Header“, in dem Quell- und Zieladressen und andere wichtige Parameter für den Versand kodiert
sind, und der Nutzlast, deren Größe durch die MTU bestimmt ist.
● In diesem Versuch ist die Größe der MTU mit 1500 Byte vorgegeben.
● Mit Hilfe des ping-Programmes wird ein „Frame“ erzeugt, der dann im Netzwerk über das Ethernet-
Protokoll versendet wird.
● Die Verwendung des Begriffes Nutzlast ist hier mehrdeutig, da im OSI-Modell die verschiedenen
Protokolle ineinander eingepackt (gekapselt) werden.

ping -s 1472 10.0.0.1 (Windows-Befehl ping -l 1472 10.0.0.1)

● sendet ein ICMP-Paket mit der Nutzlast von 1472 Bytes an die IP-Adresse 10.0.0.1.

ping -f -l 1472 10.0.0.1
1472 bytes Nutzlast des ICMP-Protokolles (Transportschicht)
+ 8 bytes ICMP-Header (Transportschicht)
+ 20 bytes IPv4-Header (der Vermittlungsschicht)
-------------
= 1500 bytes (Nutzlast von Ethernet)
+ 14 bytes (Header der Sicherungsschicht)
+ 4 bytes (Frame Check Sequence)
-------------
= 1518 bytes (kompletter Ethernetrahmen)

IPv6 - 30

Beispiel Ethernet

Mit einem Sniffer wie z. B. Wireshark

● wird als Ethernet Header nur die Größe von 14 Byte angezeigt.
● Hierzu kommt noch die 4 Byte große Frame Check Sequence am Ende des Frames.

Falls VLANs verwendet werden

● besteht der Header der Sicherungsschicht aus 18 Byte
● der gesamte Ethernetrahmen kann eine Größe von bis zu 1522 Byte annehmen

Würde IPv6 verwendet

● änderte sich obige Berechnung dahingehend, dass der IPv6-Header der Vermittlungsschicht 40 statt
20 Byte beträgt und damit statt 1472 Byte ICMP-Nutzlast nur 1452 Byte möglich wären.
● Oft ist es hilfreich dem ping-Programm vorzugeben das „don’t fragment (DF) bit“ für die Testpakete
im IPv4-Header zu setzen,

für Linux z. B.

ping -M do -s 1472 10.0.0.1

für Windows

ping -l 1472 -f 10.0.0.1
● denn dann erhält man eine Nachricht, falls die MTU überschritten wird.
● Leicht sichtbar machen lässt sich die Path MTU mit dem Programm tracepath für IPv4 bzw.
tracepath6 für IPv6.

IPv6 - 31

Jumbo Frames für Gigabit Ethernet

Jumbo Frames können deutlich mehr als 1518 Oktette beinhalten
● und damit ist es möglich, größere Pakete unfragmentiert zu übertragen

Positiv
● wiegt, dass der Protokoll-Overhead bei der Verwendung von Jumbo Frames reduziert werden
kann und Router weniger Pakete behandeln müssen.

Allerdings
● ist die Terminologie bzgl. MTU derart uneinheitlich unter den Herstellern, dass es in der Praxis
schwierig ist, von den Standardeinstellungen abzuweichen.

Jumbo Frames sind nicht im IEEE-802.3-Standard spezifiziert
● trotzdem unterstützen die meisten Hersteller von Gigabit Ethernet Switches und Routern MTUs
bis 9000 Oktette.

Quasistandard eine Path MTU um ca. 1500 Byte
● So hat sich als Quasistandard eine Path MTU um ca. 1500 Byte im Internet eingebürgert, die
durch das weit verbreitete Fast Ethernet sowieso meist nicht überschritten werden kann.

IPv6 - 32

Jumbo Frames für Gigabit Ethernet

Tunnelprotokolle
● Mit dem Aufkommen von Internetzugängen, die auf Tunnelprotokollen basieren, zum Beispiel
beim Verbindungsaufbau über das PPPoE-Protokoll hat die MTU an Bedeutung gewonnen.
● Obwohl die PMTUD in diesem Fall dafür sorgen soll, dass die Kommunikation trotz der durch
den Tunnel abgesenkten MTU möglich ist, gibt es immer wieder fehlkonfigurierte Firewalls, die
durch Verwerfen von ICMP-Steuerpaketen die PMTUD stören.
● Auch große Websites sind oft von diesem Konfigurationsfehler betroffen, sodass die Nutzer von
getunnelten Zugängen die MTU ihrer Geräte verkleinern müssen, um auch mit diesen Sites
kommunizieren zu können.

IPv6 - 33

Optimale MTU

Diskussionen über die optimale MTU

Einfache Optimierung
● So groß wie möglich, ohne dass Probleme auftreten

Komplexe Optimierung
● so viel kleiner als o. g. Maximum, dass der Verschnitt der Transportzellen der unter der DSL-
Schicht liegenden ATM-Transportschicht möglichst klein wird.

Oder: Einfach probieren
● Die MTU bei ATM (4500) ist nicht zu verwechseln mit der Zellengröße (53 Bytes, 48 davon
Nutzlast).
● Bei der Übertragung über einen ATM-Link werden IP-Pakete in Stücke zu je 48 Bytes zerlegt
und für die Übertragung auf mehrere ATM-Zellen verteilt.
● Der Router am anderen Ende des ATM-Links sammelt diese Zellen und setzt das ursprüngliche
IP-Paket wieder zusammen.
● Im Gegensatz dazu wird bei der IP-Fragmentierung das Paket nicht vom Router reassembliert,
sondern erst von dem Host, für den das Paket bestimmt war.
● Probleme, die durch einen falschen MTU-Wert auftreten können, sind Webseiten, die gar nicht
oder nur teilweise angezeigt werden.

IPv6 - 34

Paketgrößen

MTU und PMTU
● Die Maximum Transmission Unit (MTU) darf in einem IPv6-Netzwerk 1280 Byte nicht
unterschreiten.
● Somit unterschreitet auch die Path MTU (PMTU) diesen Wert nicht und es können Pakete bis zu
dieser Größe garantiert ohne Fragmentierung übertragen werden.
● Minimale IPv6-Implementierungen verlassen sich auf diesen Fall.
● Ein IPv6-fähiger Rechner muss in der Lage sein, aus Fragmenten wieder zusammengesetzte
Pakete mit einer Größe von mindestens 1500 Byte zu empfangen.
● Für IPv4 beträgt dieser Wert nur 576 Byte.
● Im anderen Extrem darf ein IPv6-Paket auch fragmentiert laut Payload-Length-Feld im IPv6-
Header die Größe von 65.575 Byte einschließlich Kopfdaten nicht überschreiten, da dieses Feld
16 Bit lang ist (216 − 1 Byte zzgl. 40 Byte Kopfdaten).

Jumbograms
● RFC 2675 stellt aber über eine Option des Hop-by-Hop Extension Headers die Möglichkeit zur
Verfügung, Pakete mit Größen bis zu 4.294.967.335 Byte, sogenannte Jumbograms zu
erzeugen.
● Dies erfordert allerdings Anpassungen in Protokollen höherer Schichten, wie z. B. TCP oder
UDP, da diese oft auch nur 16 Bit für Größenfelder definieren, außerdem muss bei jedem Paket,
welches einen Jumbogram beinhaltet, im IPv6-Header die Payload-Length auf 0 gesetzt werden.

IPv6 - 35

Format des Fragment Headers

IPv6 - 36

Fragmentierung mit IPv6

IPv6 - 37

Der Fragment Header in einem Trace File

IPv6 - 38

Das letzte Paket des Fragment Sets

IPv6 - 39

Format des Destination Options Headers

IPv6 - 40

IPv6 – Header Zusammenfassung

III - 41

Review: The IPv4 header consists of 15 fields including 3 flags and the options and padding

Version – Indicates IP version 4

IPv4 Header IHL = Internet Header Length, which must be specified since the options allow for
varying length headers
ToS = Type of Service, which allows for differentiating packets into different classes
for specific forwarding treatment.

Ver IHL ToS Total Length

Total Length – indicates the total length of the IP packet, including the header, upper
Fragment layer protocols and payload
Identifier Flag
s Offset
Identifier – Unique identifier for the packet, seldom used

TTL Protocol Header Checksum Flags – Used to indicate fragmentation

Fragment Offset – indicates this fragment’s position in the datagram
Source Address TTL = Time to Live, the packet life remaining in router hops (and initially in seconds)

Protocol – The next protocol header above IP, e.g., TCP, UDP, IPSec, etc.
Destination Address
Header Checksum – used in checking to ensure the header was received as it was
transferred and without error
Options and Padding
Addresses – 32-bit designators for the sending (source) host and receiving
(destination) host

Options – Seldom used options set by sender

Several of the fields initially envisioned for use either went unused, became obsolete in favor of other technologies or OSI layers, or morphed into other uses

III - 42

Review: The IPv4 header can vary in size

IPv4 Header

Ver IHL ToS Total Length

Flag
Fragment
Identifier
s Offset

TTL Protocol Header Checksum 20 bytes
Source Address

Destination Address

Options and Padding Header size can vary if options are used

The IPv6 header was designed to optimize the protocol and fix the header to a consistent size to expedite packet forwarding

III - 43

IPv6 set out to retire obsolete IPv4 header fields

IPv4 Header

Ver IHL ToS Total Length

Fragment
Identifier
Fla
gs
Offset IPv4 header fields that were obsolete
or superfluous to other protocol
TTL Protocol Header Checksum
layers were identified for deletion or
Source Address
modification

Destination Address

Options and Padding

III - 44

IPv6 header is fixed to 40 bytes

IPv4 Header Internet Header Length (IHL) field is no

Ver IHL ToS Total Length

longer needed

Flag
Fragment
Identifier
s Offset

TTL Protocol Header Checksum

Source Address

Destination Address

Options and Padding

III - 45

The largely unused Identification field was trashed

IPv4 Header

Ver ToS Total Length

Flag
Fragment
Identifier
s Offset

TTL Protocol Header Checksum

Source Address

Destination Address

Options and Padding

III - 46

The 3-bit Flags field is no longer needed

Flags dealt primarily with Fragmentation,
IPv4 Header which has been moved to an optional
extension header

Ver ToS Total Length

Flag
Fragment
s Offset

TTL Protocol Header Checksum

Source Address

Destination Address

Options and Padding

III - 47

Fragmentation by routers in IPv6 is not permitted

Hosts must fragment packets.
IPv4 Header Fragmentation was moved to an optional
extension header

Ver ToS Total Length

Fragment
Offset

TTL Protocol Header Checksum

Source Address

Destination Address

Options and Padding

III - 48

Header checksum was deemed redundant

Layer 2 and upper layer protocols are
IPv4 Header performing checksums, so an IP header
checksum is unnecessary

Ver ToS Total Length

TTL Protocol Header Checksum

Source Address

Destination Address

Options and Padding

III - 49

The Options field was removed

Options forms the basis of the Extension
IPv4 Header Header concept

Ver ToS Total Length

TTL Protocol

Source Address

Destination Address

Options and Padding

III - 50

The Version field was maintained

IPv4 Header IPv6 Header

Ver ToS Total Length Ver

Of course, the version
TTL Protocol
numbers was changed to
Source Address
“6”

Destination Address

III - 51

ToS field was kept but renamed to Traffic Class

IPv4 Header IPv6 Header
Traffic

Ver ToS Total Length Ver

Class

Traffic Class is functionally
TTL Protocol
identical to DiffServ (DSCP)
Source Address

Destination Address

III - 52

A new QoS Field called Flow Label was added

IPv4 Header IPv6 Header
Traffic

Ver ToS Total Length Ver Flow Label

Class

Flow label allows for flow
TTL Protocol identification at layer 3 and within
the IP header, instead of a mix of
Source Address
layer 3 and 4 parameters.
Destination Address

III - 53

Total Length field changed to Payload Length

IPv4 Header IPv6 Header
Traffic

Ver ToS Total Length Ver Flow Label

Class

Payload Length

TTL Protocol

Header length is fixed to 40
Source Address
bytes, thus only the payload
Destination Address
length needs be identified

III - 54

Protocol field was changed to Next Header

IPv4 Header IPv6 Header
Traffic

Ver ToS Total Length Ver Flow Label

Class

Next Header
Payload Length

TTL Protocol

Next Header could indicate the layer 4
Source Address
protocol (TCP, UDP), ICMP, another
layer 3 IP protocol or an IPv6 extension
Destination Address
header.

III - 55

TTL field was kept but changed to Hop Limit

IPv4 Header IPv6 Header
Traffic

Ver ToS Total Length Ver Flow Label

Class

Next Header Hop
Payload Length
Limit

TTL Protocol

Over time, the “time” to live field came
Source Address
to mean “router hop count”, thus it
Destination Address
was changed in IPv6 to “hop limit”

III - 56

Source and Destination addresses are increased from 32 to 128 bits each

IPv4 Header IPv6 Header
Traffic

Ver ToS Total Length Ver Flow Label

Class

Next Header Hop
Payload Length
Limit

TTL Protocol

Source Address
Source Address (128 bits)

Destination Address

Destination Address
(128 bits)

III - 57

IPv6 basic header length

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit
Always 40 bytes
Source Address

Destination Address

Extension headers are
added after the
addresses, indicated by
the Next Header value

III - 58

No Next Header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header value = 59 Payload Length

Next Header Hop
Limit

Source Address

Destination Address

III - 59

Hop-by-Hop header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header value = 0 Payload Length

Next Header Hop
Limit

Source Address

Destination Address

Provides information that must be examined by every Hop-by-Hop Options Header node along the packet’s delivery path, unlike other headers, which are only viewed by the receiving node.

III - 60

Destination Options header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Next Header value = 60 Hop-by-Hop Options Header

Destination Options header
Destination Options Header
follows Hop-by-Hop header

Carries optional only when the Routing information that needs to header is present. be examined by only the packet’s destination node(s)

III - 61

Routing header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Hop-by-Hop Options Header

Next Header value = 43 Destination Options Header

Used by an IPv6 source to Routing Header list one or more intermediate nodes to be visited on the way to a packet’s destination. Provides a means to do source or policy routing.

III - 62

Fragment header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Hop-by-Hop Options Header

Destination Options Header

Next Header value = 44 Routing Header

Indicates that the datagram Fragment Header was fragmented and what position this fragment is in the overall datagram

III - 63

Authentication Header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Hop-by-Hop Options Header

Destination Options Header

Routing Header

Next Header value = 51 Fragment Header

Provides authentication of Authentication Header Same as AH in IPSec for the packet IPv4

III - 64

Encapsulating Security Payload header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Hop-by-Hop Options Header

Destination Options Header

Routing Header

Fragment Header

ESP provides

Next Header value = 50

confidentiality and integrity Authentication Header

of the packet through Same as ESP in IPSec for encryption Encapsulating Security Payload Header

IPv4

III - 65

Mobility header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Hop-by-Hop Options Header

Fragment Header

Used by mobile nodes, Authentication Header correspondent nodes and home agents in Encapsulating Security Payload Header Next Header value = 135 messaging related to the creation and management Mobility Header of mobile bindings

III - 66

Destination Options header

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header Hop
Payload Length
Limit

Source Address

Destination Address

Hop-by-Hop Options Header

Fragment Header

Authentication Header

Encapsulating Security Payload Header

Destination Options header moves to the end Mobility Header

Next Header value = 60

if the Routing header is not present Destination Options Header

III - 67

Next header is TCP

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header value = 6 Payload Length

Next Header Hop
Limit

Source Address

Destination Address

TCP Header

III - 68

Next header is UDP

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header value = 17 Payload Length

Next Header Hop
Limit

Source Address

Destination Address

UDP Header

III - 69

Next header is ICMPv6

Traffic Class
Ver Flow Label

Next Header value = 58 Payload Length

Next Header Hop
Limit

Source Address

Destination Address

ICMPv6 Header

III - 70