IPv6/Header

IPv6/Header

Beschreibung

Definiert im RFC 2460
fix 40 Bytes
davon je 16 Bytes für Absender- und Empfängeradresse

Vereinfachung des Headers

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 (Felder)

Byte/Bin	00–03	04–07	12–15	16-19	24–27
01	Version	Traffic Class	Flow Label			H e a d e r
02	Payload Length			Next Header	Hop Limit
03 - 06	Quell-IP-Adresse
07 - 10	Ziel-IP-Adresse
11+	Payload

IPv4 Header Felder

Option	Beschreibung
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

Entfallene Felder

Option	Beschreibung
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	entfernt, weil die Berechnung der Prüfsumme bei jedem Hop sich negativ auf die Performance auswirkt auf den Schichten über und unter der Vermittlungsschicht werden bereits Prüfsummen berechnet.
Padding

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)

Kopfdaten

Kopfdaten 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 Header in einem Trace File

IPv4 und IPv6 Header im Vergleich

IPv6-Erweiterungsheader

IPv6/Header/Erweiterungsheader

Maximum Transmission Unit (MTU)

Maximum Transmission Unit

Der IPv6 Header

Die Felder im IPv6 Header

Feldname	Länge	Inhalt des Feldes
Die Felder im IPv6 Header
Version	4 bits	6 (0110, 0x6)
Traffic Class	1 Byte	Priorisierung (s. RFC 2474)
Flow Label	20 bits	für gleichartige Pakete -> effizientes Routing
Payload Length	2 Bytes	Länge der Daten nach dem IPv6 Header
Next Header	1 Byte	Protokoll Nummer oder Extension-Header
Hop Limit	1 Byte	Anzahl der Routerhops
Quelladresse	16 Bytes
Zieladresse	16 Bytes	endgültiger Empfänger bzw. Adresse des nächsten Hops (z.B. wenn ein Routing Header vorhanden ist)
Summe der Bytes	40

Die aktuelle Liste aller Protokoll- und Headerwerte findet man bei der IANA.

Wert	Beschreibung
Next Header Werte
0 (0, 0x0)	in IPv4 reserviert und nicht benutzt in IPv6 Hop-by-Hop Option Header
1 (0001, 0x1)	ICMP IPv4
2 (0010, 0x2)	IGMP IPv4
4 (0100, 0x4)	IP in IP encapsulation
6 (0110, 0x6)	TCP
8 (1000, 0x8)	EGP
9 (1001, 0x9)	IGP (Cisco IGRP)
17 (0001 0001, 0x11)	UDP
41 (0010 1001, 0x29)	IPv6
43 (0010 1011, 0x2B)	Routing Header
44 (0010 1100, 0x2C)	Fragmentation Header
45 (0010 1101, 0x2D)	IDRP
46 (0010 1110, 0x2E)	RSVP
47 (0010 1111, 0x2F)	GRE
50 (0011 0010, 0x32)	Encryted Security Payload Header
51 (0011 0011, 0x33)	Authentication Header
58 (0011 1010, 0x3A)	ICMPv6
59 (0011 1011, 0x3B)	No Next Header für IPv6
60 (0011 1100, 0x3C)	Destination Options Header
88 (0101 1000, 0x58)	EIGRPv4 und EIGRPv6
89 (0101 1001, 0x59)	OSPF
108 (0110 1100, 0x6C)	IP Payload Compression Protocol
115 (0111 0011, 0x73)	L2TP
132 (1000 0100, 0x84)	SCTP
135 (1000 0111, 0x87)	Mobility Header (Draft)
136-252	nicht zugewiesen
253-254	für Experimente und Testzwecke
255 (1111 1111, 0xFF)	Reserviert

Extension Header

Extension Header sind zusätzliche Header, die Infos für die Netzwerkschicht (IP-Layer) beinhalten. Diese Header werden nur bei Bedarf eingefügt und liegen außerhalb des IP-Headers. Extension Header müssen ein Vielfaches von 8 Bytes lang sein.

Es sind 6 Basis Extension Header definiert, die immer implementiert sein müssen:

Hop-by-Hop Options Header (RFC 2460)
Routing Header (RFC 2460)
Fragment Header (RFC 2460)
Destination Options Header (RFC 2460)
Authentication Header (RFC 4302)
Encapsulating Security Payload Header (RFC 4303)

Extension Header dürfen höchstens einmal vorkommen, Destination Options Header dürfen höchstens zweimal vorkommen. Die Header müssen in einer definierten Reihenfolge auftreten:

IPv6 Header
Hop-by-Hop Options Header
Destination Options Header (Optionen für Router)
Routing Header
Fragment Header
Authentication Header
Encapsulation Security Payload Header
Destination Options Header (Optionen für den endgültigen Empfänger)
Upper-Layer Header

Hop-by-Hop Options Header

Feldname	Länge	Inhalt des Feldes
Felder des Hop-by-Hop Options Header
Next Header	1 Byte	Typ des folgenden Headers
Header Extension Length	1 Byte	Länge des Hop-by-Hop Extension Headers in 8 Byte Einheiten ohne die ersten 8 Byte
Options	variabel	Besteht aus Option Type, Option Data Length und dem Datenteil

Die ersten zwei Bits des Option-Feldes geben die Art der Verarbeitung bei Nichterkennen der Option an. Das nächste Bit zeigt an, ob die Information in der Option geändert werden kann (1) oder nicht (0):

Wert der ersten beiden Bits	Bedeutung
Anweisung bei Nichterkennen von Optionen
00	übergehen und Verarbeitung fortführen
01	Paket verwerfen
10	Paket verwerfen und ICMPv6 Parameter Problem an den Absender retour schicken
11	Paket verwerfen und ICMPv6 Parameter Problem an den Absender retour schicken, falls Empfänger keine Multicast- Adresse ist

Option Jumbogramm (RFC 2675)

Mit der Option Jumbogramm kann die maximale Paketgröße von 65535 Bytes (2¹⁶-1 … das Payload-Feld im IPv6 Header ist 2 Bytes/16 bits lang) auf 4.294.967.295 Bytes (2³²-1 … das Jumbo Payload Length Field ist 32 bits groß) vergrößert werden.

Wird die Option Jumbogramm benutzt muß das Payload Length Feld auf 0 gesetzt sein und das Next Header Feld ebenfalls 0 (der Next Header ist ein Hop-by-Hop Option Header). Der Option Type Wert für Jumbogramme ist 194. UDP und TCP müssen ebenfalls entsprechende Erweiterungen für Jumbogramme besitzen.

Option Alert Header (RFC 2711)

Damit wird Routern angezeigt, dass in nicht für sie adressierten Paketen wichtige Informationen enthalten sind, die ausgewertet werden müssen. Solche Informationen werden derzeit von MLD und RSVP eingesetzt.

Die ersten 3 Bit des Option Type sind 0 gesetzt (ist einem Router die Option nicht bekannt, einfach weiterleiten). In den verbleibenden 5 bits ist der Typ 5 definiert. Das Data Length Feld beinhaltet 2, d.h. das nachfolgende Value Feld ist 2 Bytes lang:

Inhalt Value Feld	Bedeutung
Werte im Value Feld
0	Paket enthält eine MLD-Nachricht
1	Paket enthält eine RSVP-Nachricht
2	Paket enthält eine Active Networks Nachricht
3 - 35	Paket enthält einen Aggregated Reservation Nesting Level (RFC 3175, RSVP)
36 - 65535	reserviert von IANA

Weiter Werte findet man in der aktuellen Liste der Router Alert Werte.

Routing Header

Der Routing Header wird im vorangegangenen Header mit dem Wert 43 angezeigt.

Im Routing Header wird eine Liste von Routern angegeben, über die das Paket weitergeleitet werden muß. Der Router muß von allen Routern in der Liste verarbeitet werden.

Feldname	Länge	Inhalt des Feldes
Format des Routing Headers
Next Header	1 Byte	Beschreibt den Typ des folgenden Headers
Header Extension Length	1 Byte	Länge des Routing Headers in 8 Byte Einheiten, ohne die ersten 8 Byte
Routing Type	1 Byte	Typ des Routing Headers
Segments Left	1 Byte	Anzahl der Nodes bis zum Erreichen des Ziels
Type Specific Data	variabel	vom Routing Type abhängig

Der Routing Type 2 wird bei Mobile IPv6 definiert.

Kann ein Router den Routing Type nicht identifizieren und steht das Segments Left Feld auf 0, muß er mit dem nächsten Header fortfahren. Ist das Segments Left Feld ungleich 0, dann wird das Paket verworfen und eine ICMPv6 'Parameter Problem' Nachricht an den Absender versandt.

Fragment Header

Der Fragment Header wird im vorhergegangenen Header mit dem Wert 44 angezeigt.

Feldname	Länge	Inhalt des Feldes
Format des Fragment Headers
Next Header	1 Byte	Erster Header Type des fragmentierbaren Teils des ursprünglichen Pakets
Reserved	1 Byte	auf 0 gesetzt
Fragement Offset	13 bits	Offset der Daten in 8 Byte Einheiten
Reserved	2 bits	auf 0 gesetzt
M-Flag	1 bit	0 -> letztes Paket, 1 -> weitere Pakete
Identification	4 Bytes	kennzeichnet den Fragment Set

Die Fragmentierung erfolgt ausschließlich beim sendenden Host, der vorher mittels Path MTU Discovery die größtmögliche Paketgröße ermittelt hat.

Anhang

Siehe auch

Dokumentation

Links

Projekt

Weblinks