IPv6封装试验报告

本文格式为Word版，下载可任意编辑——IPv6封装试验报告背景知识

IPv4协议面临最大的问题是地址空间不足，主要表现为：地址数量不足，路由效率不高，缺乏安全设计，缺乏服务质量保证。根据这些缺陷，由此提出ipv6协议，IPv6协议是IETF指定地下一代IP协议，特点主要表现为：新的协议头部格式，巨大的地址空间（IP地址的长度从IPv4的32位升为128位。），有效的分层路由结构，内置的安全性服务，更好的支持服务质量，良好的扩展性。

实训目的

(一)充分理解IPv6的数据结构和IPv6地址格式

主要字段：

1.Version:4-bit，Internet协议版本号，此处为6。

2.TrafficClass:8-bit，类似于IPv4的Type_of_Service，用以提供区分服务和优先级。

3.FlowLabel:20-bit，用以标记那些要求路由器对其作特别处理的报文流。所谓报文流是指从一个特定源到特定目的地之间的报文序列，并且源节点希望中间路由器能够对它们进行特别处理。

4.PayloadLength:16-bit，用以表示IPv6数据包中除基本报头以外剩余部分的长度（以字节为单位），任何扩展报头都将作为PayloadLength的一部分计算在内。

5.NextHeader:8-bit，类似于IPv4的Protocol字段，寻常用以标识上层是TCP还是UDP，或标识紧跟在IPv6数据包头后面的下一个头的类型（有扩展报头时）。

6.HopLimit:8-bit，无符号整数。相当于IPv4中的Time_to_Live，按转发包的每个节点逐一递减。假使跃点限制递减到零，包就会被丢弃。

IPv6地址的表述和书写：

表述和书写时，把长度为128个二进制位（bit）的IPv6地址分成8个16位的二进制段、每一个16位的二进制段用4位的16进制数表示，段间用“：〞（冒号）隔开（其书写方法和IPv4的十进制数加“.〞不同）。

例如：1000:0000:0000:0000:000A:000B:000C:000D就是每一个16位的二进制数的段用4位16进制数的段来表示、段间用“：〞（冒号）隔开的一个IPv6地址；其中：各个4位16进制数的段中的高位0允许省略；因此，上面的IPv6地址也可以缩写成：1000:0:0:0:A:B:C:D。

为了更进一步简化，IPv6的地址规范中还规定，可以在一个IPv6地址中最多使用一次双冒号（::）来取代IPv6地址中紧凑相连的多个全0的16进制数的段（由于假使允许在一个IPv6地址中使用一次以上的双冒号时将无法判断IPv6地址的长度，所以IPv6的地址规范中才规定：在一个IPv6地址中最多只能使用一次双冒号），这样上面的IPv6地址还可以缩写成：1000::A:B:C:D。

双冒号使用的地点可以在IPv6地址的前面、后面或者是中间；例如：对于1000:0:0:0:A:B:0:0这样的一个IPv6地址，可以写成1000::A:B:0:0，也可以写成1000:0:0:0:A:B::；但是不能写成1000::A:B::。

(二)了解TCP数据包的格式

关键字段：

1.端口：包括源端口和目的端口两个字段均为16位

2.序号：表示TCP包的第一个字节的序号，字段的长度为32位

3.确认：表示目的节点成功接收序号从初始值到N的报文段，要求源节点发送序号为N+1的报文段，字段长度为32位

4.头部长度：表示TCP头部的长度，字段长度为4位5.保存：表示该字段保存工以后使用，字段长度为6位6.标志：表示可以设置的标志位，字段长度6位

7.窗口大小：表示要求对方主机维持的窗口大小，字段长度为16位8.校验和：用于检测TCP包在传输中室分出错，字段长度为：16位9.紧急指针：表示TCP包中需要紧急发送的数据，字段长度为16位

10.选项：表示可以选择的字段，包括最大报文段长度、窗口扩大因子与时间戳等，字段长度为0-40字节

(三)网际校验和算法

在发送方，先把被校验的数据划分为大量16位字的序列。假使数据的字节长度为奇数，则在数据尾部补一个字节的0以凑成偶数。用反码算数运算把所有16位字相加后，然后再对和取反码，便得到校验和。

在接收方，将收到的数据报（包括校验和字段），将所有16位字再使用反码算数运算相加一次，将得到的和取反，即得出校验和的计算结果。假使数据报在传输过程中没有任何变化，则此结果必为0，于是就保存这个数据报。否则即认为出过错，并将此数据报丢弃。

“A,B,C,...,Y,Z〞分别表示一系列8位组，用[A,B]这样形式的字节组来表示A*256+B的整数，那么该字节序列的反码和就可以通过以下两种表达式之一给出：[A,B]+'[C,D]+'...+'[Y,Z][A,B]+'[C,D]+'...+'[Z,0]

其中，+'表示反码算数运算相加，第一个公式适用于偶数个字节的校验和，其次个公式适用于计算奇数个字节的校验和。

实训任务

?基于给定的上层协议（TCP/UDP）数据包，模拟IPv6数据包的封装过程。?把握IPv6数据包格式–把握TCP或UDP数据包格式

–把握网际校验（InternetChecksum）算法

实训工具

所使用的编程软件为：VC++6.0

实训内容

1.用来构造IPv6的头部的头文件代码：private:

_int64hton64(_int64inval);

unsignedshortCheckSum(unsignedshort*buffer,intsize);typedefstructIP_HEAD//定义IP头部结构{

union{

unsignedintVersion;//版本（双字的前4位）unsignedintPriority;//优先级（双字的中8位）unsignedintFlowLabel;//流标记（双字的后20位）};

unsignedshortPayloadLen;//有效载荷长度unsignedcharNextHead;//下一个头部unsignedcharHopLimit;//跳步限制struct{

_int64Prefix;//前缀与子网号（64位）_int64MacAddr;//主机MAC地址（64位）}SourceAddr;//源IP地址struct{

_int64Prefix;_int64MacAddr;

}DestinAddr;//目的IP地址}ip_head;

typedefstructPSD_HEAD//定义TCP伪头部{

unsignedcharSourceAddr[16];//源IP地址unsignedcharDestinAddr[16];//目的地址unsignedcharReserved;//保存位unsignedcharProtocol;//协议unsignedshortTcpLen;//TCP长度}psd_head;

typedefstructTCP_HEAD//定义TCP头部结构{

unsignedshortSourcePort;//源端口unsignedshortDestinPort;//目的地址unsignedintSequence;//序列号unsignedintAcknowledge;//确认号union{

unsignedshortHeadLen;//头部长度（字的前4位）unsignedshortReserved;//保存位（字的中6位）unsignedshortFlags;//标志位（字的后6位）};

unsignedshortWindowsLen;//窗口大小unsignedshortTcpChecksum;//TCP校验和unsignedshortUrgePoint;//紧急指针}tcp_head;

ip_headIpHead;psd_headPsdHead;t