Компьютерные сети. 6-е изд. - Эндрю Таненбаум

Поле Length (Длина) также имеет размер 1 байт. Оно сообщает, насколько велико значение (от 0 до 255 байт). Поле Value (Значение) содержит необходимую информацию размером до 255 байт.

Заголовок расширения

Описание

Hop-by-hop options

Разнообразная информация для маршрутизаторов

Destination options

Дополнительная информация для получателя

Routing

Частичный список транзитных маршрутизаторов на пути пакета

Fragment

Управление фрагментами дейтаграмм

Authentication

Проверка подлинности отправителя

Encrypted security payload

Информация о зашифрованном содержимом

Илл. 5.58. Заголовки расширения IPv6

Заголовок Hop-by-hop options (Опции переходов) содержит информацию, которая должна исследоваться маршрутизаторами на протяжении всего пути следования пакета. На данный момент определен один вариант его использования: поддержка дейтаграмм, превышающих 64 Кбайт. Формат заголовка показан на илл. 5.59. При этом полю Payload length в фиксированном заголовке присваивается значение 0.

Илл. 5.59. Заголовок Hop-by-hop options для крупных дейтаграмм (джамбограмм)

Как и все заголовки расширений, он начинается с байта, означающего тип следующего заголовка. Следующий байт содержит длину заголовка Hop-by-hop options в байтах, не считая первых 8 байт, которые являются обязательными. С этого начинаются все расширения.

Следующие 2 байта указывают, что данная опция несет информацию о размере дейтаграммы (код 194) в виде 4-байтного числа. Последние 4 байта содержат размер. Размеры меньше 65 536 не допускаются, так как могут привести к тому, что первый же маршрутизатор проигнорирует данный пакет и отправит ICMP-сообщение. Дейтаграммы с такими заголовками расширений называются джамбограммами (jumbograms). Джамбограммы нужны для суперкомпьютерных приложений, передающих по интернету гигабайты данных.

Заголовок Destination options (Опции адресата) предназначен для полей, которые должны интерпретироваться только хостом-получателем. В изначальной версии IPv6 задавались только «нулевые» опции для дополнения этого заголовка до кратности 8 байтам, и сам заголовок не использовался. Это делалось, чтобы новое программное обеспечение маршрутизаторов и хостов могло их обработать, если кто-нибудь подумает об опциях адресата в будущем.

Заголовок Routing (Маршрутизация) содержит информацию об одном или нескольких маршрутизаторах, которые следует посетить на пути к получателю. Это весьма напоминает свободную маршрутизацию IPv4, так как перечисленные маршрутизаторы должны быть пройдены строго по порядку, а остальные посещаются попутно. Формат заголовка Routing показан на илл. 5.60.

Илл. 5.60. Заголовок расширения Routing

Первые четыре байта заголовка Routing содержат четыре однобайтных целых числа. Поля Next header и Header extension length (Длина расширения заголовка) были описаны ранее. В поле Routing type (Тип маршрутизации) описывается формат оставшейся части заголовка. Если он равен 0, это означает, что далее следует зарезервированное 32-разрядное слово, а за ним — некоторое число адресов IPv6. Возможно в будущем по мере необходимости станут разрабатываться новые поля. Наконец, в поле Segments left (Число оставшихся сегментов) указывается, сколько адресов из списка еще нужно посетить. Его значение уменьшается при прохождении каждого адреса. Когда оно достигает нуля, пакет оставляется на произвол судьбы — без дальнейших указаний относительно его пути. Обычно к этому моменту он уже находится близко к получателю, и оптимальный маршрут очевиден.

Заголовок Fragment (Фрагмент) решает проблему фрагментации способом, схожим с протоколом IPv4. Он содержит идентификатор дейтаграммы, номер фрагмента и бит, информирующий о том, является ли этот фрагмент последним. В отличие от IPv4, в протоколе IPv6 фрагментировать пакет может только хост-источник. Маршрутизаторы фрагментировать пересылаемые пакеты не могут. Хотя это изменение можно считать отказом от оригинальной философии IP, оно вполне в духе современного применения IPv4. Вдобавок оно упрощает и ускоряет работу маршрутизаторов. Как уже было сказано, маршрутизатор отвергает слишком большие пакеты, отправляя в ответ ICMP-пакет, указывающий хосту-источнику на необходимость заново передать пакет, разделив его на меньшие фрагменты.

Заголовок Authentication (Аутентификация) предоставляет механизм подтверждения подлинности отправителя пакета. Заголовок Encrypted security payload (Шифрование пользовательских данных) обеспечивает конфиденциальность: прочесть содержимое пакета сможет только тот, для кого он предназначен. Для выполнения этих задач в заголовках используются криптографические методы, которые будут рассмотрены в главе 8.

Полемика

С учетом открытости, с которой разрабатывался протокол IPv6, а также убежденности большого количества разработчиков в собственной правоте неудивительно, что многие решения принимались в условиях весьма жарких дискуссий. О некоторых из них будет рассказано ниже. Все жуткие подробности вы найдете в соответствующих RFC.

О спорах по поводу длины поля адреса уже упоминалось. В результате было принято компромиссное решение: 16-байтные адреса фиксированной длины.

Другое сражение разгорелось из-за размера поля Hop limit. Некоторые участники дискуссии считали, что ограничение количества транзитных участков числом 255 (которое явно следует из использования 8-битного поля) — большая ошибка. В самом деле, маршруты из 32 транзитных участков уже стали обычным явлением, а через 10 лет в обиход могут войти более длинные пути. Сторонники этого лагеря заявляли, что использование длинных полей адресов было дальновидным решением, в отличие от внедрения крохотных счетчиков транзитных участков. Самый страшный грех, который, по их мнению, могут совершить специалисты по вычислительной технике, — выделить для чего-нибудь недостаточное количество разрядов.

В ответ им было заявлено, что подобные аргументы можно привести для увеличения любого поля, что приведет к раздутому заголовку. Кроме того, назначение поля Hop limit состоит в том, чтобы не допустить слишком долгого странствования пакетов, и 65 535 транзитных участков — это очень много. К тому же по мере роста интернета будет создаваться все большее количество междугородних линий, что позволит передавать пакеты между любыми странами максимум за шесть транзитных пересылок. Если от получателя или отправителя до соответствующего международного шлюза окажется более 125 транзитных участков, то, видимо, что-то не в порядке с магистралями этого государства. В итоге эту битву выиграли сторонники 8-битного счетчика.

Еще одним предметом спора оказался максимальный размер пакета. Обладатели суперкомпьютеров настаивали на размере пакетов, превышающем 64 Кбайт. Когда суперкомпьютер начинает передачу, он занимается серьезным делом и не хочет, чтобы его прерывали через каждые 64 Кбайт. Аргумент против больших пакетов заключается в том, что если пакет размером в 1 Мбайт будет передаваться по линии Т1 со скоростью 1,5 Мбит/с, то он займет линию на целых 5 с, что вызовет слишком большую задержку, заметную для интерактивных пользователей. В итоге удалось достичь компромисса: обычные пакеты ограничены размером 64 Кбайт, но с помощью заголовка расширения можно передавать огромные дейтаграммы.

Еще одним спорным вопросом оказалось удаление контрольной суммы IPv4. Кое-кто сравнивал этот ход с удалением тормозов из автомобиля. При этом автомобиль становится легче и может двигаться быстрее, но если на пути что-то встретится, возникнет проблема.