2.5 IPv4与IPv6对比
IPv6技术精要
了解了IPv4与IPv6报头细节之后，很自然就会想到两者之间到底有何重要区别，由于有很多知识需要我们消化，因而以图2-1和图2-2为参考进行简要归纳。
2.5.1 IPv4与IPv6报头对比
以下IPv4报头字段的名称与IPv6报头保持一致。
版本（IPv4和IPv6）：这是最简单的一个字段，在IPv4中值为4，在IPv6中值为6。
源地址和目的地址（Pv4和IPv6）：最大的差别就是IPv4的源地址和目的地址是32比特，而IPv6的源地址和目的地址为128比特。
以下IPv4报头字段在IPv6中的名称出现了变化，而且在某些场合下功能也有所变化。
ToS（IPv4）流量类别（IPv6）：IPv4既可以使用3比特IP优先级字段，同时将其余3比特用作时延、吞吐量和可靠性，也可以使用6比特DS技术，而IPv6在设计时就规定了使用6比特DS技术。
数据包总长度（IPv4）净荷长度（IPv6）：IPv4的总长度字段包含IPv4报头和数据部分，而IPv6的净荷长度字段仅指示数据部分（即净荷）的字节数，包括所有扩展报头，但不包括IPv6基本报头。
TTL（IPv4）跳数限制（IPv6）：这两个字段在IPv4和IPv6中的功能相同，只是IPv6中的名称更能反映该字段的实际使用方式。
协议（IPv4）下一报头（IPv6）：IPv4中的协议字段用于标识IPv4数据部分（即净荷）所承载的协议类型，IPv6中的下一报头字段也提供了相同的功能，同时还能标识IPv6基本报头之后还有扩展报头。
以下IPv4报头字段被IPv6取消了。
IHL（IPv4）：**由于IPv6基本报头的长度固定为40字节，因而IPv6不需要IPv4中的该字段。IPv6中除基本报头之外的其他报头都通过下一报头字段进行指示。
标识符（IPv4）、标志（IPv4）以及分段偏移（IPv4）：**IPv4报头利用这些字段进行数据包的分段操作，而IPv6对分段操作采取了不同的处理方式，使用的是分段扩展报头。
报头校验和（IPv4）：由于二层数据链路层技术（如以太网）会执行自己的校验和与差错控制机制，上层协议（如TCP和UDP）也有自己的校验和机制，因而在三层执行校验和操作显得多余且不必要。对于UDP校验和来说，在IPv4中是可选操作，而在IPv6中则是强制操作。
选项（IPv4）：IPv4中的选项字段被IPv6中的扩展报头所取代，IPv6中的逐跳选项扩展报头和目的选项扩展报头都有自己的TLV选项集。
填充（IPv4）：由于IPv6基本报头固定为40字节，因而无需通过填充比特来确保其长度为32比特的整数倍。
以下字段是IPv6报头中的新增字段。
流标签（IPv6）：该字段是IPv6报头的新增字段，目前有关该字段的使用方式仍在IETF的讨论之中。RFC 2460仅讨论了使用流标签字段来标记数据包的顺序，以便由IPv6路由器对“实时”业务实施特殊处理。RFC 6437“IPv6 Flow Label Specification”则定义了流标签字段的一些额外细节信息。
2.5.2 其他差异
IPv4与IPv6还存在一些其他重要差异。IPv6使用了逐跳扩展报头和巨包净荷选项扩展报头，极大地扩展了IP包的可能尺寸，由IPv4的最大65 535字节到IPv6的最大4 294 967 295字节。
1．更大的MTU
IPv4要求每个节点在不进行分段的情况下都能转发68字节的IP包，这是因为IPv4报头最长可达68字节或者最小分段尺寸为8字节。对于IPv4包的最终目的地来说，每个IPv4节点都必须能够接收最小为576字节的IPv4包（可以是整个原始数据包，也可以是多个分段后的数据包）。
IPv6要求每条链路的最小MTU为1280字节，建议MTU为1500字节，而IPv4的最小MTU为68字节。
注：
RFC 1981“Path MTU Discovery for IP version 6”建议IPv6应该执行PTMU（Path Maximum Transmission Unit，路径最大传输单元）发现操作，以避免分段。
2．UDP
IPv4报头中的UDP校验和字段是可选项，虽然IPv6报头中也有同样的字段，但IPv6的校验和字段却是强制性的，这是因为IPv4报头有自己的校验和字段，而IPv6报头则取消了该字段。校验和字段的作用是验证UDP报头及数据的完整性。
注：
对IPv4和IPv6来说，TCP中的校验和字段都是强制性的，运行在IPv6上的TCP和UDP都没有做结构性的修改，本书将在第9章讨论TCP、UDP以及其他上层协议。
3．分段
在前面讨论分段扩展报头时说过，与IPv4不同，IPv6路由器不对数据包进行分段，除非该路由器是数据包的源端。只有IPv6数据包的源节点才执行分段操作，如果中间节点（如路由器）收到一个需要被分段的IPv6包，就会丢弃该数据包并向源节点发送一条ICMPv6“分组过大”差错消息。有关分段和路径MTU发现的详细内容将在第5章进行讨论。