L'intestazione di IPv6

Per capire le caratteristiche di IPv6 partiamo dall'intestazione (l'header) usata dal protocollo per gestire la trasmissione dei pacchetti; in Tab. 4 è riportato il formato dell'intestazione di IPv6 da confrontare con quella di IPv4 riportato in Tab. 6. La spiegazione del significato dei vari campi delle due intestazioni è riportata rispettivamente in Tab. 5 e Tab. 7)

Table 4: L'intestazione o header di IPv6

	version		priority

Come si può notare l'intestazione di IPv6 diventa di dimensione fissa, pari a 40 byte, contro una dimensione (minima, in assenza di opzioni) di 20 byte per IPv4; un semplice raddoppio nonostante lo spazio destinato agli indirizzi sia quadruplicato, questo grazie a una notevole semplificazione che ha ridotto il numero dei campi da 12 a 8.

Table 5: Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv6

Nome	Lunghezza	Significato
version	4 bit	versione, nel caso specifico vale sempre 6
priority	4 bit	priorità, vedi Sez. 8.2
flow label	24 bit	etichetta di flusso, vedi Sez. 8.1
payload length	16 bit	lunghezza del carico, cioè del corpo dei dati che segue l'intestazione, in bytes.
next header	8 bit	intestazione successiva, identifica il tipo di pacchetto che segue l'intestazione di IPv6, usa gli stessi valori del campo protocol nell'intestazione di IPv4
hop limit	8 bit	limite di salti, stesso significato del time to live nell'intestazione di IPv4, è decrementato di uno ogni volta che un nodo ritrasmette il pacchetto, se arriva a zero il pacchetto viene scartato
source IP	128 bit	indirizzo di origine
destination IP	128 bit	indirizzo di destinazione

Abbiamo già anticipato in Sez. 4 che uno dei criteri principali nella progettazione di IPv6 è stato quello di ridurre al minimo il tempo di trattamento dei pacchetti da parte dei router, un confronto con l'intestazione di IPv4 (vedi Tab. 6) mostra le seguenti differenze:

• è stato eliminato il campo header length in quanto le opzioni sono state tolte dall'intestazione che ha cosìfissa; ci possono essere più intestazioni opzionali (intestazioni di estensione, vedi Sez. 7), ciascuna delle quali avrà un suo campo di lunghezza all'interno.
• l'intestazione e gli indirizzi sono allineati a 64 bit, questo rende più veloce il trattamento da parte di computer con processori a 64 bit.
• i campi per gestire la frammentazione (identification, flag e fragment offset) sono stati eliminati; questo perché la frammentazione è un'eccezione che non deve rallentare il processo dei pacchetti nel caso normale.
• è stato eliminato il campo checksum in quanto tutti i protocolli di livello superiore (TCP, UDP e ICMPv6) hanno un campo di checksum che include, oltre alla loro intestazione e ai dati, pure i campi payload length, next header, e gli indirizzi di origine e di destinazione; una checksum esiste anche per la gran parte protocolli di livello inferiore (anche se quelli che non lo hanno, come SLIP, non possono essere usati con grande affidabilità); con questa scelta si è ridotto di molto il tempo di trattamento dato che i router non hanno piú la necessità di ricalcolare la checksum ad ogni passaggio di un pacchetto per il cambiamento del campo hop limit.
• è stato eliminato il campo type of service, che praticamente non è mai stato utilizzato; una parte delle funzionalià ad esso delegate sono state reimplementate (vedi il campo priority al prossimo punto) con altri metodi.
• è stato introdotto un nuovo campo flow label, che viene usato, insieme al campo priority (che recupera i bit di precedenza del campo type of service) per implementare la gestione di una ``qualità di servizio'' (vedi Sez. 8) che permette di identificare i pacchetti appartenenti a un ``flusso'' di dati per i quali si può provvedere un trattamento speciale.

Table 6: L'intestazione o header di IPv4

version

head length

Table 7: Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv4

Nome	Lunghezza	Significato
version	4 bit	versione, nel caso specifico vale sempre 4
head length	4 bit	lunghezza dell'intestazione, in multipli di 32 bit
type of service	8 bit	tipo di servizio, consiste in: 3 bit di precedenza, correntemente ignorati; un bit non usato a 0; 4 bit che identificano il tipo di servizio richiesto, uno solo dei quali può essere 1
total length	16 bit	lunghezza totale, indica la dimensione del pacchetto IP in byte
identification	16 bit	identificazione, assegnato alla creazione, è aumentato di uno all'origine alla trasmissione di ciascun pacchetto, ma resta lo stesso per i pacchetti frammentati
flag	3 bit	flag bit di frammentazione, uno indica se un pacchetto è frammentato, un'altro se ci sono ulteriori frammenti, e un'altro se il pacchetto non può essere frammentato.
fragmentation offset	13 bit	offset di frammento, indica la posizione del frammento rispetto al pacchetto originale
time to live	16 bit	tempo di vita, ha lo stesso significato di hop limit, vedi Tab. 5
protocol	8 bit	protocollo identifica il tipo di pacchetto che segue l'intestazione di IPv4
header checksum	16 bit	checksum di intestazione, somma di controllo per l'intestazione
source IP	32 bit	indirizzo di origine
destination IP	32 bit	indirizzo di destinazione

Oltre alle differenze precedenti, relative ai singoli campi nell'intestazione, ulteriori caratteristiche che diversificano il comportamento di IPv4 da quello di IPv6 sono le seguenti:

• il broadcasting non è previsto in IPv6, le applicazioni che lo usano devono essere reimplementate usando il multicasting (vedi Sez. 6.6), che da opzionale diventa obbligatorio.
• è stato introdotto un nuovo tipo di indirizzi, gli anycast.
• i router non possono più frammentare i pacchetti lungo il cammino, la frammentazione di pacchetti troppo grandi potrà essere gestita solo ai capi della comunicazione (usando un'apposita estensione vedi Sez. 7).
• IPv6 richiede il supporto per il path MTU discovery (cioè il protocollo per la selezione della massima lunghezza del pacchetto); seppure questo sia in teoria opzionale, senza di esso non sarà possibile inviare pacchetti più larghi della dimensione minima (576 bytes).