接收与发送ipv6数据包
一、ipv6的概念
IPv6 是英文 “Internet Protocol Version 6”（互联网协议第 6 版）的缩写，是互联网工程任务组（IETF）设计的用于替代 IPv4 的下一代 IP 协议，其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。
由于 IPv4 最大的问题在于网络地址资源不足，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6 的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
互联网数字分配机构（IANA）在 2016 年已向国际互联网工程任务组（IETF）提出建议，要求新制定的国际互联网标准只支持 IPv6，不再兼容 IPv4。
以下是关于IPv6四种地址类型的讲解：
1. 单播地址（Unicast Address）
定义：唯一标识一个网络接口，发送到单播地址的数据包会精确传输到该地址对应的接口。
特点：
点对点通信：类似于IPv4的单播，用于一对一的直接通信（如浏览网页、发送邮件）。
地址分类：IPv6单播地址包括全球单播地址（类似IPv4公网地址）、链路本地地址（用于本地链路通信）等。
示例：
2001:db8::1是一个全球单播地址。
2. 任意播地址（Anycast Address）
定义：同一地址分配给多个接口，但数据包仅发送到“最近”的一个接口（基于路由协议计算的路径最优性）。
特点：
服务冗余与负载均衡：常用于提高服务可用性（如DNS根服务器、CDN节点）。
路由优化：路由器自动选择最短路径，用户无需感知具体服务节点。
注意：IPv6任意播地址格式与单播地址相同，需通过配置实现功能区分。
3. 组播地址（Multicast Address）
定义：标识一组接口，发送到组播地址的数据包会传输到该组所有接口。
特点：
一对多通信：适用于视频会议、实时数据分发等场景。
地址格式：IPv6组播地址以
ff00::/8开头（如ff02::1表示链路本地所有节点）。组成员动态管理：接口可自由加入或离开组播组。
对比IPv4：IPv6原生支持组播，无需依赖额外协议（如IGMP）。
4. IPv6无广播地址
原因：IPv6取消了广播机制，改用组播实现类似功能。
替代方案：
所有节点组播地址：
ff02::1（链路本地范围）可替代IPv4的广播。优势：减少网络拥塞，仅需通信的节点监听组播组，避免广播风暴。
地址解析：IPv6使用**邻居发现协议（NDP）**替代ARP，通过组播请求完成地址解析（如MAC地址查询）。
总结对比（IPv4 vs. IPv6）
类型 IPv4 IPv6 单播 支持（如192.168.1.1） 支持（如2001:db8::1） 广播 支持（如255.255.255.255） 无，由组播替代（如ff02::1） 组播 支持（依赖IGMP） 原生支持（地址以ff00开头） 任意播 非正式支持 原生支持
IPv6 地址分为 3 类：单播地址、任意播地址及组播地址。IPv6 地址由 8 个部分组成，每部分 16 位，共计 128 位。IPv6 地址格式类似于：xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx（其中 x 为十六进制位）。在 Linux 中，IPv6 地址使用。
1.ipv6报头
每个ipv6数据包都以ipv6包头开头，ipv6报头的长度固定40字节。整体结构如下图：
在Linux中结构ipv6hdr定义如下：
2.特殊 地址类型以及用途
IPv6特殊地址类型及用途详解
1. 链路本地单播地址（Link-Local Unicast Address）
格式：
fe80::/64用途：
用于同一物理链路上的设备通信（如路由器邻居发现、本地服务发现）。
每个IPv6接口必须自动生成一个链路本地地址，无需手动配置。
示例：
fe80::1a2b:3c4d:5e6f:7a8b
2. 全局单播地址（Global Unicast Address）
通用格式：
| 全局路由前缀（n位） | 子网ID（m位） | 接口ID（128-n-m位） |用途：
用于互联网上的全局通信（类似IPv4公网地址）。
由ISP或网络管理员分配。
示例：
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
3. 环回地址（Loopback Address）
地址：
::1用途：
用于本地主机的自我通信（类似IPv4的
127.0.0.1）。测试网络协议栈是否正常工作（如
ping ::1）。
4. 未指定地址（Unspecified Address）
地址：
::用途：
在初始化过程中，设备未分配地址时作为源地址。
关键应用：重复地址检测（DAD，Duplicate Address Detection），避免地址冲突。
5. 映射IPv4的IPv6地址（IPv4-Mapped IPv6 Address）
格式：
::ffff:<IPv4地址>
结构：前80位为0，接下来16位为
ffff，最后32位为IPv4地址。用途：
允许IPv6设备与IPv4设备通信（双栈环境下）。
例如：
::ffff:192.168.1.1表示IPv4地址192.168.1.1。
对比总结
地址类型 IPv6地址示例 功能 链路本地地址 fe80::1a2b:3c4d:5e6f本地链路通信，必选地址 全局单播地址 2001:db8::1234全球互联网通信 环回地址 ::1本地协议栈测试 未指定地址 ::临时源地址，DAD检测 映射IPv4地址 ::ffff:192.168.1.1IPv4与IPv6兼容通信
二、接收ipv6数据包
ipv6数据包的主要接受方法是ipv6_rcv()，它是所有ipv6数据包的处理程序。
接收的流程如下：
三、发送ipv6数据包
IPv6 传输路径很像 IPv4 传输路径，使用方法名称基本都很像，在 IPv6 中，也有两个从第 4 层发送 IPv6 数据包的主方法：一个是方法ip6_xmit()，由 TCP、流控制传输协议和数据报拥塞控制协议使用；一个是方法ip6_append_data()，由 UDP 和原始套接字等使用。
