Cấu trúc IPv6 được cho là có nhiều đặc điểm nổi trội hơn IPv4 nhằm khắc phục các vấn đề liên quan đến cạn kiệt tài nguyên địa chỉ IP cũng như các thiếu sót của IPv4.
Trong IPv6, thay vì dùng một địa chỉ nguồn và đích là 32bit để cung cấp khoảng 4.294.967.296 (232) địa chỉ như IPv4, địa chỉ IPv6 có chiều dài là 128bit, do đó độ dài IP sẽ lớn hơn, tương đương với việc số địa chỉ này được tạo ra từ bội số 128bit sẽ lớn hơn rất nhiều, có thể lên tới 3.4×1038 địa chỉ. Ngoài ra, có một vài điểm khác nhau trong cách thể hiện địa chỉ của IPv6 như một địa chỉ IPv6 thường được viết thành 8 nhóm, mỗi nhóm gồm 4 số hex và được tách biệt nhau bằng dấu “:”.
Ví dụ: 3FFE:F200:0234:AB00:0123:4567:89016:ABCD.
Cấu trúc IPv6 gồm 2 phần:
- Payload: là sự kết hợp giữa Extension và PDU.
- Uper Layer Protocol Data Unit (PDU): bao gồm header của giao thức tầng cao và độ dài.
Extention Headers:
+ Những thông tin liên quan đến các dịch vụ kèm theo trong IPv6 được chuyển tới một trường khác gọi là header mở rộng Extension Header.
+ Extension Header là đặc tính mới chỉ có trong IPv6.
+ Trường Extension Header có thể có hoặc không có, đây là một tuỳ chọn, sẽ không được gắn vào nếu các dịch vụ thêm không được dùng đến. Do đó, các Extension Header có độ dài không cố định. Trong cấu trúc Header IPv6, có thể thấy 8 bits của trường Next Header. Trường này sẽ xác định Extension Header có được sử dụng hay không. Khi Extension Header này không được sử dụng, IPv6 Header sẽ chứa mọi thông tin tại Layer 3. Còn nếu Extension Header được sử dụng, trường Next Header trong Header của 1 gói tin IPv6 sẽ chỉ ra loại của Header tiếp theo sau. Các giá trị của trường Next Header:
IPv6 Header – Đây là thành phần luôn phải có trong 1 gói tin IPv6 và cố định 40 bytes.
IPv6 Header: là thành phần luôn có trong một gói tin IPv6 và cố định 40 bytes
Version: 4 bits giúp xác định phiên bản của giao thức.
Traffic class: 8 bits giúp xác định loại lưu lượng.
Flow label: 20 bits giá mỗi luồng dữ liệu.
Payload length: 16 bits (số dương). Giúp xác định kích thước phần tải theo sau IPv6 Header.
Next-Header: 8 bits giúp xác định Header tiếp theo trong gói tin.
Hop Limit: 8 bits (số dương). Qua mỗi node, giá trị này giảm 1 đơn vị (giảm đến 0 thì gói bị loại bỏ).
Source address: 128 bits mang địa chỉ IPv6 nguồn của gói tin
Trong mạng máy tính, các chế độ địa chỉ đề cập đến việc lưu trữ một địa chỉ trên mạng. IPv6 cung cấp một số chế độ địa chỉ mà theo đó một máy chủ có thể được xử lý như: Unicast, Multicast và Anycast.
Trong khi địa chỉ Unicast được sử dụng để phân biệt các host đơn lẻ trên một mạng, thì địa chỉ Multicast lại sử dụng để phân biệt một nhóm các giao diện mạng cư trú điển hình trong máy tính phức hợp. Giống như Multicast, các địa chỉ Anycast cũng phân biệt một nhóm cụ thể các giao diện mạng thường trú trong máy tính phức hợp, nhưng khác với địa chỉ Multicast, khi có một gói dữ liệu được truyền tải hoặc gửi đi nó sẽ không được gửi đến tất cả các giao diện mạng trong nhóm, mà chỉ được gửi đến thành viên gần nhất với người gửi
Địa chỉ Unicast
Trong chế độ địa chỉ Unicast, máy chủ được xác định duy nhất trong một phân đoạn mạng. Gói IPv6 chứa cả địa chỉ IP nguồn và IP đích. Giao diện máy chủ sẽ được trang bị một địa chỉ IP duy nhất trong phân khúc mạng đó. Khi bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch mạng nhận được gói IP Unicast thì nó được gửi đến một máy chủ duy nhất.
Địa chỉ Unicast gồm có 4 loại khác nhau :
Global Unicast Address: tương ứng với địa chỉ Public của IPv4, là loại địa chỉ được cho phép truy cập rộng rãi trên Internet, hỗ trợ việc định tuyến và đánh địa chỉ phân cấp.
Link-Local Address: địa chỉ này được cấu hình một cách tự động trên interface của thiết bị. Địa chỉ này luôn bắt đầu với FE80. 16 bit đầu tiên của địa chỉ liên kết cục bộ luôn được đặt là 1111 1110 1000 0000 (FE80). 48 bit tiếp theo thì được đặt thành 0, do đó nó chỉ sử dụng để liên lạc giữa các máy chủ IPv6 trên một liên kết (phân đoạn quảng bá). Các địa chỉ này không thể định tuyến. Vì vậy, bộ định tuyến không bao giờ chuyển tiếp các địa chỉ này bên ngoài liên kết.
Site-Local Address: tương tự như địa chỉ Private trong IPv4 (10.0.0.0/8,172.16.0.0/12 và 192.168.0.0/16), dùng trong nội bộ một site.
Unique-Local Address: được sử dụng trong phạm vi toàn cầu, dùng để thay thế cho địa chỉ site-local.
Địa chỉ Multicast
Chế độ Multicast của IPv6 giống như của IPv4. Gói tin được gửi đến nhiều node với một địa chỉ Multicast đặc biệt. Tất cả các node quan tâm đến thông tin Multicast đó, đầu tiên cần tham gia nhóm Multicast. Toàn bộ các node tham gia nhóm đều nhận được gói phát Multicast này và xử lý nó. Trong khi đó, các node khác không quan tâm đến gói phát Multicast đó thì sẽ bỏ qua.
Địa chỉ Multicast cũng có các phạm vi: global, site-local và link-local. Ngoài ra, Multicast còn có thêm 2 phạm vi mới đó là node-local và organization-local. Một node IPv6 có thể gắn rất nhiều địa chỉ.
Organization-local: được sử dụng trong phạm vi một tổ chức với một số site.
Node-local: chỉ có tính tương ứng trong phạm vi một node.
Địa chỉ Anycast
IPv6 đã giới thiệu một loại địa chỉ mới, gọi là địa chỉ Anycast. Trong chế độ này, nhiều Hosts được gán cùng một địa chỉ IP Anycast. Khi một node muốn liên lạc với một node được trang bị địa chỉ IP Anycast, nó sẽ gửi một tin nhắn Unicast. Tin nhắn này sẽ không được gửi đến tất cả các node trong nhóm giống như Multicast mà với sự trợ giúp của cơ chế định tuyến, thông điệp Unicast đó được gửi đến node gần nhất trong nhóm với người gửi (tính theo thủ tục định tuyến).
