ساختار بسته در IPv6

تعاریف کلیدی

• Packet (بسته): واحد داده‌ای که در شبکه منتقل می‌شود. شامل هدر (اطلاعات کنترلی) و Payload (داده اصلی).
• IPv6 Header (هدر IPv6): بخش ابتدایی بسته که اطلاعات ضروری برای مسیریابی و تحویل را مشخص می‌کند.
• Extension Headers (هدرهای افزونه): بخش‌های اختیاری که برای ویژگی‌های خاص مثل امنیت، مسیریابی یا Fragmentation استفاده می‌شوند.
• Payload: داده اصلی که توسط لایه‌های بالاتر (TCP, UDP, ICMPv6 و…) حمل می‌شود.

هدر پایه IPv6 (Basic IPv6 Header)

برخلاف IPv4 که ۲۰+ فیلد داشت، هدر IPv6 فقط ۸ فیلد ثابت دارد → طراحی ساده‌تر و پردازش سریع‌تر.

📌 ساختار هدر IPv6:

• Version (۴ بیت) → نسخه پروتکل (۶ برای IPv6)
• Traffic Class (۸ بیت) → مشابه Type of Service در IPv4، برای QoS و اولویت‌ بندی ترافیک
• Flow Label (۲۰ بیت) → برای شناسایی جریان‌های خاص داده (مثل وVideo Streaming)
• Payload Length (۱۶ بیت) → طول داده پس از هدر
• Next Header (۸ بیت) → مشخص می‌کند کدام پروتکل یا Extension Header بعدی است (TCP, UDP, ICMPv6, AH, ESP و غیره)
• Hop Limit (۸ بیت) → مشابه TTL در IPv4 (برای جلوگیری از حلقه‌های بی‌ پایان)
• Source Address (۱۲۸ بیت) → آدرس مبدا
• Destination Address (۱۲۸ بیت) → آدرس مقصد

هدرهای افزونه (Extension Headers)

IPv6 طراحی ماژولار دارد: ویژگی‌های اختیاری در هدرهای جداگانه قرار می‌گیرند.

انواع متداول:

1. Hop-by-Hop Options Header → پردازش در هر روتر (مثلاً برای Jumbograms)
2. Routing Header → مشخص کردن مسیر خاص (مشابه Source Routing)
3. Fragment Header → برای شکستن بسته‌های بزرگ به چند Fragment (توجه: در IPv6 فقط مبدا مجاز است Fragment کند، نه روترها)
4. Authentication Header (AH) → برای تایید صحت بسته (IPsec)
5. Encapsulating Security Payload (ESP) → برای رمزنگاری داده‌ها (IPsec)
6. Destination Options Header → اطلاعات اضافی که فقط مقصد آن را بررسی می‌کند.

مقایسه با IPv4 Packet Format

ویژگی	IPv4	IPv6
اندازه هدر پایه	۲۰–۶۰ بایت	ثابت: ۴۰ بایت
فیلدهای متعدد (Checksum, ID, Flags, Fragment Offset, Options)	بله	حذف یا منتقل به Extension Headers
پشتیبانی از QoS	محدود (Type of Service)	بهبود یافته (Traffic Class + Flow Label)
Fragmentation	توسط روتر و مبدا	فقط توسط مبدا
آدرس	۳۲ بیتی	۱۲۸ بیتی

مزایای طراحی هدر IPv6

• پردازش سریع‌تر در روترها (ساده‌ سازی هدر)
• مقیاس‌ پذیری بیشتر با Flow Label برای جریان‌های دیتا
• امنیت یکپارچه (IPsec در قالب Extension Header)
• مدیریت بهتر Fragmentation (فقط در مبدا)

📝 توضیحات تکمیلی

• بسیاری از تجهیزات شبکه جدید (روترها، فایروال‌ها) نیاز دارند Extension Headerها را بشناسند، وگرنه ممکن است بسته را Drop کنند.
• یکی از مشکلات امنیتی رایج: سوءاستفاده از زنجیره‌های طولانی Extension Header برای دور زدن فایروال‌ها.
• ساده‌ سازی در IPv6 به معنی حذف قابلیت‌ها نیست، بلکه تفکیک آن‌ها به بخش‌های مجزا و قابل انعطاف است.