ethernet 包头中的 type 字段与 IPv4/IPv6 包头中的 version 字段问题

[huangya]

ethernet 包头中的 type 字段指明了包的类型，比如 ARP 对应的值是 0806 ，Internet IP （ IPv4 ）包对应 type 字段是 0800 ，IPv6 对应的 type 字段是 86DD. 而 IPv4 和 IPv6 网络层又有一个 version 字段。我今天突然在想当初在发展 IPv6 的时候，为什么不与 IPv4 共用相同的 ethernet type 字段呢？网络层的 version 字段不就可以区分到底是 v4 还是 v6 吗？

[Jirajine]

因为 ipv6 和 ipv4 的差异不仅仅是在网络层，像 ARP 就没有了改用 NDP 。

[huangya]

@Jirajine 这个 version 让人容易困惑，特别是当 IPv4 的时候它的值是 4 ，而 IPv6 的时候它是 6.让人感觉 ethernet 数据链路层是一样的。

[Tianao]

https://stackoverflow.com/questions/46463528/what-is-the-real-difference-between-the-version-field-on-the-ip-header-and-the-t

https://www.quora.com/The-version-field-in-the-IP-header-contains-the-version-of-the-IP-protocol-used-The-type-field-in-the-Ethernet-header-contains-the-next-layer3-protocol-Why-is-it-so-important-that-the-IP-header-has-a-field-called-Version-What-is-it-used-for

FYI

[leonshaw]

过度设计，当个冗余校验吧

[sujin190]

@huangya #2 IPv4/IPv6 数据包不止可以在 ethernet 链路上传输，这么说就不困惑了吧

[echoechoin]

ipv6 和 ipv4 是两个几乎完全不同的协议栈

[huangya]

@sujin190 你这样说，感觉好像我们两个人的理解仍然有分歧。我知道 IPv4/IPv6 不止可以在 ethernet 链路上传输。我帖子里面其实说的就是都在 ethernet 链路上传输的情况下，为什么在 etherne 链路层的 type 不一样。按理说，两个都是 ethernet 链路上传输，链路层的头部可以一样，只要在 IP 网络层通过 version 区分就可以了。

其他 V 友没有类似的疑问吗？

[sujin190]

@huangya #7 这话反过来也一样啊，ethernet 也不止可以传输 IPv4/IPv6 数据包

首先 ethernet 是二层协议，有个流量类型只是方便设备间通信与分析以及 qos 、防火墙等的控制，但实际通信过程中二层协议并不会解析四层 IPv4/IPv6 的数据包，所以并不能使用 IPv4/IPv6 的 version 字段，一层是一层互不干扰啊，否则哪天 IPv4/IPv6 协议有调整你的所有硬件设备不全废了，比如局域网交换机之间二层协议通信直接 ethernet 层就完成了，并不会进入网络栈，也不会解析 IPv4/IPv6 协议

再说要按你这么说，更上层的协议包含重复信息更多，既然如此为啥还要分 IPv4/IPv6 ，不直接用应用层协议提供的信息呢，这不是一个逻辑么

[sujin190]

@huangya #7 还有吧，网卡再收到 ethernet 数据包之后首先得知道这是啥数据包，然后才能决定交给 v4 还是 v6 网络栈处理，或者就是其他类型的数据包，比如带宽协商，ethernet 一般是硬件绑定的，比如你买的网卡出厂就已经告诉你使用的 ethernet 协议，你几乎不可能说改成蓝牙网卡之类的，但你用它来组 IPv4/IPv6 网络这个则是操作系统通过驱动和网络栈来完成的，你要是自己搞搞驱动或网络栈，你也可以自己搞个叫 IPv888 的网络啊

[sujin190]

@huangya #7 而且吧服务器机房现在 40G 、400G 或者更高速网络使用的网卡很多就不是 ethernet 网卡，厂家自己搞的一套协议，然后同时提供驱动

[huangya]

@sujin190
>首先 ethernet 是二层协议，有个流量类型只是方便设备间通信与分析以及 qos 、防火墙等的控制，但实际通信过程中二层协议并不会解析四层 IPv4/IPv6 的数据包.
这个地方应该是打错了吧，IPv4/IPv6 是三层包。

> 还有吧，网卡再收到 ethernet 数据包之后首先得知道这是啥数据包，然后才能决定交给 v4 还是 v6 网络栈处理
网卡收到 ethernet 数据包，并不知道它是 v4 还是 v6 吧。解析是什么包，是操作系统 ethernet 链路层的代码做的吧。

根据我的疑问，假设 v6 也是用 0800 的 type.操作系统可不可以这样做: 把 v4 和 v6 的代码放在网络层，ethernet 链路层的代码看到 type 是 0800 ，就把这个包交个网络层的代码来处理和解析，网络层的代码看到 version 是 4 ，就交给 v4 的协议栈，如果是 6 ，就交给 v6 的协议栈。

[sujin190]

@huangya #11 对，IPv4/IPv6 是三层包。。

ethernet 标识相同 code 是 ip 包然后由操作系统来区分当然也是可以的，但是是否选择这样做的考量点其实是上层协议的广泛和重要程度，也就是成本考量，如果 ethernet 无法区分上层协议是 v4 还是 v6 ，那么也就意味着 ethernet 没有为上层协议优化的可能了，比如 v4 和 v6 的包大小就完全不一样，也许会针对这个在硬件层面做优化，还有链路层针对 IPv4/IPv6 的 qos ，虽然都可以在网络栈里处理，区别就是延时波动、功耗、效率，一个使用更为广泛的协议必然需要考虑更多场景，就算这个场景再小，你不但遇不到甚至都想不到，但也是需要考量的，比如汽车内部使用 ethernet 网的时候对延时波动就有更苛刻的需求，需要内核的网络栈解析就可能大幅降低延时波动的可靠性

[huangya]

@sujin190 你说在硬件层面可以在 ethernet 方面做优化，这个是我以前不知道的。这个说法很有道理。你这样说，我理解很多了，感谢分享！

其他 v 友如果有更多想法，也欢迎分享！

[cwek]

其实最简单就是：
1.分层网络
2.链路层，或者以太网上不一定是只跑 IP （历史上网络层以上还有 Novell IPX/SPX ，苹果也有自己一套网络层协议（好像是 AppleTalk ））。同样，网络层，或者 IP 也不知道下面怎样承载它的信息（有没带版本或者网络层标识等，因为链路层可能是一堆鸽子……）

所以，网络层的 IP 需要承载自己的版本号，链路层也可能需要承载起其上面层的标识（只是这个标识可能刚好是 IP 的两种版本）。

[huangya]

@cwek
>所以，网络层的 IP 需要承载自己的版本号，链路层也可能需要承载起其上面层的标识（只是这个标识可能刚好是 IP 的两种版本）

正是因为“这个标识可能刚好是 IP 的两种版本”，　所以我才产生了这个困惑。

[cwek]

@huangya

总之就是链路层不知道上面层具体承载什么结构，最多就是知道上面层对应链路层的一个数据标示（可能是 IPv4,IPv6,ARP,IPX ）

同样，网络层也不知道链路层怎样承载它的数据，有没数据标识（可能用于区分版本号），所以自己也需要一个版本来区分。

在古老时代，