《技术盛宴丨IPv6系列基础篇》由会员分享，可在线阅读，更多相关《技术盛宴丨IPv6系列基础篇（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、通过上一期文章（IPv6基础篇（上）地址与报文格式），相信大家对于IPv6的背景、地址和报文格式有 了一定了解，接下来大家可能对于终端访问IPv6网络资源的过程原理更感兴趣。那么一个终端如果要访问IPv6 的资源，关键的步骤是什么呢？当然是它需要一个 IPv6 的地址。那么这个地址又从何而来？是不是只能像 IPv4 一样手动配置或者通过DHCP服务器下发？其实不然，IPv6有更加简洁的地址分配方式，可以通过邻 居发现协议实现IPv6地址的自动分配。并且IPv6邻居发现协议远不止这一项功能，这一期将对IPv6邻居发 现协议做展开讲解。NDP协议概述NDP（ Neighbor Discovery
2、Protocol，邻居发现协议）是IPv6协议体系中一个重要的基础协议。通 过使用ICMPv6报文实现以下丰富的功能：无状态自动配置（简化版的DHCP）:路由器发现、前缀发现、参数发现；重复地址检测（DAD）,相当于IPv4的免费ARP ；地址解析，相当于IPv4的ARP ；邻居不可达检测（NUD）;路由器重定向。为NDP定义的ICMPv6消息ICMPv6 （In ter net Con trol Message Protocol Versi on ,互联网控制报文协议版本 6 ）是 IPv6 的基 础协议之一。ICMPv6的协议类型号（IPv6报文中的Next Header字段的值）为5&
3、ICMPv6的报文格式 图1所示：ICMPV6报文格式Type ( 8bit)Code ( 8-bit)Checksum (16bit)ICMPv6 Data可变图1 :ICMPv6报文格式报文中字段解释如下： Type ：表明消息的类型， 0至127表示差错报文类型， 128至255表示消息报文类型； Code :表示此消息类型细分的类型；Checksum :表示ICMPv6报文的校验和，校验的部分包括了ICMPv6数据和IPv6的报头部分(IPv6 报头不含校验)； Data : ICMPv6 数据。ICMPv6消息类型中有5种是为了支持邻居发现协议而定义的，功能如图2描述：ICMPvti
4、 Type消息名驟报文功能133蹈由器请求(RS)主机发送曲要求路由器产生RA134路由器通告(RA)信息中包含MTU以及前缀信息135邻居错求(NS)用来判断邻居的链路层地址，以及重136邻居通告CNA)复地址检测137重定向消息忌|九彳重定向同理图2: ICMPv6五种消息类型无状态自动配置IPv6 地址配方式IPv6地址有128位，即使有简化书写的方式，为主机配置IPv6地址也是一件工作量不小的活儿。IPv6 地址除了手工配置外，还能够自动配置，自动配置有两种方式: 有状态自动配置主机通过配置协议(如DHCPv6 )获取IPv6地址以及其他信息(如DNS )。状态化自动配置相比于手 工配
5、置工作效率要高得多，而相比于无状态自动配置来说更加可控，能够更加清晰地了解到主机及地址分配 的相关信息。短板是需要额外部署应用服务器，如DHCPv6 Server。 无状态自动配置相比于前者，无状态地址自动配置则显得更加便捷IPv6终端使用无状态自动配置能够做到即插即用， 无需部署额外的应用服务器、无需使用DHCPv6。在IPv6路由器与IPv6主机之间，利用ICMPv6协议中的 路由器请求消息RS( Router Solicitation)和路由器通告RA( Router Advertisement)消息来完成无状态 自动配置过程。主机通过RS消息发现链路上的IPv6路由器，而IPv6路由器
6、通过RA消息向主机通告IPv6 地址前缀信息，主机在收到IPv6前缀信息后，与自己的网卡接口 ID 一起构成128位的IPv6全局单播地址。路由器通告消息RA报文每台路由器以组播方式定时发送RA报文，用于在二层网络中通告自己的存在。RA报文中会带有网络 前缀信息，及另外的一些标志位信息。RA报文的Type字段值为134。 RS报文主机接入网络后希望尽快获取网络前缀进行通信，那么此时主机可以立刻发送RS报文，网络上的路由 器将回应RA报文。RS报文的邛ye字段值为133。RA报文详解如图3所示：11 - &觀口4$创百“机耳”匕弹心4阳2畀TKMPvG1谑朋垃刖AdvsRlfajib御必驰眩冷2
7、怕# aJCAJHL.hU .V4Xta JOC3u-qiE.nhMin疋= =亠im亠. jMiMfaM/h Ulcwwwaa k皿? Fras 11: 118 btes eh wine (翼4 hi” id.S byte-s captured (&44 bits) on interface &.Etncrnct II, Src: Hu対icflejii:处二匚边(58:6-9:6c:a2:9t:cnL tot: IPveiicn5t_01 33:3i:W:00:&0:61) Irtta-prKit Pro-bacal &rc:忌關二:比！百匸样山也？二怙2Ost; f F&2: : 1y
8、Intc-riw t CantTCil FUa-tp Protasis wGType; ecuter JWvertl5eient (13)CMl! QChCk54JH3 Gk.-F263Chu匚knirn t-atus; toedCur Unit: &4+ Plsgs:itfic产七cnfSgumUQ AfF Qc-ault ft-OLTc-r PrcfbfenoE、： lcdiun0, .I H Hrinrfgad dfra-as ccnflg-jriatkni Hot &t4, H + Oww cngirpjtloni S?t” B-h蚀史ot se ICMFW& QtiW (WU ； 1
9、5W3、IWv& 阳讣站(Pr*ifik IrtfOrRAtlW : 2-301； 250；20 3 000；!/6X)图3:RA报文详解RA报文中重要字段的解释： Managed Address Configuration（ M 比特）:默认为0该标记指示主机该使用何种自动配置方 式来获取IPv6单播地址。当M比特被设置为1时川攵到该RA消息的主机将使用有状态配置协议（DHCPv6） 来获取IPv6地址。Other Configuration （O比特）:默认为0该标记指示主机使用何种方式来配置除了IPv6地址夕卜 的其他配置信息（如DNS ）。当O比特被设置为1,则收到该RA消息的主机将使
10、用配置协议（DHCPv6 ） 来获取除了 IPv6地址以外的其他配置信息。通过M和O比特位的组合，我们可以更清楚地看到终端获取地址和其他配置信息的方式。下面是关于 M及O比特的组合： M=0，O=0应用于没有DHCPv6服务器的环境。主机使用RA消息中的前缀构造IPv6单播地址，同时使用其他方 法（非DHCPv6 ），例如手工配置的方法设置其他配置信息（如DNS ）。 M=1，O=1主机使用DHCPv6来配置IPv6单播地址以及其他配置信息。这种应用也称为DHCPv6 Stateful。 M=0，O=1HBHS0M區伺皿檢奖*定用9d寸画vohomhs*Oss一旨s 9doHQ只匣穆)旺皐枣O
11、S 9doHQ 旺迪直叵、i 9dl 9dl VM 旺f f 。( sspp电U一 )肖畫短只匣、苒暑書*刪HH皿胆代口芝3谧番書器9dl f 、肖器書囂畧悝廡畧皿曇書器9dls暑嘗惡H旺器蚩NM皿股蜃H只m删 用、glhKJe代肖耳ffis9dl J 條旺迪 口扯田殴(WS肖耳*刪、t;环 Q ss pp Q_dnQ ) 0dl 寸flnLUVM1 ,9 X 仪胆 M gnffls)仪胆 SM IsLx oiens*、ui、侏趺K-呂，寸。鱗區Httb删K、0M區伺皿七辿旨、侏趺肖耳S、CX oisislnwi ,-I组和试验地址所对应的Solicited-Node组播组。IPv6重复地址检
12、测技术和IPv4中的免费ARP类似：节点向试验地址所对应的Solicited-Node组播组 发送NS报文。NS报文中目的地址即为该试验地址。如果收到某个其他站点回应的NA报文，就证明该地址 已被网络上使用，节点将不能使用该试验地址通讯。重复地址检测过程IPv6主机重复地址检测的过程如图5所示:图5: IPv6主机重复地址检测的过程9ICMPvS- Ty声二 1 奔 Cns)II目的尸FFQ2：; ijoEtl有 Aa2DM：lHg?PC A的IPv6地址2000:1为新配置地址，即2000:1为PC A的试验地址。PC A向2000:1的 Solicited-Node组播地址FF02:1:F
13、F00:1发送一个以2000:1为请求的目标地址的NS报文进行重复地址检 测，由于2000:1并未正式指定，所以NS报文的源地址为未指定地址。当PC B收到该NS报文后，有两种 处理方法：如果PC B发现2000:1是自身的一个试验地址，贝OPC B放弃使用这个地址作为接口地址，并且不会 发送NA报文。如果PC B发现2000:1是一个已经正常使用的地址,PC B会向FF02:1发送一个NA报文，该消息 中会包含2000:1。这样，PC A收到这个消息后就会发现自身的试验地址是重复的，从而弃用该地址。地址解析替代IPv4的ARP在IPv4中，当主机需要和目标主机通信时，需要先通过ARP协议获得
14、目的主机的MAC地址。在IPv6 中，同样需要从IP地址解析到MAC地址的功能，邻居发现协议实现了这个功能。但是IPv6取消了 ARP协议，而是通过邻居请求报文NS（ Neighbor Solicitation ）和邻居通告报文NA （Neighbor Advertisement ）来解析三层地址对应的链路层地址。NS报文Type字段值为135，Code字段值为0,在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP请求报文。NA报文Type字段值为136，Code字段值为0,在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP应答报文。地址解析过程IPv6主机地址解析的过程如图6所示:图6: IPv6主机地址解析的过程1、PC A在向PC B发送报文之前它要先解析
