众元教育H3CSE20200603班-IPV6邻居发现

标题 众元教育H3CSE20200603班-IPV6邻居发现

引言：什么是IPV6？为什么要使用IPV6？
IPV6全称Internet protocol version 6，即第六代因特网协议。因为早期的IPV4设计之初并没有考虑到IP地址不够的问题，随着时代的进步，互联网飞速发展，IP地址日益匮乏。虽然有将一部分地址作为私网地址重复使用，通过NAT技术解决内网用户上网问题，但是这种方法依旧是治标不治本，它只能缓解IPV4地址的消耗而不能从根本上解决IPV4地址不够的问题。所以势必要制定一种新的协议用于解决IP地址不够的问题，IPV6运营而生。
一、ND（Neighbor Discovery，邻居发现）
ND协议是IPV6的一个关键协议，它综合了IPV4中的一些协议如ARP、ICMP路由发现和ICMP重定向等，并对它们做了改进。同时，ND协议还提供了其他许多非常重要的功能，如前缀发现、邻居不可达检测、处重复地址检测、无状态地址自动配置等。
（1）地址解析：类似IPV4中的ARP，作用就是已知目的节点的网络层，确定数据链路层地址。
（2）邻居不可达检测：在获取到邻居节点的数据链路层地址后，通过发送消息来验证邻居节点是够可达
（3）重复地址检测：类似IPV4中无故ARP的作用，用来探测刚被分配到的IPV6地址是否已经被链路上其他节点所使用
（4）无状态地址自动分配：都知道IPV4地址可以通过DHCP自动分配，而在IPV6中，地址可以通过路由器发现/前缀发现所获取的信息，自动配置IPV6地址。IPV6的基本格式为前缀+接口标识符+前缀长度，其中前缀是通过前缀发现获得，接口标识符是由MAC地址根据IEEE EUI-64格式转换而来，前缀长度类似IPV4中的子网掩码
（5）路由重定向：当在本地链路上存在一个到达目的网络的更好的路由器时，默认网关会向源主机发送ICMPv6重定向消息，通知主机选择更好的下一跳进行后续报文的发送
二、IPv6地址解析
当同一条链路上两个节点要进行报文转发时，需要知对方节点的数据链路层地址，即MAC地址。在IPV4中我们通常使用ARP来请求对方的MAC地址，从而完成数据帧的封装然后再将数据转发给对方。在IPV6中同样需要进行地址解析，IPV6使用ND协议来实现这个功能。那么IPV6是如何实现的呢？下面结合例子进行分析。

图中NodeA要向NodeB发送数据报文，需要先进行地址解析。于是NodeA发送一个NS（邻居请求），目的IPv6地址为NodeB对于的被请求节点组播地址FF01::1:FF02:B。当NodeB收到该NS报文后，因为目的IPv6地址为自己所在的节点的组播地址，所以会处理该报文。NodeB首先将报文中包含NodeA的源IPv6地址和MAC地址加入自己的邻居缓存表中，再将自己的MAC地址和IPv6地址封装一个NA（邻居公告）报文以单播的形式发给NodeA。NodeA收到该NA报文后，将报文中携带的NodeB的IPv6地址和MAC地址加入到邻居缓存表中。至此，NodeA和NodeB互相解析到了对方的数据链路层地址。
三、邻居可达性状态机
邻居可达性状态机保存在邻居缓存表中，共有5中状态

状态	表示
INCOMPLETE（未完成）	表示正在解析地址，邻居的数据链路层地址尚未确定
REACHABLE（可达）	表示地址解析成功，该邻居可达
STALE（失效）	表示未确定邻居是否可达，STALE状态是一个稳定状态
DELAY（延迟）	表示未确定邻居是否可达 ，DELAY状态是一个不稳定状态，节点需要收到“可达性证实信息”后，才能进入REACHABLE状态
PROBE（探测）	表示未确定邻居是否可达。节点会向处于PROBE状态的邻居持续发送NS报文，直到收到“可达性证实消息”后，才能进入可达状态。

今天关于IPV6邻居发现内容分享到这里，欢迎大家评论区讨论。如有爱好学习网络的朋友，记得点点关注，关注Rita的小丁学习网络不迷路。