IPv6 邻居发现协议介绍
ipv6邻居发现协议
IPv6地邻居发现技术2、工作原理邻居发现协议是IPv6协议的一个基本的组成部分，它实现了在IPv4中的地址解析协议(ARP)、控制报文协议(ICMP)中的路由器发现部分、重定向协议的所有功能，并具有邻居不可达检测机制。
邻居发现协议实现了路由器和前缀发现、地址解析、下一跳地址确定、重定向、邻居不可达检测、重复地址检测等功能，可选实现链路层地址变化、输入负载均衡、泛播地址和代理通告等功能。
邻居发现协议采用5种类型的IPv6控制信息报文(ICMPv6)来实现邻居发现协议的各种功能。
这5种类型消息如下。
(1)路由器请求(Router Solicitation)：当接口工作时，主机发送路由器请求消息，要求路由器立即产生路由器通告消息，而不必等待下一个预定时间。
(2)路由器通告(Router Advertisement)：路由器周期性地通告它的存在以及配置的链路和网络参数，或者对路由器请求消息作出响应。
路由器通告消息包含在连接(on-link)确定、地址配置的前缀和跳数限制值等。
(3)邻居请求(Neighbor Solicitation)：节点发送邻居请求消息来请求邻居的链路层地址，以验证它先前所获得并保存在缓存中的邻居链路层地址的可达性，或者验证它自己的地址在本地链路上是否是惟一的。
(4)邻居通告(Neighbor Advertisement)：邻居请求消息的响应。
节点也可以发送非请求邻居通告来指示链路层地址的变化。
(5)重定向(Redirect)：路由器通过重定向消息通知主机。
对于特定的目的地址，如果不是最佳的路由，则通知主机到达目的地的最佳下一跳。
3、主机的数据结构IPv6的一个设计要求是：即使在一个有限的网络内，主机也必须正确工作，而不像路由器不能储存路由表，不能有永久的配置，因此主机必须能自动配置，必须能学到交换数据的有关目的地的最小信息。
这些信息储存的存储器叫做缓存，这些数据结构是一系列记录的排列，称作表项。
ipv6协议的工作原理
ipv6协议的工作原理引言随着互联网的飞速发展和IP地址需求的激增，I Pv6协议作为下一代互联网协议，逐渐引起了广泛关注。
本文将详细介绍I Pv6协议的工作原理，包括地址结构、分片与重组、邻居发现、路由协议等方面的内容。
I P v6地址结构I P v6地址是由128位二进制数表示的，与I Pv4的32位地址相比，地址空间更加广阔。
I P v6地址由8组16进制数字组成，每组之间使用冒号分隔，例如：2001:0d b8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
I P v6地址可以分为三种类型：单播地址、多播地址和任播地址，分别用于点对点通信、一对多通信和一对一通信。
I P v6分片与重组由于链路层M TU的限制，当IP v6数据包的大小超过链路层M TU时，需要将数据包进行分片。
分片由源主机完成，将数据包划分为适应MT U大小的分段，经过网络传输后再由目标主机进行重组。
与IP v4协议类似，I P v6分片也会增加网络开销，因此在网络设计中应尽量避免分片的发生。
I P v6邻居发现I P v6邻居发现是I Pv6网络中用于确定邻居设备IP v6地址与M AC地址的过程。
I Pv6邻居发现使用I CM Pv6报文实现，包括邻居请求和邻居应答两种类型。
邻居请求用于查询目标设备的MA C地址，邻居应答则是对邻居请求的响应。
这种机制可以有效解决I Pv6网络中链路层地址解析的问题。
I P v6路由协议I P v6使用路由协议来决定数据包从源主机到目标主机的转发路径。
常见的IP v6路由协议有R IP ng、O SP Fv3和B GP等。
这些协议基于不同的路由选择算法，通过交换网络拓扑信息，实现网络中路由器的动态路由更新和转发决策。
I P v6与I P v4过渡技术由于IP v6与I Pv4之间存在互不兼容性的问题，为了实现平稳过渡，提供双协议栈支持，出现了一系列的I Pv6与IP v4过渡技术。
IPvNeighborDiscovery协议剖析邻居发现的关键协议
IPvNeighborDiscovery协议剖析邻居发现的关键协议IPvNeighborDiscovery协议是IPv6网络中的一种重要协议，用于在网络中自动发现和管理邻居节点。
它扮演着邻居发现的关键角色，确保网络中的节点能够相互识别和交流。
本文将对IPvNeighborDiscovery 协议进行详细的剖析，揭示其在邻居发现过程中的关键协议和作用。
一、IPvNeighborDiscovery协议概述IPvNeighborDiscovery协议是IPv6网络中一套用于邻居发现的机制和协议集合。
在IPv6网络中，每个节点的IP地址是唯一的，并且每个节点都可以自动发现网络中的邻居节点。
对于IPv6节点而言，邻居节点是指与其直接相连的节点。
IPvNeighborDiscovery协议主要涉及以下几个重要的协议：1. 邻居发现协议（Neighbor Discovery Protocol，NDP）2. 链路层地址解析协议（Link-Layer Address Resolution Protocol，ARP）3. 邻居缓存协议（Neighbor Cache，NC）4. 路由器发现协议（Router Discovery Protocol，RDP）二、邻居发现协议（NDP）邻居发现协议（NDP）是IPvNeighborDiscovery协议中最重要的协议之一，它提供了节点与其邻居节点进行通信的基本机制。
邻居发现协议主要包括以下几个重要的功能：1. 邻居发现邻居发现是IPvNeighborDiscovery协议的核心功能之一，节点通过发送邻居请求（Neighbor Solicitation，NS）以及邻居广告（Neighbor Advertisement，NA）消息来识别和验证其邻居节点。
通过邻居发现，节点可以获取邻居节点的IP和MAC地址。
2. 邻居缓存管理邻居缓存是保存节点邻居信息的缓存表，邻居发现协议通过邻居缓存管理，实时更新和存储邻居节点的信息。
RFC4861 IPv6邻居发现协议-2007
RFC4861 IPv6邻居发现协议2007该备忘录状态：本文档为Internet社区指定了Internet标准跟踪协议，并请求讨论和改进建议。
有关本协议的标准化状态和状态，请参阅当前版本的“互联网官方协议标准”（STD 1）。
这份备忘录的分发是不受限制的。
概述：本文档定义了IPv6邻居发现协议。
位于同一链路（子网）上IPv6节点使用邻居发现协议去发现每个节点的存在，确定每个其他节点的链路层地址，发现路由器，并管理&维护到活动邻居路径的可达性信息。
修订记录目录目录 (3)1引言 (6)2术语 (6)2.1通用术语 (6)2.2链路类型 (9)2.3地址 (10)2.4要求 (11)3协议概述 (11)3.1与IPv4的对比 (15)3.2支持的链路类型 (16)3.3保护邻居发现消息 (17)4消息格式 (18)4.1路由器请求(RS)消息格式 (18)4.2路由器通告(RA)消息格式 (19)4.3邻居查询(NS)消息格式 (21)4.4邻居通告(NA)消息格式 (22)4.5重定向(Redirect)消息格式 (24)4.6选项格式 (26)4.6.1源/目标链路层地址 (26)4.6.2前缀信息 (27)4.6.3重定向头 (28)4.6.4MTU (29)5主机概念模型 (30)5.1概念数据结构 (30)5.2概念发送算法 (31)5.3垃圾回收与超时要求 (33)6路由器和前缀发现 (33)6.1消息检查 (34)6.1.1RS消息有效性检查 (34)6.1.2RA消息有效性检查 (35)6.2路由器规范 (35)6.2.1RA配置变量 (35)6.2.2成为通告接口 (39)6.2.3RA消息内容 (39)6.2.4发送未经请求的RA (40)6.2.5停止作为通告接口 (41)6.2.6处理RS (41)6.2.7RA一致性 (42)6.2.8链路本地地址变化 (43)6.3主机规范 (44)6.3.1主机配置变量 (44)6.3.2主机变量 (44)6.3.3接口初始化 (45)6.3.4处理RA (45)6.3.5前缀和默认路由器的超时 (48)6.3.6默认路由器的选择 (48)6.3.7发送RS (48)7地址解析和邻居不可达检测 (50)7.1消息检查 (50)7.1.1NS的有效性检查 (50)7.1.2NA的有效性检查 (51)7.2地址解析 (51)7.2.1接口初始化 (52)7.2.2发送NS (52)7.2.3接收NS (53)7.2.4发送NA (54)7.2.5接收NA (54)7.2.6发送不请自来的NA（主动发送的NA） (56)7.2.7任播地址的NA (57)7.2.8代理邻居通告 (57)7.3邻居不可达检测 (58)7.3.1可达性确认 (58)7.3.2邻居缓存条目的状态 (59)7.3.3节点的行为 (60)8重定向功能 (62)8.1重定向的有效性检查 (62)8.2路由器规范 (63)8.3主机规范 (64)9扩展性–选项处理 (64)10协议常量 (66)11安全考虑 (67)11.1安全威胁分析 (67)11.2保护邻居发现消息 (68)12重新编号的注意事项 (69)13IANA考虑 (70)14参考文档 (71)14.1Normative References (71)14.2Infomative References (72)附录A 多宿主主机 (75)附录B 将来扩展 (76)附录C 可达性状态机 (77)附录D IsRouter规则总结 (80)附录E 实现问题 (81)E.1. 可达性确认 (81)附录F 自RFC2461的变更 (83)15致谢 (84)1引言本规范定义了IPv6邻居发现协议（简称为ND）。
IPv6网络邻居发现概述
15
配置RA消息相关参数
取消对RA消息发布的抑制
[Router-Ethernet0/0] undo ipv6 nd ra halt
配置RA消息发布的时间间隔
[Router-Ethernet0/0] ipv6 nd ra interval maxinterval-value min-interval-value
1::2:B/64
Stale Delay Probe Reachable Stale
10
目录
邻居发现协议 地址解析 无状态地址自动配置 ND协议配置
IPv6地址自动配置
有状态地址自动配置
从DHCP服务器获取地址及相关信息
无状态地址配置
根据路由器发布的信息而自动配置IPv6地址及相 关信息
IPv6网络邻居发现概述
技术创新，变革未来
引入
ND（Neighbor Discovery，邻居发现）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路由器发现和ICMP重定向等，并对他 们做了改进。本章介绍了IPv6邻居发现协议中的地 址解析、无状态地址自动配置等重要功能，并对如何 配置ND协议进行了讲解。
Type ＝ 137
Redirect －（重定向消息）
5
目录
邻居发现协议 地址解析 无状态地址自动配置 ND协议配置
IPv6地址解析概述
与IPv4中的地址解析不同，IPv6地址解析包 含了两个过程
解析IPv6地址所对应的链路层地址过程 邻居可达性状态的维护过程，即邻居不可达检测
（NUD）
ipv6的规则 -回复
ipv6的规则-回复IPv6的规则IPv6，即Internet协议第六版，是互联网上使用的一种网络层协议，它是IPv4的升级版本。
相比IPv4，IPv6具有更大的地址空间和更先进的特性，以满足当前和未来互联网发展的需求。
在IPv6中，有许多规则和标准，这些规则确保网络的正常运行和安全性。
本文将一步一步地回答关于IPv6的规则。
第一步：IPv6地址规则IPv6地址是由128位二进制数表示的地址，这给予了IPv6一个庞大的地址空间。
IPv6地址的格式由八个16进制数块组成，每个块用冒号分隔。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334是一个IPv6地址的例子。
IPv6地址可以是全球唯一的，也可以是链路本地的或站点本地的地址。
第二步：IPv6路由规则IPv6路由是指数据包从源主机到目标主机过程中，通过中间设备的传递。
IPv6路由规则是一种确定数据包流向的规则，它告诉路由器如何将数据包发送到正确的目的地。
IPv6路由规则使用前缀匹配来判断最佳的路径。
路由器根据IPv6地址的前缀来决定数据包该转发至哪一个接口。
第三步：IPv6邻居发现规则IPv6邻居发现是一种用于发现和识别网络上邻居设备的机制。
它用于在主机或路由器之间建立通信会话，以确定连接的可用性和性能。
IPv6邻居发现规则包括邻居发现协议（NDP）和邻居发现协议ICMPv6 信息。
邻居发现协议允许主机解析IPv6地址，查找邻居设备，并建立有效的邻居关系。
第四步：IPv6安全规则IPv6的安全性是网络中至关重要的一环。
IPv6安全规则包括防火墙规则、访问控制列表（ACL）和加密机制等。
防火墙规则允许或禁止特定的IPv6流量通过防火墙，以保护网络免受潜在的攻击。
ACL用于限制特定主机或特定流量的访问权限。
加密机制可以用于对IPv6数据包进行加密和解密，保护数据的机密性和完整性。
第五步：IPv6扩展头规则IPv6扩展头是一种用于将额外信息添加到IPv6数据包的机制。
简单描述ipv6 邻居发现的过程
IPv6邻居发现过程随着互联网的发展和普及，IP位置区域资源的使用已经越来越紧张，IPv4位置区域枯竭的问题也日益严重。
为了解决IPv4位置区域不足的问题，IPv6协议应运而生。
IPv6协议采用128位位置区域长度，大大扩大了可用的IP位置区域数量，同时还提高了路由效率和安全性。
IPv6邻居发现是IPv6协议中的一个重要过程，它是指主机或路由器在IPv6网络中发现并识别直接相连的邻居的过程。
在IPv6网络中，每个主机和路由器都有一个唯一的128位的IPv6位置区域，为了进行通信，它们需要通过邻居发现过程来获取对方的链路层位置区域，这样才能发送数据包到对方。
邻居发现过程由多个步骤构成，下面将详细介绍IPv6邻居发现的过程：1. Router Solicitation（路由器请求）当一个IPv6主机启动或者连接到网络时，它会发送一个Router Solicitation消息到本地链路上的广播位置区域（FF02::2），以请求路由器的相关信息。
这条消息的目的是为了获取默认路由器的位置区域和其他配置参数。
2. Router Advertisement（路由器通告）收到Router Solicitation消息的邻居路由器会向主机发送Router Advertisement消息，其中包括了路由器的IPv6位置区域、网络前缀、MTU（最大传输单元）和其他配置参数。
这样主机就能获得网络配置信息，包括默认网关等。
3. Neighbor Solicitation（邻居请求）在IPv6网络中，邻居之间通过IPv6位置区域来通信，但需要先了解对方的链路层位置区域才能进行通信。
当一个主机需要与其邻居通信时，它会发送一个Neighbor Solicitation消息，来请求对方的链路层位置区域。
4. Neighbor Advertisement（邻居通告）收到Neighbor Solicitation消息的邻居主机或路由器会向对方发送Neighbor Advertisement消息，其中包括了对方的链路层位置区域。
IPv6中的邻居发现协议—NDP功能浅析
Ｉ ＣＭＰ报 文 重 定 向 等 协 议 综 合 而成 ； 可 以实 现 它 Ｉｖ Ｐ ４中 的 地 址 解 析 协 议 （ Ａ ＲＰ） 控 制 报 文 协 议 、
（ ＣＭ Ｐ） Ｉ 中的路 由器 发 现部 分 、重定 向协 议 的所有
功能 ，并 具有邻 居 不可达 检 测机制 ，如 图 ｌ 示 。 所
关键词 ：Ｐ ６｝ Ｉ ｖ 邻居 发现 曩 譬
Ｎｅ ｇ ｂ ｒ ｉ ｈ ｏ Ｄｉ ｃ ｖ ｒ Ｐｒ ｔ ｃ ｌ ｎ Ｐｖ 一一 ＮＤＰ ｓ ｏ ｅｙ ｏ ｏ ｏ ｉ Ｉ ６ Ｆｕ ｃ ｉ ｎ Ａ ｎ ｌ ｓ ｓ ｎ ｔｏ ａ ｙ ｉ
Ｓ Ａ Ｇ Ｊａ ｚ ｅ Ｌ Ｕ Ｓ ｕ ｎ ｈ ｎ Ｈ Ｎ ｉｎ ｈ ｎ ， Ｉ ｈ ａ ｇ ｏ ｇ
报文 （ ＭＰ ６ 来实现 协议 的各 种功能 ，见 表 ｌ Ｉ Ｃ ｖ） 。
ｔ ａ ｈｅ ｅ ｈ ｓ ｆ ｎ ｔｏ ｓ ｎ ｅ ａｌ． ｏ ｃ ｉｖ ｔ ｅ ｅ ｕ ｃ ｉｎ ｉ ｄ ｔ ｉ ｓ Ｋｅ ｗ ｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ｉｖ６； Ｎｅｇ ｂ ｒ ｓ ｏ ｅ ｙ Ｐ ｉ ｈ ｏ Ｄｉ ｖ ｒ ｃ
１弓 言 Ｉ
伴 随 着 网络 应 用 的迅 猛 发 展 和 网络 规模 的极 度 扩 张 ，当前 普 遍 使 用 的 Ｉ Ｐ网 络也 暴 露 出越 来 越 多 的 问题 ，诸 如 地 址 空 间 不 足 、 服 务 质 量 、安 全 性 等 。为 了解 决这 些 问题 ，尤 其 是解 决地 址 空 间即将 耗 尽 的 严 重 问 题 ，Ｉ ＥＴＦ在 １ ９ ９ ２年 定 义 了全 新 的
水Ｊ
，
Ｔ＂ｅ ｌ 、 ｐ ｎ ｐ ｌ６ ｅ ３
Ｔ －ｅ Ｊ ７ ３ ３ ｒ
Ｎｓ Ｎｅ ｂｌＳ ｈ ｔｔ ｎ， ｌ ｃ ｏ ｃｔｉ ￣ｌ ｆ ａｏ
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注意：路由器公告和未被请求的邻居公告不能作为可达性确 认.
12
重复地址检测
（Duplicate Address Detection）
在IPv6环境下，当一个主机企图配置一个 IPv6地址时，会先进行地址重复性检测，以 确认在链路上该地址的唯一性。这一过程称 为DAD（Duplicate Address Detection）。
7
路由器和前缀发现
（Router & Prefix Discovery）
主机通过邻居发现协议来确定邻居路由器的位置， 同时获得地址前缀和地址自动配置信息的过程。
8
路由器和前缀发现过程
（Router & Prefix Discovery）
周期发送的路由器公告
Router 按照配置的时间间隔发 送RA报文
11
可达性验证
(Neighbor Unreachability Detection)
确认可达性的两种方式
上层协议获取：一般出现在运行TCP连接的场合,而且 节点本身就是通信的一端,依靠TCP的捎带确认机制.
收到被请求的邻居公告：最为常见和不受限制的方式,只有收 到Solicited位置1的邻居公告才认为收到了可达性确认.
NS
Src - :: Dst - ff02::1:ffxx:xxxx
NA
Src - ff02::1:ffxx:xxxx
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Dst - ff02::1
举例说明
（Example）
14
Thank You!
15
IPv6 邻居发现协议介绍
Sucre 2014/11/28
1
前言
IPv6 Neighbor Discovery协议（NDP）用于发现 同一链路上的其他节点（主机和路由器），获取 其他节点的链路层地址，还用于维护同一链路上 的节点之间的交互；
参考文档： RFC 4861. Neighbor Discovery for IP Version 6
2
目录
概述 报文格式说明 邻居发现协议功能 路由器和前缀发现 地址解析(AR) 可达性验证(NUD) 重复地址检测(DAD)
3
术语
all-nodes multicast address 本地链路所有节点组播地址 可以到达link范围内所有node的地址：FF02::1 all-routers multicast address 本地链路所有路由器组播地 址 可以到达link范围内所有路由器的地址：FF02::2 solicited-node multicast address 被请求组播地址 本地链路范围内根据被请求目标地址计算得到的组播 地址 FF02::1:FFxx:xxxx，其中xxxxxx为NS请求中的目标地 址的低24bit
4
术语(续）
link-local address 本地链路地址
本地链路范围内可以到达邻居的地址： FE80::xxxx:xxxx:xxxx:xxxx xxxxxxxx为EUI-64(link ID)
unspecified address 未定义地址
保留地址，表示缺少地址，用::表示
5
概述
NDP功能
Router Discovery Prefix Discovery Parameter Discovery（MTU/hop limit） Address Auto Configuration Address resolution Next-hop determination Neighbor Unreachability Detection（NUD） Duplicate Address Detection（DAD） Redirect
主机发送路由器请求
Host的接口使能后，需要及时 获取RA，向FF02::2发送RS
被请求的路由器公告
Router可以选择向该node单播 一条RA，也可以选择向组播地 址FF02::1组播一条RA
9Байду номын сангаас
地址解析
(Address resolution)
主要用途：
获得邻居的链路层地址:邻居地址必为直连关系的 单播地址. 获得邻居的可达性信息.
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可达性验证
(Neighbor Unreachability Detection)
邻居不可达检测是指通过邻居发现协议来确认邻居之间可 到达或不可到达的状态，获得邻居的可达性信息的过程。 ND协议用NS和NA报文来验证邻居节点的可达性。节点 在确定邻居的链路层地址后，跟踪邻居缓存表的状态，定 时发送NS报文，如果邻居在规定的可达时间内（缺省值 为30秒）不能接收或者发送返回的报文，则删除此邻居缓 存表项。 邻居的可达性并不能说明端到端的可达性。因为相邻节点 可能是主机或者路由器，所以相邻节点并不一定就是数据 包的最终目标。NUD检测仅仅验证了到目标路径上第一 跳的可达性状态。
6
NDP报文(ICMPv6)说明
NDP协议定义了2对报文和1条Redirect报文
Router Solicitation(RS) —— Type=133 主机发送该报文请求router广播RA Router Advertisement(RA) —— Type=134
router通过该报文广播前缀信息，internet参数信息 router响应node发送的RS报文
Neighbor Solicitation(NS) —— Type=135
解析链路层地址 验证邻居的可达性（NUD） 验证地址的唯一性（DAD）
Neighbor Advertisement(NA) —— Type=136
响应NS 链路层地址变化时，广播NA
Redirect —— Type=137
用于router通知主机更好的下一跳