03 IPv6邻居发现
H3C IPv6邻居发现经典讲义
无表项
有可达表项 获得可达信息
获得可达信息 报文发送 组装报文
地址解析
表项的清除方式
•目的缓存和邻居缓存： 邻居不可达检测机制保证无用表项的删除
没有必要周期性的清除目的和邻居缓存表项。尽管缓存表可能会不正确的保留 有陈旧的表项，但是邻居不可达检测机制能够保证在该不正确的表项被使用时 清除该表项。
•前缀列表和路由器列表：
请求发向单播地址，不打扰其他节点。如果发生变故 将收不到任何响应。
重定向功能
2002::3，把这个 包裹送到2001::1 那里，小心轻放。
2002::3为我提供 长期快递服务 （包月的），给 我媳妇2001::1寄 个包裹啥的也得 找它。
2001::1？让 2002::4送不是 更快？
2002::3，把这个 包裹送到2001::1 那里，小心轻放。
•目的缓存表（Destination Cache）
最近有流量发送的目的地址组成的表项，由重定向报文更新。
•前缀列表（Prefix List）
从路由器公告中接收到的前缀建立的表项，由路由器公告中提取。
•默认路由器列表（Default Router List）
本网段路由器组成的表项，从路由器公告中提取。
Type：4 IP header＋data：触发该重定向消息的IP数据包的部分或全部，但要保 证重定向消息报文长度不超过1280字节。
MTU选项
Type：5
Length：1
MTU：链路推荐的MTU值
• • •
• • •
接口应保持的信息
•邻居缓存表（Neighbor Cache）
最近向其发送过流量的邻居组成的表项，由各种ND报文更新。
邻居缓存表
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邻居发现机制IPv6协议中一个重要特性就是IPv6的邻居发现机制
IPv6邻居发现机制IPv6协议中一个重要特性就是IPv6的邻居发现机制，在本课题的实验中可以看到IPv6邻居发现机制中的众多特性。
地址自动配置与邻居发现有密切的关系，因此也将在本节中涉及。
一、邻居发现IPv6邻居发现最初在RFC 1970(参考文献〔7〕)中描述，目前已在RFC 2461 [i]中重新定义。
IPv6邻居发现提供了几种不同用途，包括以下方面的支持：l 路由器发现。
即帮助主机来识别本地路由器。
2 前缀发现。
节点使用此机制来确定指明链路本地地址的地址前缀以及必须发送给路由器转发的地址前缀。
3 参数发现。
此机制帮助节点确定诸如本地链路MTU之类的信息。
4 地址自动配置。
用于IPv6节点地址自动配置 [ii]。
5 地址解析。
替代了ARP和RARP，帮助节点从目的IP地址中确定本地节点(即邻居)的链路层地址。
6 下一跳确定。
可用于确定包的下一个目的地，即可确定包的目的地是否在本地链路上。
如果在本地链路，下一跳就是目的地；否则，包需要路由，下一跳就是路由器，邻居发现可用于确定应使用的路由器。
7 邻居不可达检测。
邻居发现可帮助节点确定邻居(目的节点或路由器)是否可达。
l 重复地址检测。
邻居发现可用于帮助节点确定它想使用的地址在本地链路上是否已被占用。
8 重定向。
有时节点选择的转发路由器对于待转发的包而言并非最佳，这种情况下，该转发路由器可以对节点进行重定向，以将包转发到最佳的路由器。
例如，节点将发往Internet的包发送给为节点的内联网服务的默认路由器，该内联网路由器可以对节点进行重定向，以将包发送给连接在同一本地链路上的Internet路由器。
邻居发现服务通过5种ICMPv6 [iii]报文类型来执行，这些报文包括：9 路由器宣告。
要求路由器周期性地发送多点传送路由器宣告消息，宣告其可用性及其可到达的在线节点、用于配置的链路和Internet参数。
这些宣告包含对所使用的网络地址前缀、建议的路程段极限值及本地的MTU的指示，也包括指明节点应使用的自动配置类型的标志。
IPv6邻居发现协议
IPv6邻居发现协议
概述 邻居发现协议的消息类型 路由器发现 地址自动配置 地址冲突检测 邻居地址解析
概述
IPv6具有即插即用的特性，而该特性就 是通过邻居发现协议(Neighbor Discovery Protocol, NDP)来实现的。 NDP消息通常应该在链路本地的范围内 收发。因此，封装NDP消息的数据包也始终 使用IPv6链路本地地址，或者链路本地范围 内的多播地址。
路由器发现
路由器通过在相连的链路上周期性地发送 路由器通告消息，表明它的存在并通告配 置的所有参数。大多数情况下在广播链路 上使用。 刚刚连接到某个链路接口的主机需要获得 一份路由器通告消息，以便能够发现链路 上的路由器并学习到链路的参数。因此连 接到链路时，主机会发送一条路由器请求 消息去请求一条路由器通告消息。收到后 将该路由器添加到缺省路由器列表中。
邻居发现协议的消息类型
邻居发现协议(NDP)是在RFC2461中定义的， 为了完成某些功能，它使用ICMPv6协议来 交换一些必要的消息，主要有5种： 路由器通告(Router Advertisement, RA)消息 路由器请求(Router Solicitation, RS)消息 邻居通告(Neighbor Advertisement, NA)消息 邻居请求(Neighbor Solicitation, NR)消息 重定向(Redirect)消息
地址冲突检测
被请求节点的多播地址是由前缀 FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104加上目标地址的 最后24位组成。这样做的原因是这个地址 可以匹配该节点自动配置的所有地址。除 此以外，如果两个节点同时对一个地址进 行冲突检测时，它们可以互相检测到。
邻居地址解析
IPv6邻居发现协议安全问题研究的开题报告
IPv6邻居发现协议安全问题研究的开题报告一、选题背景IPv6（Internet Protocol version 6）是针对IPv4（Internet Protocol version 4）的地址瓶颈和安全性问题进行设计的下一代互联网协议，其主要特点包括地址空间更加庞大、服务质量得到保证、支持安全机制等。
IPv6邻居发现协议是IPv6协议栈中的一部分，主要用于网络设备之间的地址解析和路由器的发现，其安全性直接影响到IPv6网络的可靠性和安全性。
目前，已经发现了IPv6邻居发现协议的某些安全问题，例如邻居缓存投毒、邻居欺骗等。
这些问题不仅会影响网络的正常运行，而且会导致网络安全威胁。
因此，本研究将着重探讨IPv6邻居发现协议的安全问题，并提出相应的解决方案，以提高IPv6网络的安全性和可靠性。
二、研究内容1. IPv6邻居发现协议的工作原理及特性。
2. IPv6邻居发现协议的安全问题调研，包括邻居缓存投毒、邻居欺骗等。
3. 分析IPv6邻居发现协议的安全问题可能对网络带来的影响，如服务中断、信息泄露等。
4. 提出解决IPv6邻居发现协议安全问题的方案，包括加强邻居缓存管理、采用安全认证机制等。
5. 通过实验验证方案的可行性和有效性。
三、研究意义IPv6邻居发现协议的安全问题直接影响到IPv6网络的可靠性和安全性，如果这些问题没有得到及时解决，将会给IPv6网络带来严重的安全威胁。
本研究将重点研究IPv6邻居发现协议的安全问题，并提出一系列的解决方案，这对于提高IPv6网络的安全性和可靠性具有重要的意义。
此外，本研究的成果还可为网络工程师和网络安全专家提供参考和指导，进一步推动IPv6网络的发展和安全性研究。
四、研究方法本研究将采用实验和理论相结合的方法，首先通过网络仿真软件模拟IPv6网络环境，搭建IPv6邻居发现协议的测试环境。
然后通过实验收集相关数据，并进行数据分析和处理，以提取有用的信息。
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）
《深入解析IPV6》第六章 - 邻节点发现
||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| |
||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| |
||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| | ||||||| |
IPv6中的ND用于确定邻节点乊间的关系，它取代了IPv4中使用的地址解析协议（ARP）、以及
ICMP中的路由器发现和重定向报文，还提供了额外的功能。
|
● 参数发现
● 地址自动配置 ● 重复地址检测
● 地址解析
● 邻节点丌可达检测
● 重定向功能
主机使用ND
发现邻节点路由器 自动配置地址、地址前缀、路由以 及其他配置参数
| | | | | | | | | | | |
|
6.3.2 前缀信息选项
● 前缀长度- 表示地址前缀中的前缀字段的先导位位数。8字节。可取0~128，为识别子网通常设为64。 ● 链路上标志- 值为1时表示前缀所指示的地址存在于收到路由器公告报文的链路上，值为0表示丌在 ● 自治标志- 值为1时表示前缀用于创建一个自治(无状态)地址，值为0时表示前缀丌作这个用途。 ● 路由器标志- 该标志是RFC3775为移动IPv6定义的。 站点前缀表是由主机维护的，当全球地址匹配了站点前缀，就优先选用站点本地地址。 ● 保留1、2- 保留1、2是为了将来使用所保留的字段，并且设置为0。 ● 站点前缀标签- 值为1时表示由前缀字段定义的站点前缀和站点前缀长度字段用于更新站点前缀表。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ISSUE 1.X
杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播
引入
IPv6是用什么机制实现二、三层地址映射？ 是用什么机制实现二、三层地址映射？ 是用什么机制实现二 二、三层地址映射关系又是如何维护的？ 三层地址映射关系又是如何维护的？ 主机如何进行自动配置IPv6全球单播地址的？ 全球单播地址的？ 主机如何进行自动配置 全球单播地址的r Discovery，邻居发现）协议是 （ ，邻居发现） IPv6的一个关键协议 的一个关键协议 综合了IPv4中的一些协议并做了改进，还提供了一 综合了 中的一些协议并做了改进， 中的一些协议并做了改进 些非常重要的功能
地址解析 替代ARP 邻居不可达检测（NUD）
ND
无状态地址 自动配置
路由器发现，包括前缀、参 数等信息 接口ID自动生成 重复地址检测（DAD） 前缀重复编址
路由器重定向
4
ND协议报文 协议报文
ND协议使用 协议使用ICMPv6报文类型 协议使用 报文类型
ICMPv6类型 类型
Type ＝ 133 Type ＝ 134 Type ＝ 135 Type ＝ 136 Type ＝ 137
19
本章总结
IPv6邻居发现协议的基本概念 邻居发现协议的基本概念 邻居发现协议的功能 地址解析过程 地址自动配置过程 路由器重定向过程
杭州华三通信技术有限公司
RA报文中会携带有 报文中会携带有Preferred lifetime及Valid Lifetime这两 及 这两 报文中会携带有 个值， 个值，系统据此进行地址状态的变化
Valid Tentative Preferred
Preferred Lifetime Valid Lifetime
Deprecated
涉及三个机制： 涉及三个机制：
路由器通告——节点获得链路上可用的前缀及路由器信息 重复地址检测——保证了配置的每个IPv6地址在链路上的唯一性 前缀重新编址——重新通告前缀，完成网络前缀的切换
13
无状态地址自动配置过程
RT
前缀：2001:1::/64
NodeA
NodeB
Link 节点发送请求RS 路由器发送RA，前缀信息 DAD检测，发送NS报文 无NA回应，则地址可用
11
目录
ND协议基础 协议基础 IPv6地址解析 地址解析 无状态地址自动配置 路由器重定向
无状态地址自动配置概述
节点根据路由器发出的RA消息， 节点根据路由器发出的 消息，结合接口的标识 消息 符而生成一个全球单播地址 无状态地址自动配置的优点
真正的即插即用 网络迁移方便 地址配置方式选择灵活
邻居不可达检测是节点确定邻居可达性的过程 邻居可达性状态机用来描述邻居的可达性， 邻居可达性状态机用来描述邻居的可达性，共有五 种状态， 种状态，可互相迁移
INCOMPLETE（未完成） REACHABLE（可达） STALE（失效） DEALY（延时） PROBE（探测）
9
邻居状态机迁移过程图
NodeA
00e0-fc00-0001 1::1:A/64 00e0-fc00-0002 1::2:B/64
NodeB
Link
NS：
1）
源MAC地址： 00e0-fc00-0001 MAC 目的MAC地址： 3333-ff02-000b 源IP地址：1::1:A 目的IP地址：FF02::1:FF02:B (被请求节点组播地址) 目标地址：1::2:B 选项：00e0-fc00-0001 (源节点MAC地址)
16
前缀信息选项
在RA报文中携带的前缀信息选项 报文中携带的前缀信息选项
Type=3
Length=4
Prefix length Valid lifetime
L A R
Reserved
Preferred lifetime Reserved
Prefix
17
目录
ND协议基础 协议基础 IPv6地址解析 地址解析 无状态地址自动配置 路由器重定向
路由器重定向
路由器重定向的目的是通知链路上的节点， 路由器重定向的目的是通知链路上的节点，在同一链路上存 在一个更优的转发数据报文的路由器
NodeA
RTA
网络
网络A 网络 网络
RTB 链路 1） 2） 3） 数据报文（目的地：NodeB） ICMPv6重定向（使用RTB） 数据报文（目的地：NodeB） NodeB
10
NUD检测过程 检测过程
NodeA
00e0-fc00-0001 1::1:A/64 00e0-fc00-0002 1::2:B/64
NodeB
Link
NS ：
源MAC： 00e0-fc00-0001 目的MAC： 00e0-fc00-0002 源地址：fe80::2e0:fcff:fe00:1 目的地址：1::2:B 目标地址： 1::2:B 选项：源节点MAC地址是00e0-fc00-0001
ND协议在第三层上实现 协议在第三层上实现
IPv4 ARP协议报文 协议报文
MAC帧头 帧头 ARP头 头 协议数据
IPv6 ND协议报文 协议报文
MAC帧头 帧头 IPv6报头 ICMPv6报头 报头 报头 协议数据
5
目录
ND协议基础 协议基础 IPv6地址解析 地址解析 无状态地址自动配置 路由器重定向
Invalid
time
15
RS与RA报文 与 报文
RS报文 报文
Type＝133 ＝ Code＝0 ＝ Reserved Options Checksum
RA报文 报文
Type＝134 ＝ Cur Hop Limit Code＝0 ＝ M O H Prt P Rsvd Reachable time Retrans timer Options Checksum Router lifetime
IPv6地址解析概述 地址解析概述
包含两个过程 IPv6地址解析的优点 地址解析的优点
解析IP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） 加强了解析协议与底层链路的独立性 增强了安全性 减小了报文传播范围
7
IPv6地址解析过程 地址解析过程
课程目标
学习完本课程，您应该能够： 学习完本课程，您应该能够：
了解邻居发现协议的基本功能 了解IPv6主机数据结构 主机数据结构 了解 了解邻居发现的报文结构 掌握地址解析过程 熟悉邻居状态机的变化过程 描述无状态地址自动配置的过程 掌握IPv6报文重定向原理 报文重定向原理 掌握
目录
ND协议基础 协议基础 IPv6地址解析 地址解析 无状态地址自动配置 路由器重定向
收到NA回应，则地址不可用
有节点回应NA
14
地址的状态与生存周期
地址的生存周期包含4种状态： 地址的生存周期包含 种状态： 种状态
Tentative：临时状态。表明地址处于重复地址检测过程中 Preferred：优先状态。检测通过，推荐使用 Deprecated：反对状态。不建议用于新的通信活动，但现有的 通信可继续使用 Invalid：无效状态，不能用于任何通信活动
消息名称
RS －（Router Solicitation，路由器请求） RA －（Router Advertisement，路由器公告） NS －（ Neighbor Solicitation，邻居请求） NA －（ Neighbor Advertisement，邻居公告） Redirect －（重定向消息）
发送组播NS INCOMPLETE 组播NS超时 单播NA EMPTY
单播NA超时 PROBE
单播NA NA确认超时 REACHABLE 可达时间耗尽/ 非请求NA 收到NA确认
STALE
有报文要发送 NS/NA报文导致的状态转换 RS/RA报文导致的状态转换 上层协议导致的状态转换
DELAY
1）
NA ：
源MAC： 00e0-fc00-0001 目的MAC： 00e0-fc00-0002 源地址：1::2:B 目的地址： fe80::2e0:fcff:fe00:1 目标地址： 1::2:B 标志S位：置1 选项：被请求节点MAC地址是00e0-fc00-0002
2）
2）
NA：
4）
源MAC地址： 00e0-fc00-0002 目的MAC地址： 00e0-fc00-0001 源IP地址：1::2:B 目的IP地址：1::1:A 目标地址：1::2:B 选项：00e0-fc00-0002 (目的节点MAC地址) 标志S位：置1
3）
8
邻居不可达检测概述