IPv6基本术语
邻节点
主机
主机
局域网段
交换机
链路
内部子网 路由器
子网
邻节点
主机
主机
路由器 其他子网
网1 络 IPv6的网络元素
IPv6地址分类
单播地址（Unicast Address） 组播地址（Multicast Address） 任播地址（Anycast Address）
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单播地址
在该类IP报头中，源地址可以是发起主机的接口地址，或是DAD中的未指定地址。
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邻居通告NA结构
3个标志：
R路由器标志为1，发送方为路由器； S请求标志为1，消息为响应邻居请求发出； O覆盖标志（1）表示通告消息中的信息应当覆盖现有邻居缓存记录，并且更新所有
缓存器中的链路层地址。
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1 路由器请求Router solicitation (ICMPv6 type 133) 2 路由器公告Router advertisement (ICMPv6 type 134) 3 邻居请求Neighbor solicitation (ICMPv6 type 135) 4 邻居公告Neighbor advertisement (ICMPv6 type 136) 5 重定向Redirect (ICMPV6 type 137)
经过地址解析获得二层地址，从而进入“（Reachable）可达”状态进行通 信，这时主机“可到达时间”定时器开始计时。
定时器超时后，表项就进入“（Stale）失效”状态。
有报文发往邻居时，这个报文会利用缓存的二层地址进行封装，并进入 “Delay延迟”状态，期待上层协议给出一个关于邻居的“可达到性”信息。 在Delay_first_probe_time时间之内还未能收到关于该邻居的任何“可达到 性”信息，向该邻居发送邻居请求报文，并且该表项进入“probe探测”状 态。
PC1 1::1
Switch
PC2 1::2
邻居表中没有1::2项: 添加[1::2, , Incomplete] 修改为[1::2,MAC2,Reacheable]
Neighbor Unreachability
Detection
Multicast Neighbor Solicitation:[1::2, ?], [1::1, MAC1] Unicast Neighbor Advertisement:[1::2, MAC2] [MAC1 to MAC2]Echo Request [MAC2 to MAC1]Echo Reply
邻居发现选项
Type：1.源链路层地址；2.目标链路层地址；3.前缀信息；4.重定向报头； 5.MTU
Length指出选项长度（含Type和Length）。数值0不合法，该数据包会被丢弃
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邻居不可到达性探测（NUD）
NUD（Neighbor Unreachability Detective）是节点 确定它邻居可达性的过程
Probe状态：节点会持续向probe状态的邻居发送请求报文，直到收到“可
达 到 性 ” 信 息 ， 两 个 请 求 间 隔 为 retrans timer ， 最 多 尝 试
Max_unicase_solicit次。
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NUD状态
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典型邻居状态迁移
上层要发送报文 <1::1, 1::2>
Padding
IPv6 报头
Version
Traffic Class
Payload Length
Flow Label
Next Header
Hop Limit
Source Address
Destination Address
Legend
IPv4 和 IPv6相同字段 IPv6不再保留字段 IPv6中名称和位置改变的字段 IPv6新字段
NA报文
源MAC:00E0-FC00-0002;目的MAC: 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
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邻居请求NS结构
两个功能：由ARP处理的链路层地址解析，以及邻居不可达性检测机制。 如果目的地址是一个多播地址，那么源地址正在解析一个链路层地址。 如果源地址正在检测一个邻居的可达性，那么目的地址是一个单播地址。 可用于重复IP地址检测（duplicate IP address detection, DAD）。
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地址解析示意图
1::1:A/64
1::2:B/64
00E0-FC00-0001
A
NS报文
00E0-FC00-0002
B
源MAC:00E0-FC00-0001;目的MAC: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）
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邻居发现(Neighbor Discovery)协议
IPv6的邻居发现（Neighbor Discovery）协议结合 了 IPv4 中 的 地 址 解 析 协 议 （ Address Resolution Protocol ARP）和ICMP的路由器发现和重定向。
IPv6节点将邻居发现用于下列目的： 确定同一链路节点的第2层地址； 找到可以转发它们的数据包的邻近路由器 随时跟踪哪些邻居可达，哪些不可达并且检测 有改变的链路层地址。
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主机的数据结构
IPv6主机需要为每一接口维护的信息是：
邻居缓存表：近期发送过数据流的邻居信息组成 的表项
目的地缓存表：由已发送报文的目的地址所组成 的表项
前缀列表：规定一组“在连接(On-link)”地址的前 缀组成的列表。前缀列表的表项产生于路由器通 告接收到的信息。
默认路由器列表：接收数据包的路由器列表。
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报文结构
固定头部 扩展头部 上层协议
固定头部 扩展头部1
扩展头部
Next Header Next Header Next Header
Next Header
扩展头部n 上层协议
Next Header
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ICMPv6报文格式
Type值决定了报文所属的类别 0 -127：错误报文 128-255：信息报文
Unicast Neighbor Solicitation:[1::1,?],[FE80::,MAC2]
Neighbor Advertisement:[1::1,MAC1]
添加邻居缓存项 <1::1,MAC1, STALE>
修改 <1::1, MAC1, Delay>
修改 <1::1, MAC1,Probe>
以配置为不通告前缀，此时路由器接收到含未通告的前缀的数据包，会发布ICMP重 定向消息。 标准身份验证和安全机制可应用于邻居发现。
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IPv6邻居发现（ND）机制
IPv6地址解析
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地址解析
IPv6取消了ARP协议 通过邻接点请求报文（NS）和邻接点公告报文（NA）
的交互来解析链路层地址
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主机数据包的发送算法
节点向目的地发送数据包时，使用目的地缓存、前缀列 表、默认路由器列表确定合适的下一跳，然后路由器查 询邻居缓存确定邻居的链路层地址。
IPv6单播地址下一跳确定的操作方法是：发送者使用前 缀列表中的前缀进行最长前缀匹配，确定数据包的目的 地是在连接的还是非连接的。如果下一跳是在连接的， 下一跳地址就和目的地址相同，否则发送者从默认路由 器列表中选择下一跳。
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ND重要概念
On-link：地址存在于指定链路某个接口上 Off-link：地址不存在与指定链路某个接口上 可达性（reachability）：邻居节点的IP层是
否可达 目 标 （ target ） 地 址 ： 地 址 解 析 、 重 定 向 、
DAD 和NUD中用到，注意不要和目的地址 （Destination）混淆
NUD加强了网络的强壮性，它使用的不是简单的超 时删除机制，而是可达性状态机。
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邻居缓存和目的地缓存
邻居缓存：邻居缓存维护着一份最近有过通信的邻居的列 表。 按照他们的单播IP地址列出，每条记录包含了有关邻居 的链路层地址的信息，以及一个标志（邻居是路由器还 是主机）。 记录还包含队列中数据包的信息，邻居可达性信息，以 及下次邻居不可达性检测时间。
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IPv6的ND相对于对于IPv4协议的改进
邻居不可达检测是基础协议的一部分，邻居不可达检测在路由器出错或链路接口改 变的情况下，改善了数据包的传输。
路由器通告和ICMP重定向使用本地链路地址来识别路由器。 邻居发现协议被用来检测一个链路上重复的IP地址。 现在路由器发现是基础协议集的一部分，IPv4机制则需要从路由表中获取信息。 路由器通告数据包中包含了路由器的链路层地址。收到路由器通告的节点无需再发
IPv6单播地址分类：
全球单播地址 例 2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58
链路本地地址 例 FE80::E0:F726:4E58
站点本地地址 例 FEC0::E0:F726:4E58
唯一本地地址 例 FC00::1/7
特殊地址
例 ::1 ::
兼容地址
例 0:0:0:0:0:0:192.168.1.1
修改 <1::1, MAC1, Reachable>
RECHEABLETIME以后。。。 修改
<1::1, MAC1, Stale>