ICMPv6和IPv6 NDP

Posted 2021-02-06 gunxiaoshi

ICMPv6

      IPV4使用ICMP做很多事情，诸如目的地不可达等错误消息以及ping和traceroute等诊断功能。ICMPv6也提供了这些功能，但不同的是，它不是独立的第3层协议。ICMPV6是IPV6不可分割的部分，其信息包含在基本IPv6报头后面的扩展报头中，ICMPv6新增了一项功能：默认情况下,可通过ICMPv6过程“路径MTU发现”来避免IPv6对分组进行分段。

       路径MTU发现过程工作原理：源节点发送一个分组，其长度为本地链路的MTU。在该分组前往目的地的过程中，如果链路的MTU小于该分组的长度，中间路由器就会向源节点发送消息“分组太大”。这条消息向源节点指出了当前链路支持的最大分组长度，并要求源节点发送可穿越该链路的小分组、这个讨程不断持续下去，直到到达目的地，此时源节点便知道了该传输路径的MTU。接下来，传输其他数据分组时，源节点将确保分组不会被分段。

       ICMPv6接管了发现本地链路上其他设备的地址的任务；在IPV4中，这项任务由地址解析协议负责，但ICMPV6将这种协议重命名为邻居发现协议（NDP）。这个过程是使用被称为请求节点地址（solicited node address)的组播地址完成的，每台主机连接到网络时都会加入这个组播组。为生成请求节点地址，在FF02:0:0:0:0:1:FF/104末尾加上目标主机的IPV6地址的最后24位。查询请求节点地址时，相应的主机将返回其第2层地址。网络设备也以类似的方式发现和跟踪相邻设备。前面介绍RA和RS消息时说过，它们使用组播来请求和发送地址信息，这也是ICMPv6的邻居发现功能。

       在IPV4中，主机使用IGMP协议来告诉本地路由器，它要加入特定的组播组并接收发送给该组播组的数据流。这种IGMP功能已被ICMPv6取代，并被重命名为组播侦听者发现（multicast listener discovery)。

 

邻居发现协议（NDP）

 

IPv6 ND的应用方式和协议栈位置

NDP以不同方式应用到主机和路由器。

 　　

IPv6 ND和其相应的IPv4协议组（ARP、IPCP等）的不同位置。IPv4相同链路相关协议在ARP/RARP（链路层之上）和ICMP（运行于IP之上）之间分割。IPv6 ND完全在ICMP之内。

协议操作总结

列表：

• • 在线IPV6地址和相应的链路层地址列表；
  • 邻居状态表（可达的，不可达的）；
  • 特定主权：
    • 在线前缀列表；
    • 在线路由器列表；
    • 缺省路由器列表（乐意成为缺省路由器的在线路由器）。

消息：

• • 邻居请求（NS）：
  • 邻居公告（NA）：
  • 路由器请求（RS）：
  • 路由器公告（RA）：
  • 重定向：
  • 反向邻居请求（INS）；
  • 反向邻居公告（INA）。

NDP直接位于IPV6/ICMP之上产生了一系列值得澄清的问题。

当进行匹配的一个给定目的地址的链路层地址不知道时，寻求该关联的节点必须将其请求发送到更广大的侦听节点。在IPV4中，使用MAC层广播做到这点。在IPV6中，节点在这个请求中使用组播。使用的组播组是被请求节点组播组（具有链路本地范围）

注意：当知道一个前级的链路层地址之后，邻居请求可能再次发送，以确认关联信息（IP地址，链路层地址）。在此情况下，请求直接单播到目的地。

源和目的地：

当一个节点使用NDP获得其自己的地址时（参见“自动配置”部分），出现了另一个问题。它需要用于其请求的一个源地址，但还没有这样的地址。在这样的情况下，它能够将IPV6非指定地址（::）用做分组的SA。

鉴于地址解析消息发送到被请求节点组播地址（具有链路本地范围），其他NDP消息则意图到达所有节点或所有路由器。同时，SA可能是发送者的一个全局的或链路本地地址：后者总是优先使用，以最小化节点对重新缩比的依赖。下面是所有特殊地址的列表，在NDP消息交换中节点能够将之用做源和

• • 目的地址：
  • 所有节点组播地址（FF02::1，目的地）；
  • 所有路由器组播地址（FF02::2，目的地）；
  • 被请求节点组播地址（目的地）；
  • 链路本地地址（源或目的地）；
  • 非指定地址（:: 源）。

最后，IPv6节点使用两个算法来处理通过NDP搜集的信息：

• • 下一跳确定算法。
  • 缺省路由器选择。