IPv6——ICMPv6与NDP

ICMPv6

报文

Type：表明消息类型，1-127差错消息，128-255信息消息，128-0请求request，129-0回复reply

Code：表明消息类型的细分

Checksum：校验和

应用

Path MTU

分片是很影响效率的，按照IPv4的操作，一个巨型报文在经过转发的时候可能会经过多次的分片，这对于转发数据而言是非常致命的，于是IPv6做出改进，在发包前进行MTU探测，获取整个网段内MTU的最小值并以此为标准进行分片，最后在目的地进行组合

在发包前会发送自己MTU大小的包给对应设备，如果设备无法接受包回复Type为2的ICMP报文通告数据包过长并以此知道对方设备的MTU，以此类推得到PMTU（路径上最短的接口MTU），于是源以这个值发送报文

Ping

无需多言，懂得都懂

NDP

一个基于ICMP报文实现的协议，用于路由器发现，地址解析，邻居状态发现，重复地址检测，重定向等功能，是IPv6的核心组件

NDP常用以下几种报文：RS（router solicitation）路由请求，RA（router advertisement）路由通告，NS（neighbor solicitation）邻居请求，NA（neighbor advertisement） 邻居通告

路由器发现

该功能可实现主机定位邻居路由器作为自己的网关，即路由器发现

同时可以发现本地链路上一组网络前缀，并根据获得的前缀自动生成IP地址，即前缀发现

还可以依照该功能发现相关操作参数，即参数发现

该功能由主机主动发送RS报文等待对方回应RA报文实现也可以通过对端周期性更新RA报文（时间间隔随机，在200-600s之间，目的地址为FF02::1）

地址解析

通过NS，NA报文完成，原理类似ARP

PC1发送一个NS报文到网络上，目的地址为PC2对应的被请求节点组播地址（FF02::1:FF84:EFDC），选项字段中带上PC1的Mac地址000D-88F8-03B0

PC2侦听到该NS报文后，由于报文的目的地址FF02::1:FF84:EFDC，自己在该组播组，处理该报文；同时，根据NS报文的源地址和源Mac地址选项更新自己的邻居缓存表项

PC2发送一个NA报文应答NS，同时在消息的目标链路层地址选项中带上自己的Mac地址0013-7284-EFDC

PC1接收到NA报文后，获悉了PC2的链路层地址，创建一个目标节点的邻居缓存表项

邻居状态跟踪

邻居状态分为6种，初始下没有邻居时状态为Empty，开始发送NS报文，生成缓存条目，状态进入Incomplete

当收到对方回应的RA报文时，认为目的地可达，状态回切到Reachable

经过闲置30s，状态变为Stale表明不确定对端是否还能到达

当再次给对端发送数据的时候，这时邻居状态变为Delay，先发送NS报文进行探测，如果在5s内没有做出回应，则进入Probe，如果有回应则回到Reachable状态

Probe状态下每个1s发送一个NS报文，总共发送3个，如果仍然没有回应，删除该邻居记录，如果得到回应，重新回到Reachable

重复地址检测

类似免费ARP，触发机制也与免费ARP很像

一个地址在通过重复地址检测之前称为“tentative地址”，即“试验地址”，此时该接口不能使用这个试验地址进行单播通讯

若2个节点配置相同地址，同时作重复地址检测时，当一方收到对方发出的DAD NS报文，则接收方将不启用该地址

当两台设备同时分配一个地址会导致两台设备都没办法使用该地址

重定向

当设备发现去往目的地址走其他设备比走自己网关来的近，就会发送重定向报文告知报文的发送者，让报文发送者选择另一个网关设备，PC收到报文会生成一条明细路由指向其他设备

总结

IPv6通过对ICMP进行改进使得其不在依靠ARP完成地址解析和地址冲突检测的任务，不仅优化协议还加快网络收敛，增强网络感知度的同时还节约设备性能