IPv6 ND 协议功能概述

斐夷所非

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于 2024-06-13 12:05:55 首次发布

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ND 协议功能概述

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 ARP，ICMP 路由发现和 ICMP 重定向等协议，并对它们做了改进。

作为 IPv6 的基础性协议，ND 协议还提供了前缀发现，邻居不可达检测，重复地址检测，地址自动配置等功能。

ND 协议功能组成图示：
在这里插入图片描述

1）地址解析

地址解析是一种确定目的节点的链路层地址的方法。ND 中的地址解析功能不仅替代了原 IPv4 中的 ARP 协议，同时还用邻居不可达检测（NUD）方法来维护邻居节点之间的可达性状态信息。

2）无状态地址自动配置

ND 协议中特有的地址自动配置机制，包括一系列相关功能，如路由器发现，接口 ID 自动生成，重复地址检测等。通过无状态自动配置机制，链路上的节点可以自动获得 IPv6 全球单播地址。

路由器发现

路由器在与其相连的链路上发布网络参数等信息，主机捕获此信息后，可以获得全球单播 IPv6 地址前缀、默认路由、链路参数（链路 MTU）等信息。
接口 ID 自动生成

主机根据 EUI-64 规范或其他方式为接口自动生成接口标识符。
重复地址检测

根据前缀信息生成 IPv6 地址或手动配置 IPv6 地址后，为保证地址的唯一性，在这个地址可以使用之前，主机需要检验此 IPv6 地址是否已经被链路上的其他节点所使用。
前缀重新编址

当网络前缀变化时，路由器在与其相连的链路上发布新的网络参数信息，主机捕获这些信息，重新配置前缀，链路 MTU 等地址相关信息。

3）路由器重定向

当在本地链路上存在一个到达目的网络的更好地路由器时，路由器需要通过节点来进行相应配置改变。

ND 协议定义了 5 种 ICMPv6 报文类型。

ICMPv6 Type	含义
133	RS (Router Solicitation，路由器请求)
134	RA (Router Advertisement，路由器公告)
135	NS (Neighbor Solicitation，邻居请求)
136	NA (Neighbor Advertisement，邻居公告)
137	Redirect (重定向报文)

NS/NA 报文主要用于地址解析，RS/RA 报文主要用于无状态地址自动配置，Redirect 报文用于路由器重定向。

IPv6 的地址解析过程包括两部分：一部分解析了目的 IP 地址所对应的链路层地址；另一部分是邻居可达性状态的维护过程，即邻居不可达检测。 IPv6 地址解析相对于 IPv4 的 ARP 解析，有以下优点：

加强了地址解析协议与底层链路的独立性

对每一种链路层协议都使用相同的地址解析协议，无须再为每一种链路层协议定义一个新的地址解析协议。
增强了安全性

ARP 攻击，ARP 欺骗是 IPv4 中严重的安全问题。在第三层实现地址解析，可以利用三层标准的安全认证机制来防止这种 ARP 攻击和 ARP 欺骗。
减小了报文传播范围

在 IPv4 中，ARP 广播必须泛洪到二层网络中每台主机。IPv6 地址解析利用三层组播寻址限制了报文的传播范围，通过将地址解析请求仅发送到待解析地址所属的被请求节点组播组，减小了报文传播范围，节省了网络带宽。