H3C IPv6邻居发现经典讲义
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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讲解IPv6是第六代互联网协议(Internet Protocol Version 6)的缩写,它是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代IPv4的下一代IP协议。
IPv6的使用,不仅能解决网络地址资源数量的问题,而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
IPv6使用更小的路由表,使得路由器转发数据包的速度更快。
IPv6增加了增强的组播支持以及对流的控制,对多媒体应用很有利,对服务质量(QoS)控制也很有利。
IPv6加入了对自动配置的支持,这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。
第二代互联网IPv4技术,核心技术属于美国。
它的最大问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址1600万个网络、40亿台主机。
但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。
其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国只有3千多万个,只相当于美国麻省理工学院的数量。
地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。
一方面是地址资源数量的限制,另一方面是随着电子技术及网络技术的发展,计算机网络将进入人们的日常生活,可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。
在这样的环境下,IPv6应运而生。
单从数字上来说,IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×10^28倍,达到2^128-1个。
这不但解决了网络地址资源数量的问题,同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。
但是与IPv4一样,IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。
准确的说,使用IPv6的网络并没有2^128-1个能充分利用的地址。
首先,要实现IP地址的自动配置,局域网所使用的子网的前缀必须等于64,但是很少有一个局域网能容纳2^64个网络终端;其次,由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则,地址的浪费在所难免。
但是,如果说IPv4实现的只是人机对话,而IPv6则扩展到任意事物之间的对话,它不仅可以为人类服务,还将服务于众多硬件设备,如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等,它将是无时不在,无处不在的深入社会每个角落的真正的宽带网。
IPv6邻居发现过程随着互联网的发展和普及,IP位置区域资源的使用已经越来越紧张,IPv4位置区域枯竭的问题也日益严重。
为了解决IPv4位置区域不足的问题,IPv6协议应运而生。
IPv6协议采用128位位置区域长度,大大扩大了可用的IP位置区域数量,同时还提高了路由效率和安全性。
IPv6邻居发现是IPv6协议中的一个重要过程,它是指主机或路由器在IPv6网络中发现并识别直接相连的邻居的过程。
在IPv6网络中,每个主机和路由器都有一个唯一的128位的IPv6位置区域,为了进行通信,它们需要通过邻居发现过程来获取对方的链路层位置区域,这样才能发送数据包到对方。
邻居发现过程由多个步骤构成,下面将详细介绍IPv6邻居发现的过程:1. Router Solicitation(路由器请求)当一个IPv6主机启动或者连接到网络时,它会发送一个Router Solicitation消息到本地链路上的广播位置区域(FF02::2),以请求路由器的相关信息。
这条消息的目的是为了获取默认路由器的位置区域和其他配置参数。
2. Router Advertisement(路由器通告)收到Router Solicitation消息的邻居路由器会向主机发送Router Advertisement消息,其中包括了路由器的IPv6位置区域、网络前缀、MTU(最大传输单元)和其他配置参数。
这样主机就能获得网络配置信息,包括默认网关等。
3. Neighbor Solicitation(邻居请求)在IPv6网络中,邻居之间通过IPv6位置区域来通信,但需要先了解对方的链路层位置区域才能进行通信。
当一个主机需要与其邻居通信时,它会发送一个Neighbor Solicitation消息,来请求对方的链路层位置区域。
4. Neighbor Advertisement(邻居通告)收到Neighbor Solicitation消息的邻居主机或路由器会向对方发送Neighbor Advertisement消息,其中包括了对方的链路层位置区域。
学习目标•学完本节后,你将能够:•掌握配置IPv6静态邻居•掌握配置IPv6邻居发现功能•掌握检查IPv6邻居发现配置结果配置IPv6邻居发现•IPv6邻居发现ND(Neighbor Discovery)是IPv6协议的一个基本的组成部分。
邻居发现协议代替了IPv4中的ARP协议和ICMP路由设备发现消息,另外IPv6邻居发现还实现了重定向协议的所有功能,并具有邻居不可达检测机制配置静态邻居•当主机需要和目标主机通信时必须先获得目标主机的链路层地址。
将邻居节点的IPv6地址解析为链路层地址,可以通过邻居发现机制来动态实现,也可以通过手工配置静态邻居表项来实现。
设备根据邻居节点的IPv6地址和与此邻居节点相连的三层接口号来唯一标识一个静态邻居表项。
另外,当用户需要过滤掉一些非法的报文时,可以通过静态配置邻居表项,将这些非法报文的目的IPv6地址绑定到某个不存在的MAC地址。
•操作步骤▫执行命令system-view,进入系统视图。
▫执行命令interface interface-type interface-number,进入需要配置静态邻居的接口视图。
▫根据不同类型的接口,执行以下命令:▫配置普通三层接口的静态邻居表项时,执行ipv6 neighbor ipv6-address mac-address命令。
▫配置VLANIF接口的静态邻居表项时,执行ipv6 neighbor ipv6-address mac-address vid vlan-id interface-type interface-number命令。
▫配置QinQ终结子接口或Dot1q终结子接口的静态邻居表项时,执行ipv6 neighbor ipv6-address mac-address vid vlan-id [ cevid cevid]命令。
•如果接口配置了动态QinQ,则不允许配置静态邻居表项•IPv6邻居发现协议主要提供了五个功能:地址解析、邻居可达性检测、重复地址检测、路由器发现/前缀发现及地址自动配置、重定向功能。