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ipv6协议的工作原理引言随着互联网的飞速发展和IP地址需求的激增，I Pv6协议作为下一代互联网协议，逐渐引起了广泛关注。
本文将详细介绍I Pv6协议的工作原理，包括地址结构、分片与重组、邻居发现、路由协议等方面的内容。
I P v6地址结构I P v6地址是由128位二进制数表示的，与I Pv4的32位地址相比，地址空间更加广阔。
I P v6地址由8组16进制数字组成，每组之间使用冒号分隔，例如：2001:0d b8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
I P v6地址可以分为三种类型：单播地址、多播地址和任播地址，分别用于点对点通信、一对多通信和一对一通信。
I P v6分片与重组由于链路层M TU的限制，当IP v6数据包的大小超过链路层M TU时，需要将数据包进行分片。
分片由源主机完成，将数据包划分为适应MT U大小的分段，经过网络传输后再由目标主机进行重组。
与IP v4协议类似，I P v6分片也会增加网络开销，因此在网络设计中应尽量避免分片的发生。
I P v6邻居发现I P v6邻居发现是I Pv6网络中用于确定邻居设备IP v6地址与M AC地址的过程。
I Pv6邻居发现使用I CM Pv6报文实现，包括邻居请求和邻居应答两种类型。
邻居请求用于查询目标设备的MA C地址，邻居应答则是对邻居请求的响应。
这种机制可以有效解决I Pv6网络中链路层地址解析的问题。
I P v6路由协议I P v6使用路由协议来决定数据包从源主机到目标主机的转发路径。
常见的IP v6路由协议有R IP ng、O SP Fv3和B GP等。
这些协议基于不同的路由选择算法，通过交换网络拓扑信息，实现网络中路由器的动态路由更新和转发决策。
I P v6与I P v4过渡技术由于IP v6与I Pv4之间存在互不兼容性的问题，为了实现平稳过渡，提供双协议栈支持，出现了一系列的I Pv6与IP v4过渡技术。
IPvNeighborDiscovery协议剖析邻居发现的关键协议IPvNeighborDiscovery协议是IPv6网络中的一种重要协议，用于在网络中自动发现和管理邻居节点。
它扮演着邻居发现的关键角色，确保网络中的节点能够相互识别和交流。
本文将对IPvNeighborDiscovery 协议进行详细的剖析，揭示其在邻居发现过程中的关键协议和作用。
一、IPvNeighborDiscovery协议概述IPvNeighborDiscovery协议是IPv6网络中一套用于邻居发现的机制和协议集合。
在IPv6网络中，每个节点的IP地址是唯一的，并且每个节点都可以自动发现网络中的邻居节点。
对于IPv6节点而言，邻居节点是指与其直接相连的节点。
IPvNeighborDiscovery协议主要涉及以下几个重要的协议：1. 邻居发现协议（Neighbor Discovery Protocol，NDP）2. 链路层地址解析协议（Link-Layer Address Resolution Protocol，ARP）3. 邻居缓存协议（Neighbor Cache，NC）4. 路由器发现协议（Router Discovery Protocol，RDP）二、邻居发现协议（NDP）邻居发现协议（NDP）是IPvNeighborDiscovery协议中最重要的协议之一，它提供了节点与其邻居节点进行通信的基本机制。
邻居发现协议主要包括以下几个重要的功能：1. 邻居发现邻居发现是IPvNeighborDiscovery协议的核心功能之一，节点通过发送邻居请求（Neighbor Solicitation，NS）以及邻居广告（Neighbor Advertisement，NA）消息来识别和验证其邻居节点。
通过邻居发现，节点可以获取邻居节点的IP和MAC地址。
2. 邻居缓存管理邻居缓存是保存节点邻居信息的缓存表，邻居发现协议通过邻居缓存管理，实时更新和存储邻居节点的信息。
ipv6的规则-回复IPv6的规则IPv6，即Internet协议第六版，是互联网上使用的一种网络层协议，它是IPv4的升级版本。
相比IPv4，IPv6具有更大的地址空间和更先进的特性，以满足当前和未来互联网发展的需求。
在IPv6中，有许多规则和标准，这些规则确保网络的正常运行和安全性。
本文将一步一步地回答关于IPv6的规则。
第一步：IPv6地址规则IPv6地址是由128位二进制数表示的地址，这给予了IPv6一个庞大的地址空间。
IPv6地址的格式由八个16进制数块组成，每个块用冒号分隔。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334是一个IPv6地址的例子。
IPv6地址可以是全球唯一的，也可以是链路本地的或站点本地的地址。
第二步：IPv6路由规则IPv6路由是指数据包从源主机到目标主机过程中，通过中间设备的传递。
IPv6路由规则是一种确定数据包流向的规则，它告诉路由器如何将数据包发送到正确的目的地。
IPv6路由规则使用前缀匹配来判断最佳的路径。
路由器根据IPv6地址的前缀来决定数据包该转发至哪一个接口。
第三步：IPv6邻居发现规则IPv6邻居发现是一种用于发现和识别网络上邻居设备的机制。
它用于在主机或路由器之间建立通信会话，以确定连接的可用性和性能。
IPv6邻居发现规则包括邻居发现协议（NDP）和邻居发现协议ICMPv6 信息。
邻居发现协议允许主机解析IPv6地址，查找邻居设备，并建立有效的邻居关系。
第四步：IPv6安全规则IPv6的安全性是网络中至关重要的一环。
IPv6安全规则包括防火墙规则、访问控制列表（ACL）和加密机制等。
防火墙规则允许或禁止特定的IPv6流量通过防火墙，以保护网络免受潜在的攻击。
ACL用于限制特定主机或特定流量的访问权限。
加密机制可以用于对IPv6数据包进行加密和解密，保护数据的机密性和完整性。
第五步：IPv6扩展头规则IPv6扩展头是一种用于将额外信息添加到IPv6数据包的机制。
一、不定项选择题（含多选题或者单个选题，每题4分，少选得1分，多选或错选不得分，共20分）1、IPv6 地址中包含下列类型（）A、单播B、多播C、任播D、广播2、下列哪些地址是合法的链路本地地址（）A、FE80::111、PMTU使用下面那类消息类型来实现探测（）A、目的不可达（Destination Unreachable）B、数据包超长（Packet Too Big）C、超时（Time Exceede）D、参数（Parameter Proble）2、下面Ipv6地址表示错误的是（）A、::1/128B、1:2:3:4:5:6:7:8:/64C、1:2::1/64D、2001::1/1283、下面Ipv6地址获取过程正确的是（）A、无状态环境通过RA获取Global地址B、无状态环境通过DHCPv6获取Global地址C、有状态环境通过DHCPv6获取NDS地址D、无状态环境通过DHCPv6获取NDS地址4、如果环境是无状态，那么RA（路由公告）报文（）A、M位为1B、M位为0C、O位为0D、O位为15、下面那个报文不是A、DiscoverB、SolicitC、RequestD、Advertise三、判断题：（每个21、IPv6地址2、组播地址FF05::33、IPv6泛播地址和45、IA_NA体系中的ICMP，IGMP，ARP功能（）(NS)/通告(NA)机制（）（）1、简述IPv6无状态地址自动配置的过程及其优势；（10分）DHCPv6服务器不需要保存客户端的状态信息DHCPv6无状态配置过程只需要两种报文：客户端发出的Information-request报文和服务器回应的Reply报文2、IPv6 RA取有状态地址。
获取其他配置设置。
00：01:无状态配置10：无意义11：有状态配置3、简述有状态4、简述PPPoEv6相对PPPoEv4有那些区别以及一台主机通过PPPoEv6拿到IPv6 Global 地址的全部过程？（10分）PPPv6协议的交互过程与PPPv4类似，在NCP阶段通过IPCP可以获得IPv4地址和DNS server等信息，但是通过IP6CP只能获得Link-Local地址因此当PPPv6连接建立成功后，ppp接口上只存在ipv6 link-local地址，但是要进行完整的网络通信，在ppp接口上还需要配置IPv6 glocal地址，配置方法与普通接口类似。
ipv6邻居发现的主要过程
IPv6邻居发现是IPv6网络中设备发现并与其邻居建立连接的
过程。
主要过程包括以下几个步骤：
1. 链路层地址解析，在IPv6邻居发现过程中，设备首先需要
确定其邻居的链路层地址。
为了实现这一点，设备会发送一个邻居
请求消息（Neighbor Solicitation），请求邻居设备告知其链路层
地址。
这个消息会被发送到目标设备的IPv6链路本地多播地址。
2. 邻居设备响应，收到邻居请求消息的设备会做出响应，发送
邻居通告消息（Neighbor Advertisement），其中包含其链路层地址。
这个消息会直接发送给请求设备。
3. 缓存邻居信息，一旦设备收到邻居通告消息，它会将邻居的IPv6地址与链路层地址进行映射，并将该映射信息存储在邻居缓存中，以便将来使用。
4. 邻居监视，设备会定期发送邻居探测消息（Neighbor Unreachability Detection）来监视邻居设备的可达性。
如果设备
在一定时间内没有收到邻居的通告消息，它会将邻居标记为不可达，
并尝试重新进行邻居发现过程。
总的来说，IPv6邻居发现过程包括地址解析、邻居响应、邻居
信息缓存和邻居监视等步骤，确保设备能够发现其邻居并建立连接，从而实现IPv6网络中设备之间的通信。
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。
IPv6邻居发现机制
IPv6协议中一个重要特性就是IPv6的邻居发现机制，在本课题的实验中可以看到IPv6邻居发现机制中的众多特性。
地址自动配置与邻居发现有密切的关系，因此也将在本节中涉及。
一、邻居发现
IPv6邻居发现最初在RFC 1970(参考文献〔7〕)中描述，目前已在RFC 2461 [i]中重新定义。
IPv6邻居发现提供了几种不同用途，包括以下方面的支持：
l 路由器发现。
即帮助主机来识别本地路由器。
2 前缀发现。
节点使用此机制来确定指明链路本地地址的地址前缀以及必须发送给路由器转发的地址前缀。
3 参数发现。
此机制帮助节点确定诸如本地链路MTU之类的信息。
4 地址自动配置。
用于IPv6节点地址自动配置 [ii]。
5 地址解析。
替代了ARP和RARP，帮助节点从目的IP地址中确定本地节点(即邻居)的链路层地址。
6 下一跳确定。
可用于确定包的下一个目的地，即可确定包的目的地是否在本地链路上。
如果在本地链路，下一跳就是目的地；否则，包需要路由，下一跳就是路由器，邻居发现可用于确定应使用的路由器。
7 邻居不可达检测。
邻居发现可帮助节点确定邻居(目的节点或路由器)是否可达。
l 重复地址检测。
邻居发现可用于帮助节点确定它想使用的地址在本地链路上是否已被占用。
8 重定向。
有时节点选择的转发路由器对于待转发的包而言并非最佳，这种情况下，该转发路由器可以对节点进行重定向，以将包转发到最佳的路由器。
例如，节点将发往Internet的包发送给为节点的内联网服务的默认路由器，该内联网路由器可以对节点进行重定向，以将包发送给连接在同一本地链路上的Internet路由器。
邻居发现服务通过5种ICMPv6 [iii]报文类型来执行，这些报文包括：
9 路由器宣告。
要求路由器周期性地发送多点传送路由器宣告消息，宣告其可用性及其可到达的在线节点、用于配置的链路和Internet参数。
这些宣告包含对所使用的网络地址前缀、建议的路程段极限值及本地的MTU的指示，也包括指明节点应使用的自动配置类型的标志。
10 路由器请求。
主机可以请求本地路由器立即发送其路由器宣告。
路由器必须周期性地发送这些宣告，但是在收到路由器请求报文时，不必等到下一个预定传送时间到达。
而应立即发送宣告信息。
11 邻居宣告。
节点在收到邻居请求报文时或者链路层地址改变时，发出邻居宣告报文。
12 邻居请求。
节点发送邻居请求来请求邻居的链路层地址，以验证它先前所获得并保存在告诉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唯一的。
13 重定向。
路由器发送重定向报文以通知主机，对于特定的目的地自己不是最佳的路由器。
二、地址自动配置
地址自动配置过程包括两种类型：无状态的和有状态的。
无状态类型是IPv6整体的一部分，最新是在RFC 2462 [i]中指定。
无状态的自动配置是基于动态主机配置协议(DHCP)，在IETF草案中 [ii]指定。
1)无状态的自动配置
无状态的自动配置主要满足以下以下的要求： l 在IPv6主机连到网络之前，不需要任何形式的手工配置，必须产生一种机制来为每个接口自动产生唯一的地址，从接口令牌开始(通常几乎是接口链路层地址)。
由一些连到同一链路的主机组成的小型局域网不是必须要指定那个的服务器(DHCP)来通信。
主机必须能够从包含和链路相关的前缀列表的路由器宣告得出本地或全局地址。
由主机和路由器组成的大公司网络不是必须要使用有状态的服务器(DHCP)来通信。
主机必须能够从包含和链路相关的前缀列表的路由器宣告得出本地或全局地址。
无状态配置过程必须使一个站点的主机很容易进行重新编号操作(地址变化，这种情况往往出现在一个站点的主机转换到另外的网络服务提供商的时候)。
事实上，重新编号操作将周期性地执行，因为全局地址通常是基于提供商的。
人们将需要过渡周期，允许新地址和老地址共存使得迁移过程可以无痛苦地完成。
应当允许网络管理员指定他们是否愿意使用无状态配置、有状态配置或两者都有。
接口是按照下面的方式自动配置自身；
首先，我们必须确定只有具备多点传送能力的接口能配置自身，并且因此自动配置只有在支持多点传送通信的链路上发生。
当一个接口被激活(刚刚打开或一次重新启动后)，主机通过接口令牌中得到接口的链路本地地址，该地址暂时设置为实验状态，并且开始一个重复地址检测来检测链路本地地址是否尚未使用。
在此过程确认此地址是唯一的之后才将此地址分配给接口。
之后的步骤包括路由器宣告消息或确认网络上没有任何可用的路由器。
节点可以等待路由器宣告消息，也可以发送一个或更多的路由器请求给所有的路由器(FF02::2)多点传送地址，节点使用路由器的响应信息来完成自动配置。
路由器宣告中包含两个标志(参考文献〔19〕-5.5.5节)，表示主机将要执行的自动配置的类型。
标志M(被管理的地址配置)表明主机是否必须使用规定的地址自动配置。
标志O(其他有状态的配置)表明主机是否使用其他信息(不包括地址)的有状态自动配置。
此外路由器宣告包含用在本地和全局地址的无状态的自动配置的前缀。
由于路由器宣告也是周期性地产生的，主机地址可以继续更新。
新的
地址能够作为新的前缀复制的后果来添上，旧的地址由于不再被任何路由器宣告而变成无效。
2)有状态的自动配置和DHCPv6
有状态的自动配置下，必须要求安装和管理DHCP服务器，并要求接受DHCP服务的每个新节点都必须在服务器上进行配置。
DHCP服务器保存它要求提供配置信息的节点列表，如果节点不在列表中，该节点就无法获得IP地址。
DHCP服务器还保持着使用该服务器的节点的状态，因为该服务器必须了解每个IP地址使用的时间，以及何时IP地址可以进行重新分配。
有状态自动配置的问题在于。
用户必须保持和管理特殊的自动配置服务器以便管理所有“状态”，即所容许的连接及当前连接的相关信息。
对于有足够资源来建立和保持配置服务器的机构，该系统可以接受；但是对于没有这些资源的个人或小型机构，无状态的自动配置是较好或者较容易的解决方案。
这种机制个人节点能够确定自己的IP配置，而不必向服务器显式请求各节点的信息。
使用无状态的自动配置要简单的多，为什么还要使用有状态的自动配置呢？这是有构造网络的机构的要求决定的。
无状态自动配置对得到IP地址的节点提供最低程度的监视。
如果有DHCP服务器的支持，机构可以更紧密地控制网络可配置的节点。
只有由网络管理员明确授权的节点才能通过DHCP服务器来配置。
DHCP是必须经过升级才可以支持IPv6地址的，DHCPv6就是为IPv6设计的，但是它仍然处于研究、修改、制定中。
