IPv6之NDP(2)
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发布时间：2022-10-11 03:39
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时间：2023-10-11 01:07
133 路由器请求RS
134 路由器通告RA
135 邻居请求NS
136 邻居通告ND
137 重定向
通过NDP邻居发现协议实现的功能：
1、路由器发现
2、地址自动配置
3、地址解析
4、DAD重复地址检测
5、邻居状态跟踪
6、重定向
补充path-mtu
地址自动配置
通过type 133的ICMPv6报文和type 134的ICMPv6报文实现，type 133的ICMPv6报文称为RS路由器请求，type 134的ICMPv6报文称为RA路由器通告；
PC1连接网线后，会发送RS路由器请求报文，获取地址自动配置所需的前缀信息，源IP地址为未指定地址，目的ip地址为FE02::2,源MAC地址为PC1接口mac地址，目的MAC地址为目的IP地址对应的组播mac地址；
网段上的路由器收到后，发送RA路由器通告应答，源IP地址为路由器接口的link-local地址，目的地址为FF02::1,源MAC地址为路由器接口mac地址，目的mac地址为目的地址对应的组播mac地址，报文内容携带地址前缀信息；
PC1收到后，根据地址前缀信息，软件方式自动生成IPv6地址，同时将路由器的link-local地址作为默认网关；
通过RA路由器通告报文中的M位、O位判断是无状态自动配置，还是有状态自动配置；
无状态自动配置无需DHCPv6服务器，仅能获取前缀生成地址；
有状态自动配置通过DHCPv6服务器，可以为主机分配地址和其他配置信息；
PC1也可以通过无状态自动配置获取前缀生成地址，仅通过有状态自动配置获取其他配置信息；
路由器发现
路由器会周期性（200s）的发送RA路由器通告，通知网段上的主机该网段上的前缀信息和网关；
如果一个网段上有多台路由器，RA路由器通告报文中携带路由器优先级选项，low、medium、high，主机优先级选择优先级高的路由器作为默认网关；如果优先级相同，都作为默认网关；
地址解析
通过type 135的ICMPv6报文和type 136的ICMPv6报文实现，type 135的ICMPv6报文称为NS邻居请求报文，type 136的ICMPv6报文称为NA邻居通告报文；
PC1要访问PC2，需要封装PC2的链路层地址，首先PC1发送NS邻居请求报文，请求PC2的链路层地址，通过type 135的ICMPv6报文实现，源IP为PC1的接口IP地址，目的IP为PC2的接口地址对应的请求组播地址，源MAC为PC1的接口MAC地址，目的MAC为请求组播地址对应的组播mac地址，报文内容部分为想要请求的IPv6地址，即PC2的接口地址，及PC1自身链路层地址；
PC2收到报文后，发送NA邻居通告报文进行响应，通过type 136的ICMPv6报文实现，源IP地址为PC2的接口IP地址，目的IP地址为PC1的接口IP地址，源MAC为PC2的接口MAC地址，目的MAC为PC1的接口MAC地址，报文内容携带请求的IPv6地址（PC2自身接口IP地址），以及对应的链路层地址（PC2接口mac地址）；
DAD重复地址检测
IPv6地址的生存期分为tentative、preferred、valid、invalid几个阶段；
接口开始使用一个IPv6地址时，先进入tentative阶段，发送NS邻居请求报文，探测网段上该地址是否已经被使用，通过type 136的ICMPv6报文实现，源IP为未指定地址，目的IP为想要使用地址的请求组播地址，源MAC为自身MAC地址，目的MAC为请求组播地址对应的组播MAC地址，报文内容携带想要使用的IPv6地址；
如果没有收到NA邻居通告回应，说明网段上该地址未被使用，进入preferred阶段，可以使用该地址进行通信；如果收到NA邻居通告回应，说明网段上该地址已被使用，不会使用该地址进行通信；
邻居状态跟踪
邻居状态跟踪通过type 135的ICMPv6报文和type 136的ICMPv6报文实现，type 134的ICMPv5报文称为NS邻居请求报文，type 136的ICMPv6报文称为NA邻居通告报文；
主机会维护一张IPv6地址到链路层地址的映射表，在主机发送NS邻居请求报文时，会在本地映射表中生存对应的缓存表项，由于还不知道想要请求的IPv6地址对应的链路层地址，将状态标记为incompele；
如果收到NA邻居通告报文，将在本地缓存表得到完整的映射条目，状态标记为Reachable；如果每隔1s，连续发三次NS邻居请求报文，都没收到回应，删除该表项；
状态Reachable的表项超时后（30s），不确定该映射条目是否有效，状态标记为stale；
如果有报文需要向stale状态的IP地址转发，需要先验证表项有效性，发送NS邻居请求报文，状态标记为delay，表示正在验证表项有效性；
如果5s内收到NA邻居通告报文，表示表项有效，状态标记为Reachable；
如果5s内没有收到NA邻居通告报文，说明表项无效，进入probe状态，每隔1s发送一次NS邻居请求报文，连发三次没有收到NA邻居通告响应，删除该表项；如果收到NA邻居通告，则认为邻居有效，进入Reachable状态；
重定向
通过type 137的ICMPv6报文实现
PC1访问R3的地址2001::3,查找路由表默认网关是R2的链路本地地址FE80::2,发送IPv6报文源IP为2000::1，目的IP为2001::3,源MAC为PC1的G0/0/0接口MAC，目的MAC为R2的G0/0/0接口MAC；
R2收到后，根据目的IP地址2001::3查找路由表，发现出接口和收到报文的接口一致，向PC1发送type 137的ICMPv6重定向报文，告知PC1去往2001::3的报文直接向FE80::3转发，重定向报文源IP为FE80::2，目的IP为2000::1，源MAC为R2的G0/0/0接口MAC，目的MAC为PC1的G0/0/0接口MAC；
PC1收到后，后续发往2001::3的报文直接转发给FE80::3;
pathMTU
通过type 2的ICMPv6报文（packet too big差错消息）来实现；
如果PC1有超过MTU1500的报文要发送，会按照MTU1500进行分片；
R2收到后，发现超过自身转发接口的MTU1400，返回type2的ICMPv6报文，告知PC1 packet too big，需要使用MTU 1400来分片，PC1重重新按照MTU1400来分片；
R3收到后，依然会因为报文超过转发接口MTU 1300，而回送type 2的ICMPv6报文，告知PC1 packet too big，需要按照MTU 1300进行分片，PC1重新按照MTU 1300进行分片，最终达到目的地PC2；
如果是IPv4的话，PC1按照MTU1500进行分片；
R2收到报文重组后，按照MTU1400进行分片；
R3收到报文重组后，按照MTU1300进行分片；
