IPv6基础

• • 特殊的IPv6地址
  • 接口的IP地址
  • IPv6链路本地单播地址
  • IPv6全局单播地址
  • IPv6组播地址
  • 保留IPv6组播地址
  • 请求节点组播地址
  • 无状态自动配置

特殊的IPv6地址

接口的IP地址

• 单个接口上可以同时开启多个任意类型的IPv6地址，但是必须又link-local地址。
• 每个支持IPv6的地址都必须至少有一个本地地址和一个（或者多个）全局单播地址。
• 一个接口可以同时配置IPv4和IPv6地址。

IPv6链路本地单播地址

• 链路本地地址用于自动地址配置，邻居发现，路由器发现，很多其它路由协议也使用这种地址。
• 在所有IPv6接口上，使用链路本地前缀FE80::/10和一个和一个64bit接口标识符创建。
• 链路本地地址的有效范围为本地链路。

• 同链路本地地址进行通信时，必须指定出站接口，因为每个接口都链接到FE80::/10.就是说最后生成路由表的时候都是FE80::/10，这样的话就不能区分最重要从路由器的哪个接口进行出去，所以要指定出接口。

IPv6全局单播地址

• IPv6全局可聚合的单播地址（2001::/16），相当于IPv4全局单播地址。
• 组织对链路使用的全局单播地址进行聚合，并且在ISP进行聚合。

• 全局单播地址的构成：
  • 48位的全局路由选择前缀
  • 16位的子网ID
  • 64位的接口ID（通常为EUI-64格式）

IPv6组播地址

• 组播是很多IPv6功能的核心，并且因此取代了广播
• IPv6组播地址是由前缀FF00::/8定义的
• 一个接口可以属于任意数量的组播组

• 第二个字节包含前缀标记，临时标记和范围。

• 组播地址FF00::到FF0F::的T标记设置为0，他们被保留。

保留IPv6组播地址

这里的FF02可以类比于IPv4的224，也就是组播地址。

请求节点组播地址

• 请求节点组播地址（FF02::1:FF）被用于：
  • 邻居发现过程
  • 无状态自动配置
• 邻居发现协议(ND)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（NDP）使用ICMPv6报文类型：
• 邻居请求和邻居通告消息
• 路由器请求和路由器通告消息

1. ICMPv6邻居发现（NS）阶段类似于IPv4的ARP，让IPv6路由器能够获取当前链路上的邻居的MAC地址。好比现在HOST A要发给HOST B一个报文，但是没有HOST的B的MAC地址。接下来：Host A在链路上发送一条类型为135的ICMPv6消息NS。源地址为该节点的IPv6地址。

• 收到NS报文之后，每个目标节点都使用类型为136的ICMPv6消息（NA进行回复）。
• 该消息的源地址为响应地址的IPv6地址，目标地址为发送NS的源节点的IPv6地址。
• 数据部分包括目标节点的链路层地址。

• 接下来这两台设备都知道彼此的链路层地址，就可以进行正常通信了。

无状态自动配置

• 每个IPv6系统能够建立他们自己的全局单播地址（除了路由器）。
• 无状态自动配置使用RA消息中的信息进行自动配置主机。
• RA定期发送，但是节点在启动时发送RS消息，以免等待下一个RA。

• 网络上所有路由器都立刻对RS做出应答，将一个RA发送到表示所有节点的多播地址。
• RA包含的前缀将用作主机地址的/64前缀。
• 使用接口ID为EUI-64格式。

• 主机现在根据路由器提供的RA,创建一个link-local和请求节点地址使用DAD进程,节点验证其新的IPv6地址在链路上是否唯一.
• 在自动配置过程中,DAD用于确保没有其他设备使用自动配置地址.
• 在DAD阶段, Host A发送NS查询链路上的其他节点是否使用了相同的IPv6地址.
• 如果有节点对请求作出响应,就意味着该IPv6地址被占用, Host A需要手动配置.