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IPv6的鄰居發(fā)現(xiàn)技術(shù)

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【IPv6的鄰居發(fā)現(xiàn)技術(shù)】1、引言
隨著IP網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)急劇增加，正因?yàn)槿绱?，IP網(wǎng)絡(luò)也暴露出越來(lái)越多的問(wèn)題，如地址空間不足、QoS、安全問(wèn)題等 。為了解決Internet的這些問(wèn)題，尤其是解決地址空間不足的問(wèn)題，IETF于1992年在IPv4的基礎(chǔ)上定義了下一代的Internet協(xié)議，被稱之為“Ipng或“IPv6 。
IPv6解決的最大問(wèn)題是擴(kuò)大了地址空間，另外，它與IPv4相比在其它許多方面都具有優(yōu)勢(shì)，例如安全性、服務(wù)質(zhì)量、移動(dòng)性等 。IPv6的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是它具有“即插即用功能 。即插即用使節(jié)點(diǎn)直接連接到網(wǎng)絡(luò)后，不需要經(jīng)過(guò)任何人工配置就能夠使用，即插即用使網(wǎng)絡(luò)的管理和控制變得更加簡(jiǎn)單；其次，節(jié)點(diǎn)只需要知道自己的鏈路層地址及本地網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)前綴，就能夠通過(guò)IPv6的無(wú)狀態(tài)或者全狀態(tài)自動(dòng)配置得到惟一的IPv6地址，從而成為網(wǎng)絡(luò)的一部分；另外，IPv6還實(shí)現(xiàn)了更好的對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的支持 。這些功能都是通過(guò)鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的所有主機(jī)和路由器之間的交互也都是通過(guò)鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。
2、工作原理
鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議是IPv6協(xié)議的一個(gè)基本的組成部分，它實(shí)現(xiàn)了在IPv4中的地址解析協(xié)議(ARP)、控制報(bào)文協(xié)議(ICMP)中的路由器發(fā)現(xiàn)部分、重定向協(xié)議的所有功能，并具有鄰居不可達(dá)檢測(cè)機(jī)制 。
鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)了路由器和前綴發(fā)現(xiàn)、地址解析、下一跳地址確定、重定向、鄰居不可達(dá)檢測(cè)、重復(fù)地址檢測(cè)等功能，可選實(shí)現(xiàn)鏈路層地址變化、輸入負(fù)載均衡、泛播地址和代理通告等功能 。
鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議采用5種類型的IPv6控制信息報(bào)文(ICMPv6)來(lái)實(shí)現(xiàn)鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的各種功能 。這5種類型消息如下 。
(1)路由器請(qǐng)求(Router Solicitation)：當(dāng)接口工作時(shí)，主機(jī)發(fā)送路由器請(qǐng)求消息，要求路由器立即產(chǎn)生路由器通告消息，而不必等待下一個(gè)預(yù)定時(shí)間 。
(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鏈路和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，或者對(duì)路由器請(qǐng)求消息作出響應(yīng) 。路由器通告消息包含在連接(on-link)確定、地址配置的前綴和跳數(shù)限制值等 。
(3)鄰居請(qǐng)求(Neighbor Solicitation)：節(jié)點(diǎn)發(fā)送鄰居請(qǐng)求消息來(lái)請(qǐng)求鄰居的鏈路層地址，以驗(yàn)證它先前所獲得并保存在緩存中的鄰居鏈路層地址的可達(dá)性，或者驗(yàn)證它自己的地址在本地鏈路上是否是惟一的 。
(4)鄰居通告(Neighbor Advertisement)：鄰居請(qǐng)求消息的響應(yīng) 。節(jié)點(diǎn)也可以發(fā)送非請(qǐng)求鄰居通告來(lái)指示鏈路層地址的變化 。
(5)重定向(Redirect)：路由器通過(guò)重定向消息通知主機(jī) 。對(duì)于特定的目的地址，如果不是最佳的路由，則通知主機(jī)到達(dá)目的地的最佳下一跳 。
3、主機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
IPv6的一個(gè)設(shè)計(jì)要求是：即使在一個(gè)有限的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，主機(jī)也必須正確工作，而不像路由器不能儲(chǔ)存路由表，不能有永久的配置，因此主機(jī)必須能自動(dòng)配置，必須能學(xué)到交換數(shù)據(jù)的有關(guān)目的地的最小信息 。這些信息儲(chǔ)存的存儲(chǔ)器叫做緩存，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一系列記錄的排列，稱作表項(xiàng) 。每個(gè)表項(xiàng)儲(chǔ)存的信息有一定的有效期，需要周期性地清除緩存中的表項(xiàng)，以保證緩存的空間大小 。
主機(jī)需要為每一接口維護(hù)以下信息 。
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