TCPIP路由技术卷一第二版Word文档格式.docx
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unspecified地址，在NDP中使用：
/128
2.IPv6AddressTypes
IPv6地址的三种类型：
1.Unicast
2.Anycast
3.Multicast
IPv6地址中不存在广播地址，取而代之的是"
allnodes"
multicast地址（FF02:
1）。
GlobalUnicastAddresses
全球唯一的unicast地址。
其格式为：
该格式在RFC3587中定义，废弃和简化了之前将IPv6unicast地址分为TopLevelAggregator（TLA）、Next-LevelAggregator（NLA）和其它区域的老格式。
主机部分（HostPortion）被称为InterfaceID，SubnetID包括在网络部分（NetworkPortion）中，globalIPv6地址的InterfaceID部分在大多数情况下长度为64位，SubnetID在大多数情况下是16位。
IANA和RegionalInternetRegistries（RIRs）机构分配给LocalInternetRegistries（LIRs）的地址掩码通常为/32或者/35，LIR通常为大型的ISP，LIR分配的地址一般为/48，但在下列特殊情况下会有所不同（就是前面提到的大多数情况之外的情况）：
1.非常大型的客户可以分配比/48更短的掩码；
2.有且仅有一个子网分配的时候应使用/64掩码；
3.有且仅有一个设备分配地址的时候应使用/128掩码；
IdentifyingIPv6AddressTypes
地址的前几位决定了地址的类型：
AddressType
High-OrderBits（binary）
High-OrderBits（Hex）
Unspecified
00...0
Loopback
00...1
1/128
Multicast
11111111
FF00:
/8
Link-LocalUnicast
1111111010
FE80:
/10
Site-LocalUnicast（Deprecated）
1111111011
FEC0:
GlobalUnicast（Currentlyallocated）
001
2xxx:
/4or3xxx:
/4
Reserved（Futureglobalunicastallocations）
Everythingelse
6Bone（公共IPv6研究网络）使用的地址从3ffe开始，而RIRs使用的地址由2001开始分配。
LocalUnicastAddresses
IPv6中包括linklocalunicast地址，其作用范围（scope）被限制在单一链路（singlelink）内，它只在一条链路上面是唯一的，它的开头始终为FE80:
/10；
RFC3879中，sitelocalunicast地址为不赞成（Deprecated）；
AnycastAddresses
anycast地址代表一种服务/业务（service）而不是一个设备，该地址也可以存在于多个提供相同服务的设备上。
anycast地址的好处在于router始终将数据路由到最近（或说cost最低）的服务器。
anycast地址由业务功能定义而不是由格式定义，所以理论上可以是任何IPv6unicast地址，但是在RFC2526中还是定义了anycast地址的格式。
MulticastAddress
multicast地址指定了一组设备，这组设备称为一个multicastgroup。
multicast地址绝不会成为源地址。
下图是IPv6多播（multicast）地址的格式。
前8位始终为1，接着的4Bit是Flag。
目前前三位没有使用，始终为0，第四位指示该地址是否为一个永久的（permanent）、well-known的地址（0）或者管理员指定的瞬时（transient）地址
（1）。
后面的四位是（Scope）。
ScopeFieldValue
Scope
0x0
Reserved
0x1
Node-Local
0x2
Link-Local
0x5
Site-Local
0x8
OrganizationLocal
0xE
Global
0xF
下表列出了保留的well-known的IPv6多播地址。
（都是Link-Local的）
Address
MulticastGroup
FF02:
1
AllNodes
2
AllRouters
5
OSPFv3Routers
6
OSPFv3DesignatedRouters
9
RIPngRouters
A
EIGRPRouters
B
MobileAgents
C
DHCPServers/RelayAgents
D
AllPIMRouters
以上的IPv6多播地址，它们的作用范围都是link-local的。
因为多播组（multicastgroup）总是一组独立（individual）的节点，所以不需要subnet段。
剩下的112bits被用作Group-ID，定义不同的多播组（multicastgroups）。
前面的80bits被设置为0，仅仅使用后面的32bits。
※IPv6PacketHeaderFormat
IPv6包头（长度为40个字节）的格式如下：
1.TrafficClass对应原来IPv4的ToS字段，现在用于DiffServ；
2.FlowLabel是IPv6独有的，用以标识（labeling）流量（traffic）中的特殊流（flow）；
3.IPv6包中的头是定长的，总是40字节。
IPv6PayloadLength段是20bit的，所以可以有更长的负载（1,048,575字节＝1MB）。
4.NextHeader段和IPv4中的Protocol段非常相似，当下一个头（nextheader）是一个上层协议头的时候，它和IPv4中的Protocol段作用相同。
下一个头也可能是一个extensionheader（具体见后面一节）。
5.HopLimit段和IPv4中的TTL段的大小以及意义完全一样；
6.Source和DestinationAddress段和IPv4中的同名段意义完全一样，只是长度变成128bit；
7.IPv4段中的Checksum段在IPv6中被去除，因为传输可靠性的长足进步，以及上层协议都有差错控制功能，所以该段的作用变小，故而去除。
※ExtensionHeaders
ExtensionHeaders段被加入IPv6地址格式中，以替代原来IPv4中的Option字段，这样做有以下的好处：
1.数据包中只携带用到信息，不包括未使用的信息；
2.新的可选功能可以通过这种方式添加IPv6数据包中；
Extensionheaders格式：
RFC1883中定义了在IPv6包头中的NextHeader字段取值意义：
Header
NextHeaderValue
Hop-By-HopOptions
Routing
43
Fragment
44
EncapsulatingSecurityPayload（ESP）
50
AuthenticationHeader（AH）
51
DestinationOptions
60
TCP/IPProtocols
Protocolnumbervaluedefinedforthatprotocol（suchasTCP=6,UDP=17,OSPF=89,andsoon）
NoNextHeader
59
每个extensionheader指出跟随在其后的header：
RFC1883还定义了extensionheader的出现顺序：
1.IPv6Header
2.Hop-By-HopOptions
3.DestinationOptions（onlyifintermediateroutersspecifiedintheRoutingheadermustexaminethisheader）
4.Routing
5.Fragment
6.Authentication
7.EncapsulatingSecurityPayload
8.DestinationOptions（ifonlythefinaldestinationmustexaminethisheader）
9.Upper-LayerHeader
※ICMPv6
ICMPv6包头的格式：
ICMPforIPv4的协议号为1,ICMPv6forIPv6的NextHeader数值是58。
ICMPv6在RFC2463中定义，大多功能和IPv4相同，但有一些消息如SourceQuench和Timestamp，在ICMPv6没有相等同的消息。
ICMPv6使用type和code数值的组合来定义一般类别以及其下的子类别。
这些数值由RFC1885定义，具体如下：
Type
Code
Message
DESTINATIONUNREACHABLE
Noroutetodestination
Communicationwithdestinationadministrativelyprohibited
Notaneighbor
3
Addressunreachable
4
Portunreachable
PACKETTOOBIG
TIMEEXCEEDED
Hoplimitexceededintransit
Fragmentreassemblytimeexceeded
PARAMETERPROBLEM
Erroneousheaderfieldencountered
UnrecognizedNextHeadertypeencountered
UnrecognizedIPv6optionencountered
128
ECHOREQUEST
129
ECHOREPLY
130
GROUPMEMBERSHIPQUERY
131
GROUPMEMBERSHIPREPORT
132
GROUPMEMBERSHIPREDUCTION
133
RouterSolicitation
134
RouterAdvertisement
※NeighborDiscoveryProtocol
IPv6具有即插即用（plug-and-play）特性。
NDP（邻居发现协议，NeighborDiscoveryProtocol）使得即插即用特性得以实现。
∙RouterDiscovery节点可以无需DHCP的帮助而发现本地路由器（localrouters）；
∙PrefixDiscovery当节点连接到IPv6链路的时候，节点可以发现该链路指派的prefix（es）；
∙ParameterDiscovery参数发现；
∙AddressAutoconfiguration节点无需DHCP的帮助可决定其完整地址；
∙AddressResolution节点无需ARP能发现该链路其他节点的链路层地址；
∙Next-HopDetermination链路上的节点能决定到目的（destination）的下一跳链路层地址,目的可以是本地的位置或是一个到达该目的的路由器；
∙NeighborUnreachabilityDetection能检测到链路上的邻居不再可达；
∙DuplicateAddressDetection重复地址检测，即地址冲突检测；
∙Redirect和IPv4中的同名技术一样。
NDP消息的作用范围（scope）总是link-local的，所以封装该消息的包应使用link-local的IPv6地址（FE80:
/10）或是一个link-local作用范围的multicast地址。
为了安全，传送所有NDP消息的IPv6包的HopLimit段被设置为255。
若收到HopLimit比此数值更小的包，则说明该数据包至少经过了一个路由器，则该数据包被丢弃（dropped）。
这就防止了NDP被攻击或者被没有连接到（attached）本地链路的源地址（source）假冒（spoofed）。
1.NDPMessages
1）NDP在RFC2461中定义。
它使用ICMPv6来交换必要的消息，还特别定义了5种新的ICMPv6消息：
●RouterAdvertisement（RA）由路由器生成来通告其存在和关于链路的参数，如链路的prefixes、MTU和hoplimits。
这些消息被定期发送，同时也作为RouterSolicitation消息的回应。
●RouterSolicitation（RS）由主机（host）发送来请求路由器回应一个RA。
●NeighborSolicitation（NS）由节点发送用来请求其他节点的链路层地址，也被用于DAD（duplicateaddressdetection，重复地址检测）和NUD（neighborunreachabilitydetection，邻居不可达检测）。
●NeighborAdvertisement（NA）被作为NS消息的回应发送。
若一个节点改变了它的链路层地址，则它会发送一个主动的（unsolicited）NA来通告新地址。
●Redirect和IPv4中的ICMPRedirect消息相同，但在IPv6被移到NDP。
2）RouterAdvertisement消息的格式。
其ICMPv6type是134，code是0。
封装RA的IPv6数据包的源地址总是发送该数据包的接口的IPv6link-local地址。
当RA定期通告的时候，它的目的地址是all-nodes多播地址（FF02:
1）；
若RA是作为RouterSolicitation的回应，则它的目的地址是发送RS的节点的link-local地址。
●HopLimit发自此链路的数据包应给的HopLimit数值。
若发送此包的路由器没有指定HopLimit则该段被设置为全零。
●M是ManagedAddressConfiguration标志。
若该位被设置，则表明发送此数据包的路由器告诉该链路上的主机通过DHCPv6使用stateful地址自动配置。
若该位没有设置，则使用stateless地址自动配置。
●O是OtherStatefulConfiguration标志。
若该位被设置，则表明发送此数据包的路由器告诉该链路上的主机使用DHCPv6来获得其他链路信息。
M和O标志可以同时使用。
●RouterLifetime仅当originating路由器是默认路由器（defaultrouter）的时候，则将此段设置为除了0以外的数值。
这种情况下，该段指定默认路由器的生存时间（lifetime），数值的单位是秒。
最大可以有18.2小时。
●ReachableTime由NDP的NeighborUnreachabilityDetection功能使用。
当节点确认邻居可达性后这么长时间，节点便认为该邻居是可达的。
单位是毫秒（milliseconds）。
●RetransmitTimer由NDP的AddressResolution和NeighborUnreachabilityDetection功能使用。
指定重传（retransmitted）NeighborSolicitation消息的最小时间间隔，单位是毫秒（milliseconds）。
●RA的Options可能会包含以下选项：
⏹生成该RA的接口的链路层地址
⏹该链路指定的MTU
⏹指派给该链路的一个或多个prefix。
该信息对于stateless地址自动配置非常重要，它告知连接到链路上的主机该链路的prefix是什么。
3）RouterSolicitation消息的格式如下：
其ICMPv6的type是133，code是0。
封装RS的IPv6数据包的源地址是发送该数据包的接口的IPv6地址，或者当该主机开始地址自动配置的时候，发送该RS包的接口没有指派地址，源地址被设置为:
（全零）。
目的地址是all-routers多播地址（FF02:
2）。
Options段能包含发送该RS的接口的链路层地址。
但是若封装该RS的数据包的源地址没有指定，则源链路层地址一定不能被包含。
4）NeighborSolicitation消息格式如下：
其ICMPv6的type是135，code是0。
封装NS的IPv6数据包的源地址是发送该数据包的接口的IPv6地址，若NS因DAD（DuplicateAddressDetection）功能而被送出，源地址则被设置为:
目的地址是一个被请求的节点对应（corresponding）的TargetAddress的multicast地址，或者就是targetaddress。
TargetAddress是该NS请求的目标（target）的IPv6地址。
targetaddress决不会是一个multicast地址。
5）NeighborAdvertisement消息格式如下：
其ICMPv6的type是136，code是0。
⏹R是Router标志，该位被设置表明发送该数据包的设备是一个router。
该标志位在NeighborReachabilityDetection中使用。
⏹S是Solicited标志。
该位被设置表明NA作为NS的回应送出。
⏹O是Override标志，该位被设置表明此NA中的信息应覆盖（override）邻居中相应的缓存条目并更新缓存的链路层地址。
⏹TargetAddress，当NA作为NS的回应送出的时候，NS中的TargetAddress的数值被填入该段。
如果NA是unsolicited的（送出是为了通告originator的链路层地址有变动），则该TargetAddress段被填入originator的地址。
6）Redirect消息格式如下：
TargetAddress是链路上面更好的router的链路层地址；
DestinationAddress是TargetAddress指向的router的IPv6地址；
2.RouterDiscovery
router使用RA向其连接的链路通告其存在，并向连接到该链路上面的主机通告其配置的参数。
RFC2461指定了传输RA之间的间隔为4到1800秒之间，默认是600秒，RA的通告的最小周期默认为200秒。
unsolicitedRAs的源地址是本地router的接口的link-local地址，目的地址为all-nodesmulticast地址（FF02:
1.启用IPv6，并使得Cisco路由器在Ethernet和FDDI链路上面发送RA，命令：
ipv6unicast-routing
2.RA发送的默认周期为200秒，通过以下命令更改：
ipv6ndra-interval
3.传送的RA的RouterLifetime默认为1800秒，通过以下命令更改：
ipv6ndra-lifetime
若不想让router称为链路上的默认router，则可以将其RouterLifetime设置为0。
4.RA默认的ReachableTime为0（意味着未指定），通过以下命令更改：
ipv6ndreachable-time
5.RetransmitTimer段被默认设置为0（未指定），通过以下命令更改：
ipv6ndns-interval
6.M和O的标志位可以使用以下命令配置：
ipv6ndmanaged-config-flag
ipv6ndother-config-flag
7.如果不想让某个接口发送RA，则可以使用以下命令禁止：
ipv6ndsuppress-ra
8.Ciscorouter默认将orinating接口的所有prefix都包含到RA中，可以通过以下命令控制通告的prefix：
ipv6ndprefix
当主机在一条链路上面起来的时候，它会发送一个RS（目的地址为all-routersmulticast地址FF02:
2）来请求RA，取得相关router的信息，并将router加入默认router的列表中。
3.AddressAutoconfiguration
当IPv6主机在链路上面第一次起来的时候，它能自己配置自己的接口地址，第一步就是决定其地址中64位的InterfaceID部分。
广播接口上面，使用MAC-to-EUI64方法将48位MAC地址转换为64位的InterfaceID，过程如下：
U/L位，Universal/Local位
决定地址的前64-bitprefix是直接使用保留的link-local地址0xFE80:
/64。
例如上图中的接口最终的IPv6地址为：
0200:
0BFF:
FE0A:
2D51。
若主机只用和链路上面的设备通讯，则自动配置的link-local地址足够使用，但若需和链路外的设备通讯，则需要使用一个globalIPv6地址。
取得globalIPv6地址的两种方法：
1.s
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