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4.6 IPv6
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互联网络的协议结构-6.IPv6
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IPV6协议
一、IPv6地址类型
IPv6地址分为单播地址、组播地址、任播地址1、单播地址
①全球单播地址
全球唯一地址,类似于IPv4的公网IP地址,以2000:: /3开头②链路本地地址
以FE80::/10开头,用于同一链路内通信,不可路由③唯一本地地址
以FC00::/7开头,用于私有网络,避免地址冲突④环回地址
以::1/128,等同于IPv4中的127.0.0.1⑤未指定地址
以::/128开头,用于初始化或默认路由,等同于IPv4的0.0.0.02.组播地址
地址结构:范围:FF00::/8 FF00--FFFF
11111111:固定前缀8bit
flags 4bit
用来表示永久或临时组播地址
0000表示永久组播地址
0001表示临时组播地址
Scope(范围)4bit
Reserved(必须为0)80bit
Group ID组播组 32bit
IPv6组播有自己的MAC地址
1、IPv4组播MAC地址的高24bit为0x01005E,第25bit为0,低23bit为IPv4组播地址的低23bit映射。
由于IPv4组播地址的高4bit是1110,代表组播标识,而低28bit中只有23bit被映射到IPv4组播MAC地址,这样IPv4组播地址中就有5bit信息丢失。于是,就有32个IPv4组播地址映射到了同一个IPv4组播MAC地址上,因此在二层处理过程中,设备可能要接收一些本IPv4组播组以外的组播数据,而这些多余的组播数据就需要上层进行过滤了。
2、IPv6组播MAC地址的前16bit为“33:33”,是专门为IPv6组播预留的MAC地址前缀。后 32bit从组播IPv6地址的后32bit直接映射而来。
3、任播地址
作用:可以实现最优路径备份一般用在DNS和HTTP
不开启DAD(重复地址检测)功能
二、无状态地址自动配置(SLAAC)
1、原理:
设备通过接收路由器发送的路由器通告(RA)报文,获取网络前缀(Prefix)和默认网关信息,结合自身接口标识符(EUI-64或随机生成)生成IPv6地址。2、怎么使用EUI-64生成接口?
从MAC地址中间插入FFFE,组成64bit,将第七bit取反,生成64bit接口标识MAC地址,第1bit为0,叫做全局管理地址
MAC地址,第1bit为1,叫做本地管理地址
华为设备中第7bit不管是0还是1,进行EUI-64规范时,要求取反
思科设备中,不管是0还是1,都要变成1三、邻居发现协议(NDP)
功能:
替代IPv4的ARP和ICMP路由发现,实现地址解析,重复地址检测(DAD),路由器发现等关键报文:
路由器请求(RS):主机请求路由器发送RA报文路由器通告(RA):路由器广播网络前缀和参数
邻居请求(NS):解析链路层地址或检测地址冲突
邻居通告(NA):响应NS或主动更新链路层地址
四、地址冲突检测(DAD)
类似于IPv4的ARP报文原理:
设备在配置地址前,发送NS报文(目标地址为待配置地址)若收到其他节点的NA报文(源地址相同),则地址冲突需重新配置。五、ICMP不同消息类型
1、差错消息(0-127)
1---目的不可达:数据包无法送达
2---数据包过长:数据包超过链路MTU
3---超时:跳数限制耗尽
4---参数错误
2、信息消息(128-255)
128/129---回显请求/应答:类似于IPv4的ping
133/134---路由器请求/通告:NDP核心功能
135/136---邻居请求/通告:地址解析和可达性确认
137---重定向:路由器通知主机更优路径
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