本節(jié)書摘來自異步社區(qū)《部署IPv6網(wǎng)絡(luò)（修訂版）》一書中的第2章，第2.4節(jié)，作者【美】Ciprian Popoviciu , Eric Levy-Abegnoli , Patrick Grossetete，更多章節(jié)內(nèi)容可以訪問云棲社區(qū)“異步社區(qū)”公眾號(hào)查看

2.4 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議

部署IPv6網(wǎng)絡(luò)（修訂版）
大約在10年以前，RFC 1970初步設(shè)計(jì)并公布了IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)。從那時(shí)之后在RFC 2461中進(jìn)行了修改，一個(gè)新的版本（重點(diǎn)在改錯(cuò)而不是修改）是在RFC 2461bis中進(jìn)行的。一些擴(kuò)展已經(jīng)在反向鄰居發(fā)現(xiàn)（RFC 3122）、缺省路由器選擇（RFC 4191）和自動(dòng)配置（RFC 2462）中描述。

在這10年當(dāng)中，Internet團(tuán)體的重點(diǎn)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，原來沒有得到很多關(guān)注的領(lǐng)域，如安全性和移動(dòng)性，現(xiàn)在是大多數(shù)努力的重點(diǎn)。該重點(diǎn)的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了許多擴(kuò)展、修正和相互影響，這在許多RFC和Internet草案中作了描述：在MIPv6中的移動(dòng)性擴(kuò)展（RFC 3775）、在安全鄰居發(fā)現(xiàn)中的安全特征（SEND）（RFC 3971）、檢測網(wǎng)絡(luò)連接（DNA）（RFC 4135）、網(wǎng)絡(luò)訪問的攜帶認(rèn)證協(xié)議（PANA）（RFC 4058）和優(yōu)化的DAD（draft-ietf-ipv6-optimistic-dad）。

當(dāng)連接到相同鏈路時(shí)，IPv6 NDP為路由器和主機(jī)運(yùn)行提供了許多集成的關(guān)鍵特征。這些特征中的某些特征，如地址解析和重定向，在IPv4中出現(xiàn)過，但分別在不同的具體協(xié)議如ARP和ICMP中重定向。其他特征——如前綴發(fā)現(xiàn)和鄰居不可達(dá)性檢測——是新的，雖然有些可以使用IPv4中的其他方式也能做到。表2-12列出這些特征和在IPv4中的對(duì)應(yīng)特征。

NDP以不同方式應(yīng)用到主機(jī)和路由器。依據(jù)前面列表中的特征，表2-13試圖將主機(jī)和路由器角色分開。

IPv6 ND和其相應(yīng)的IPv4協(xié)議組（ARP、IPCP等）之間的本質(zhì)差別之一是，在IP協(xié)議棧中的位置不同。雖然IPv4相同鏈路相關(guān)的協(xié)議在ARP/RARP（正好在鏈路層之上）和ICMP（運(yùn)行于IP之上）之間分割，而IPv6 ND完全在ICMPv6之內(nèi)實(shí)現(xiàn)。圖2-20重點(diǎn)突出了協(xié)議棧之間的差別。

ND在協(xié)議棧中的位置，其原因是多方面的，但如果僅有一個(gè)原因應(yīng)該提出的話，那就是簡單性。如果能夠避免的話，為什么要將地址解析作為一個(gè)特例（在IPv4中的ARP和RARP）？當(dāng)是ICMP內(nèi)部，而不是與IP并列時(shí)，這種特性能夠從IP所提供的任何服務(wù)中受益，包括安全性（認(rèn)證頭部）、多播等。

為了確保NDP中各種功能的安全，安全鄰居發(fā)現(xiàn)引入了一組特定的ND選項(xiàng)，它們用來保護(hù)NDP消息。雖然在回顧IPv6時(shí)沒有深入討論這些選項(xiàng)的細(xì)節(jié)，但您可以參考RFC 3971獲得SEND的更多信息。

2.4.1 協(xié)議操作總結(jié)

NDP使鏈路上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠運(yùn)行ND，建立必要的做出正確判定的知識(shí)，這些知識(shí)在發(fā)送IPv6分組到一個(gè)鄰居時(shí)用到。這種知識(shí)代表了從路由器和節(jié)點(diǎn)接收到的公告的匯總。這些公告可以是請(qǐng)求的或非請(qǐng)求的。這種信息存儲(chǔ)在由節(jié)點(diǎn)維護(hù)的下列列表中：

在線IPv6地址和相應(yīng)的鏈路層地址列表；
鄰居狀態(tài)（可達(dá)的，不可達(dá)的）；
特定主機(jī)：
在線前綴列表；
在線路由器列表；
缺省路由器列表（樂意成為缺省路由器的在線路由器）。
為了得到上述信息，在NDP中用到下列消息：

路由器請(qǐng)求（RS）；
路由器公告（RA）；
鄰居請(qǐng)求（NS）；
鄰居公告（NA）；
重定向；
反向鄰居請(qǐng)求（INS）；
反向鄰居公告（INA）。
NDP直接位于IPv6/ICMP之上產(chǎn)生了一系列值得澄清的問題。

當(dāng)進(jìn)行匹配的一個(gè)給定目的地址的鏈路層地址不知道時(shí)，尋求該關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)必須將其請(qǐng)求發(fā)送到更廣大的偵聽節(jié)點(diǎn)。在IPv4中，使用MAC層廣播做到這點(diǎn)。在IPv6中，節(jié)點(diǎn)在這個(gè)請(qǐng)求中使用多播。使用的多播組是被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播組（具有鏈路本地范圍），如2.1節(jié)所描述。

注釋：

注意當(dāng)知道一個(gè)前綴的鏈路層地址之后，鄰居請(qǐng)求可能再次發(fā)送，以確認(rèn)關(guān)聯(lián)信息（IP地址，鏈路層地址）。在此情況下，請(qǐng)求直接單播到目的地。
當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用NDP獲得其自己的地址時(shí)（參見“自動(dòng)配置”部分），出現(xiàn)了另一個(gè)問題。它需要用于其請(qǐng)求的一個(gè)源地址，但還沒有這樣的地址。在這樣的情況下，它能夠?qū)Pv6非指定地址（::）用做分組的SA。

鑒于地址解析消息發(fā)送到被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播地址（具有鏈路本地范圍），其他NDP消息則意圖到達(dá)所有節(jié)點(diǎn)或所有路由器。同時(shí)，SA可能是發(fā)送者的一個(gè)全局的或鏈路本地地址：后者總是優(yōu)先使用，以最小化節(jié)點(diǎn)對(duì)重新編址的依賴。下面是所有特殊地址的列表，在NDP消息交換中節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⒅米鲈春湍康牡氐刂?#xff1a;

所有節(jié)點(diǎn)多播地址（FF02::1，目的地）；
所有路由器多播地址（FF02::2，目的地）；
被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播地址（目的地）；
鏈路本地地址（源或目的地）；
非指定地址（::，源）。
最后，IPv6節(jié)點(diǎn)使用兩個(gè)算法來處理通過NDP搜集的信息：

下一跳確定算法；
缺省路由器選擇。

2.4.2 與IPv4的比較

在相應(yīng)的IPv4協(xié)議之上，IPv6 NDP提供了許多功能提升，如下所示：

路由器發(fā)現(xiàn)成為協(xié)議的不可分割部分，使主機(jī)能夠確定它們的缺省路由器。
在ND消息中插入了附加信息，如MTU或鏈路層地址，這減少了鏈路上需要的信息交換數(shù)量，卻取得IPv4中相同的結(jié)果。下面是一些示例：
在RA消息中攜帶路由器的鏈路層地址。因此鏈路上的所有節(jié)點(diǎn)，在沒有任何額外的消息流的情況下，知道了這個(gè)地址；
目標(biāo)鏈路層地址，插入在重定向消息中，為接收者（被重定向的）節(jié)省了任何額外的地址解析信息交換；
MTU，在RA中攜帶，使鏈路上的所有節(jié)點(diǎn)使用一致的MTU。
地址解析使用多播組（被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播地址），內(nèi)嵌目標(biāo)地址的一部分。因此，大多數(shù)情況下可能只有少數(shù)（大部分時(shí)間僅有目標(biāo)地址所有者）節(jié)點(diǎn)將被這個(gè)地址解析請(qǐng)求打斷。將此與IPv4 ARP比較，其中除了廣播（鏈路層廣播）地址解析請(qǐng)求（因?yàn)锳RP直接位于鏈路層之上）之外別無他法。人們希望解析鏈路層地址的IPv6方法將使擁有大量主機(jī)的子網(wǎng)更具有管理性，其方式是通過大量限制鏈路層廣播范圍，以使主機(jī)軟件層能夠處理。
有些新的功能是基本協(xié)議的一部分，如地址自動(dòng)配置和鄰居不可達(dá)性檢測，簡化了配置并提高了分組分發(fā)的魯棒性。
路由器公告和重定向消息以鏈路本地地址形式攜帶路由器地址，這使在主機(jī)中的路由器關(guān)聯(lián)信息對(duì)重新編址（針對(duì)全局前綴）更具有魯棒性。在IPv4中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)每次更改其尋址機(jī)制時(shí)，在主機(jī)上的缺省網(wǎng)關(guān)信息必須修改。
地址解析位于ICMP之上，使之在ND消息中可能使用標(biāo)準(zhǔn)的IP認(rèn)證和安全機(jī)制。在IPv4的ARP中不存在這樣的機(jī)制。

2.4.3 路由器和前綴發(fā)現(xiàn)

路由器發(fā)現(xiàn)使主機(jī)能夠定位鄰接（在線）的路由器，并學(xué)習(xí)和地址配置相關(guān)的前綴和參數(shù)。

為路由器和前綴發(fā)現(xiàn)定義了兩條消息：路由器請(qǐng)求（RS）消息和路由器公告（RA）消息。

通過在每個(gè)接口發(fā)送RA，路由器周期性地公告自身（引入一點(diǎn)隨機(jī)性以避免同步，這可能會(huì)出現(xiàn)在某些時(shí)間段內(nèi)沒有路由器被公告的情況發(fā)生）。這些非請(qǐng)求RA發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)“鏈路本地范圍多播地址”（FF02::1）。除了提供路由器地址外，RA能夠包含主機(jī)執(zhí)行下一跳判定的有用信息，如下所示：

缺省路由器的候選路由器列表（參見“缺省路由器選擇”部分所描述的算法）。
應(yīng)該用于自動(dòng)配置的參數(shù)（參見“自動(dòng)配置”部分）。
在線前綴列表（參見2.4.8小節(jié)），該信息使路由器發(fā)現(xiàn)消息在前綴發(fā)現(xiàn)過程中非常有用。
RA消息也能作為來自主機(jī)請(qǐng)求（RS）的一個(gè)響應(yīng)發(fā)送。這個(gè)選項(xiàng)在移動(dòng)性中證明非常有用，用來加速自動(dòng)配置。這些被請(qǐng)求的RA或者發(fā)往所有節(jié)點(diǎn)地址或發(fā)往RS的主機(jī)的單播地址。由于RS請(qǐng)求來自在線路由器的一個(gè)響應(yīng)，典型情況下它發(fā)往所有路由器多播組。圖2-21給出了一個(gè)被請(qǐng)求的和一個(gè)非請(qǐng)求的RA信息交換的流程。

注釋：

在一種被請(qǐng)求的RA情況下，當(dāng)RS沒有提供任何IPv6 SA時(shí)（典型情況是依靠RA自動(dòng)配置自身的主機(jī)），RA響應(yīng)發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)。
圖2-22給出一個(gè)簡單示例，其中一臺(tái)Cisco路由器（Valbonne）發(fā)送周期性的RA給一臺(tái)主機(jī)（主機(jī)1）。接口配置是灰色的，打開了NDP排錯(cuò)，debug輸出顯示在RA流程下面。

圖2-22顯示了和RA流程交織在一起的debug跟蹤信息。

show ipv6 routers命令在Cisco路由器上用來顯示從其他在線路由器接收到的RA信息。僅有1臺(tái)路由器發(fā)送RA，僅有1臺(tái)主機(jī)將之安裝到它們的數(shù)據(jù)庫（譯者注：路由數(shù)據(jù)庫）中。因此在圖2-22的配置中，這條命令僅適用于主機(jī)1（在主機(jī)模式中的一臺(tái)Cisco路由器）。例2-10顯示了該命令的輸出。

例2-10 從主機(jī)角度來看被公告的路由器

2.4.4 地址解析

鄰居請(qǐng)求和鄰居公告分組用來執(zhí)行幾個(gè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)操作：

鏈路層地址解析；
重復(fù)地址檢測（DAD）；
鄰居不可達(dá)性檢測（NUD）。
DAD和NUD在下一小節(jié)中描述。ND鏈路層解析提供了與IPv4中ARP類似的服務(wù)，雖然使用的方法有些不同。

為IPv6地址解析定義了兩條ICMPv6消息：鄰居請(qǐng)求（NS）消息和鄰居公告（NA）消息。NS是請(qǐng)求并包含目標(biāo)（被請(qǐng)求的）IPv6地址。NA是響應(yīng)且包含了匹配接口的鏈路層地址。

當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)得知一個(gè)特定的下一跳或目的IPv6地址在線時(shí)（參見2.4.8小節(jié)的“下一跳判定”部分），它在確定的鏈路上發(fā)送一條NS，以獲得匹配IPv6地址的鏈路層地址。預(yù)期的響應(yīng)是一條NA。

NS是到被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播組的多播分組，內(nèi)嵌了被請(qǐng)求IPv6地址的右面24位。潛在地存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)注冊到相同的被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播地址，該地址的“擁有者”是其中一個(gè)。擁有者和多播組的其他成員均收到這個(gè)NS，但只有擁有者以NA回答。

注釋：

NDP是一種可靠的協(xié)議。在大多數(shù)鏈路類型上，這工作得很好，因?yàn)椤皝G失”一條消息（如一條NS或NA）的概率較低。但在無線鏈路上，這可能成為一個(gè)問題。特別地，DAD可能斷定一個(gè)地址是可以自由使用的，但事實(shí)上，NA丟了。
一臺(tái)主機(jī)也能夠發(fā)送一條非請(qǐng)求的NA。當(dāng)然節(jié)點(diǎn)期望通知鏈路上的其他節(jié)點(diǎn)，通知它的鏈路層地址發(fā)生了變化。非請(qǐng)求的NA發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)多播地址。

在節(jié)點(diǎn)接收到NA之后，斷定從其接收到這條信息的鄰居是“可達(dá)的”。監(jiān)測可達(dá)性是NUD的目的。參見2.4.8小節(jié)有關(guān)“鄰居不可達(dá)性檢測”和“可達(dá)性的狀態(tài)機(jī)”部分以了解細(xì)節(jié)。圖2-23顯示出地址解析過程的流程。

在Cisco路由器上，關(guān)聯(lián)（第3層地址，鏈路層地址）存儲(chǔ)在鄰居緩存中。在每臺(tái)路由器上運(yùn)行命令show ipv6 neighbor，列出鄰居緩存的內(nèi)容。在例2-11中，biot鄰居緩存有兩個(gè)條目與路由器valbonne相關(guān)：地址是2001:200::72b和FE80::A8BB:CCFF:FE01:F600。它們列出的是“可達(dá)”狀態(tài)，同時(shí)還有相應(yīng)的鏈路層地址。

2.4.5 將一臺(tái)主機(jī)重定向到一個(gè)更合適的下一跳

路由器發(fā)送重定向消息，通知主機(jī)一個(gè)更合適的下一跳，無論是另一臺(tái)路由器還是最后的目的地自身，它應(yīng)該在相同鏈路上。IPv6重定向機(jī)制類似于IPv4重定向機(jī)制。僅有一條消息，即重定向消息，是獲得重定向功能所必要的。它包含更合適下一跳的IP地址和重定向的目的地IP地址。如果更合適下一跳（R2）的鏈路層地址已知，它能夠插入到由發(fā)出重定向消息的路由器（R1）所發(fā)送的重定向分組中。

注釋：

在理論上，前面所描述的過程能夠在主機(jī)和路由器R2之間節(jié)省一次地址解析信息交換。在實(shí)際中，這可能受限。路由器R2在某些情況下可能將某些流量路由到主機(jī)。如這樣做的話，它將需要發(fā)起一個(gè)NS/NA交換以確定主機(jī)的鏈路層地址。如果主機(jī)已經(jīng)發(fā)起過一個(gè)尋找R2鏈路層地址的地址解析流，那么這個(gè)流就是不必要的。NS發(fā)起者的鏈路層地址可能確實(shí)作為一個(gè)選項(xiàng)已經(jīng)插入到NS分組中。
圖2-24顯示了重定向消息的流程。

2.4.6 反向鄰居發(fā)現(xiàn)

如前所述，ND為IPv6執(zhí)行了IPv4中ARP的相同功能。在此上下文中，驅(qū)使產(chǎn)生反向ARP協(xié)議的類似原因?qū)е聦?duì)IPv6 ND的擴(kuò)展，稱為IPv6反向鄰居發(fā)現(xiàn)（IND）。這個(gè)擴(kuò)展的詳細(xì)內(nèi)容在RFC 3122中規(guī)范。

IPv6 IND使一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)W習(xí)已知鏈路層地址的IPv6地址。為了獲得這個(gè)信息，它發(fā)送請(qǐng)求并接收公告。IND最早是為幀中繼網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的，但也可以應(yīng)用到其他具有類似行為的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)。兩條信息——反向鄰居發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求（INS）和反向鄰居發(fā)現(xiàn)公告（INA）——已經(jīng)定義。INS包含源鏈路層地址和目標(biāo)鏈路層地址（發(fā)送者意圖得到它的IPv6地址）。應(yīng)答（INA）包含源鏈路層地址、目標(biāo)鏈路層地址和一個(gè)目標(biāo)地址列表。它包含接口的一個(gè)或多個(gè)IPv6地址列表，該接口由觸發(fā)INA的INS消息中的目標(biāo)鏈路層地址標(biāo)識(shí)。

請(qǐng)注意，在撰寫本書之時(shí)，在Cisco路由器上不支持RFC 3122。

2.4.7 代理鄰居發(fā)現(xiàn)

一個(gè)IPv4節(jié)點(diǎn)具有為不理解子網(wǎng)的主機(jī)代理子網(wǎng)（或者被錯(cuò)誤配置）或缺省路由器的能力。這項(xiàng)功能有時(shí)指代理ARP，在RFC 1027中規(guī)范。IPv6沒有傳承該概念；相反，它要求IPv6主機(jī)處理RA并且在非本地流量能夠發(fā)送之處配置一臺(tái)缺省路由器。對(duì)多數(shù)系統(tǒng)而言，代理整個(gè)子網(wǎng)可能是不可操作的。它們將接口設(shè)置在混雜模式，或所有多播模式以接收所有NS，但是除了可能引發(fā)性能問題之外，不是所有系統(tǒng)都支持這些模式。

在一些情況下，對(duì)路由器可能證明是有用的，即它代替遠(yuǎn)離鏈路的節(jié)點(diǎn)，但這些節(jié)點(diǎn)不想讓其鄰居知道它們不在線上。一個(gè)典型范例是一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)離開鏈路。為了獲得這種有限的代理地址解析功能，路由器必須注冊到它想代理的被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)多播地址并代替它們應(yīng)答NS。

2.4.8 鄰居發(fā)現(xiàn)算法

已經(jīng)定義了許多ND算法描述主機(jī)和路由器在多種運(yùn)營環(huán)境中的預(yù)期行為。下面的小節(jié)討論了這些算法。

一、下一跳判定
像在IPv4中一樣，一個(gè)需要轉(zhuǎn)發(fā)分組的節(jié)點(diǎn)必須判斷目的地是在線還是離線。在后一種情況中，它之后必須找到一個(gè)在線鄰居（下一跳），該鄰居能夠?qū)⒎纸M轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。最后，它必須解析在線目的地地址或在線下一跳，將之解析成一個(gè)鏈路層地址。

不像IPv4，一個(gè)目的地（或下一跳）能夠是在線的，不必轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)具有匹配目的地址的前綴。如果滿足下列情況，節(jié)點(diǎn)認(rèn)為一個(gè)地址是在線的：

通過它的鏈路地址前綴之一它將能被覆蓋到；
從那個(gè)地址收到一條NA；
從那個(gè)地址收到任意ND消息；
它收到一條RA，其中在前綴信息選項(xiàng)中有這個(gè)前綴；
它收到一條重定向消息，其目標(biāo)地址等于那個(gè)地址。
用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法在主機(jī)和路由器上有不同設(shè)置。一臺(tái)路由器有一個(gè)路由選擇表和一個(gè)鄰居緩存（和IPv4的ARP緩存相同）。前者（路由信息庫或RIB）包含匹配給定目的地的下一跳（最長匹配）；后者包含在線節(jié)點(diǎn)的鏈路層地址，或者是最終目的地或者是下一跳。Cisco路由器也有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表（轉(zhuǎn)發(fā)信息庫，或FIB），它將RIB更進(jìn)一步，通過預(yù)解析遞歸表項(xiàng)以加快轉(zhuǎn)發(fā)過程。在路由器中，常規(guī)路由機(jī)制優(yōu)先于從鄰居路由器通過前綴發(fā)現(xiàn)或路由器發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得的信息。之后NS/NA消息激活鏈路層解析。

例2-12顯示出圖2-24中一臺(tái)路由器的路由選擇表和鄰居。

例2-12 在一臺(tái)IPv6路由器上的路由選擇和鄰居信息

另一方面，在主機(jī)上，如路由選擇表或路由選擇協(xié)議等信息是不必要的。

RFC 2461描述了一組在主機(jī)中支持下一跳判定的概念性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

目的地緩存——包含最近有流量轉(zhuǎn)發(fā)到的目的地，還有下一跳（鄰居）選擇用來提供到鄰居緩存的連接。這個(gè)緩存由從重定向消息獲得的信息進(jìn)行更新。
前綴列表——包含匹配在線地址的前綴列表。這個(gè)列表從RA消息構(gòu)建而來。
缺省路由器列表——包含分組能夠發(fā)送到的在線路由器列表。
圖2-25顯示出基于RFC 2461的下一跳判定算法的主機(jī)模型。

主機(jī)首先在目的地緩存中進(jìn)行搜索，期望搜索到近期發(fā)送分組的目的地。如果是，目的地緩存給出使用的下一跳（可能是目的地自身），對(duì)鄰居緩存的后續(xù)搜索可能給出鏈路層地址。以粗線表示的路徑，在確定的流程中將最常用到。如果目的地不在目的地緩存中，將在前綴列表中搜索（由來自RA的信息維護(hù)）。作為最后的方法，通過缺省路由器選擇從所有在線路由器（通過發(fā)送RA獲知）中選擇一臺(tái)缺省路由器。

二、缺省路由器選擇
這又是一個(gè)針對(duì)主機(jī)的算法。路由器僅依賴于路由選擇協(xié)議（和路由選擇表）做出正確的下一跳判定。

不像IPv4，在一臺(tái)IPv6主機(jī)上不必定義一個(gè)缺省網(wǎng)關(guān)。主機(jī)為轉(zhuǎn)發(fā)其流量選擇一臺(tái)路由器作為下一跳的過程，在Internet草案“缺省路由器優(yōu)先和更具體的路由”中描述。它確定了3種不同類型的主機(jī)如下：

A類——忽略缺省路由器優(yōu)先級(jí)以及在RA選項(xiàng)路由信息中的更具體路由的主機(jī)。（參見“路由器和前綴發(fā)現(xiàn)”部分以了解詳細(xì)信息）。這些主機(jī)簡單地運(yùn)行在RFC 2461中描述的路由器選擇算法。基本情況下，A類主機(jī)從其缺省路由器列表中（從和主機(jī)共享一條鏈路的路由器收到的RA中構(gòu)建的）選擇一臺(tái)缺省路由器。如果存在任何可達(dá)路由器（依據(jù)狀態(tài)機(jī)，稱之為可達(dá)的；見“可達(dá)性狀態(tài)機(jī)”部分），它應(yīng)傾向于選擇之，否則如果存在任何其他在列表中的路由器，則選擇之。如果選中的路由器是不可達(dá)的，應(yīng)從列表中的所有其他路由器中按序選擇（因此，確保列表上的所有路由器由鄰居不可達(dá)性檢測算法進(jìn)行探測）。
B類——類似于A類主機(jī)，其中缺省路由器列表由RA中接收到的優(yōu)先級(jí)（低、中、高）獲得增強(qiáng)。缺省路由器選擇能夠基于這個(gè)優(yōu)先級(jí)而不是基于輪詢方式。
C類——實(shí)現(xiàn)路由選擇表的主機(jī)。當(dāng)它們接收到一條含有多個(gè)路由信息選項(xiàng)的RA時(shí)，它們安裝一條缺省路由::/0，指向發(fā)出RA的路由器；它們也安裝（或如果生命時(shí)間為0就卸載）指向在路由信息選項(xiàng)中發(fā)現(xiàn)的前綴路由，出現(xiàn)幾次就安裝幾次。當(dāng)一臺(tái)C類主機(jī)執(zhí)行下一跳判定并關(guān)于一個(gè)離線的目的地查詢它的路由選擇表時(shí)，它首先傾向于選擇可達(dá)路由器，之后才是不可達(dá)路由器；之后它使用最長匹配前綴；再后，它使用路由優(yōu)先級(jí)數(shù)值。
注意，不同類型的主機(jī)，在接收到相同RA分組時(shí)（在鏈路上的多播），選擇缺省路由器時(shí)，可能最終作出不同的判定。

注釋：

如前所述，鏈路上的每臺(tái)路由器可能公告前綴的一個(gè)列表，并建議將自己作為缺省路由器。一臺(tái)雙接入的主機(jī)可能潛在地從兩臺(tái)或多臺(tái)路由器接收到不連續(xù)的前綴列表，并從一個(gè)列表中選擇一個(gè)前綴用于自動(dòng)配置，形成一個(gè)SA。它之后可能使用這個(gè)地址（使用SAS選定）離開子網(wǎng)（譯者注：發(fā)送分組），通過的路由器是不通告形成這個(gè)地址的前綴的。
三、重復(fù)地址檢測
如在RFC 2462中所描述的，NS和NA消息也用來執(zhí)行重復(fù)地址檢測（DAD）。在將所有單播地址配置到一個(gè)接口之前，都要對(duì)其執(zhí)行DAD。基本原則是節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條NS，請(qǐng)求一個(gè)IPv6地址所有者，僅在沒有收到關(guān)于此請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)才將地址配置到其自身的一個(gè)接口上。

優(yōu)化的DAD正在建議對(duì)現(xiàn)有IPv6 ND（RFC 2461）和無狀態(tài)地址自動(dòng)配置（RFC 2462）算法進(jìn)行修改。其目的是最小化成功情況下的地址配置延遲（被節(jié)點(diǎn)選中的地址是唯一的），并在失敗情況下盡可能地減少中斷時(shí)間。優(yōu)化的DAD僅在自動(dòng)配置地址情況下執(zhí)行。它是一個(gè)有用的優(yōu)化，因?yàn)閷?duì)于良好分布的隨機(jī)地址或從唯一MAC以修改EUI-64格式構(gòu)建的基于接口ID的地址，DAD成功的幾率遠(yuǎn)高于失敗。

注釋：

DAD不必在任意播地址上執(zhí)行，因?yàn)閺亩x角度而言，一個(gè)任意播地址屬于多個(gè)節(jié)點(diǎn)。
四、鄰居不可達(dá)性檢測
與一個(gè)鄰居的通信由于多種原因可能失敗。如果到目的地的路徑（在鏈路上）已經(jīng)出現(xiàn)故障，恢復(fù)是可能的。當(dāng)檢測到故障時(shí)所觸發(fā)的恢復(fù)機(jī)制，依據(jù)鄰居是否是最終目的地而不同。如果是，應(yīng)該初始地址解析。否則，應(yīng)該選擇一個(gè)不同的下一跳。這就落在了下一跳判定算法范疇（在“下一跳判定”中已解釋），其中能夠使用兩種機(jī)制。路由器通常使用它們的路由選擇表，而主機(jī)運(yùn)行路由器選擇算法（參見“缺省路由器選擇”部分）。

鄰居不可達(dá)性檢測（NUD）用來處理檢測故障。一個(gè)鄰居的可達(dá)性以兩種可能的方式獲得。第一種方法是來自于高層的確認(rèn)，即與這個(gè)鄰居的通信正在進(jìn)行（例如，接收到TCP分組確認(rèn)了以前發(fā)送的分組）。第二種方法是接收到一條NA，這是對(duì)一條NS的響應(yīng)，由節(jié)點(diǎn)發(fā)出用于尋求可達(dá)性確認(rèn)。任何其他方法，例如RA，不能用來確認(rèn)一個(gè)鄰居的可達(dá)性。除非有新的確認(rèn)開始，鄰居之后保持一段有限時(shí)間的可達(dá)性。如果確認(rèn)不是按照時(shí)序方式接收到，鄰居就被認(rèn)為是不可達(dá)的，恢復(fù)機(jī)制就發(fā)生作用。在ND緩存中的鄰居表項(xiàng)的完全狀態(tài)圖在下面詳細(xì)描述。

五、可達(dá)性狀態(tài)機(jī)
鄰居緩存維持一個(gè)鄰居列表，其中流量最近向它們發(fā)送過。

圖2-26顯示出鄰居緩存的一個(gè)狀態(tài)圖。

在圖2-26中，下列事件將產(chǎn)生5個(gè)狀態(tài)之一的狀態(tài)遷移（INCOMPLETE、REACHABLE、DELAY、STALE和PROBE）：

NA1——收到一條Solicited=0（被請(qǐng)求=0）的NA。
NA2——收到一條Solicited=1（被請(qǐng)求=1）的NA。
NA3——收到一條NA，其中Solicited=1（被請(qǐng)求=1）且
Override=1（改寫=1）；
Override=0（改寫=0），鏈路層地址與緩存的內(nèi)容相同。
NA4——收到一條NA，其中Solicited=1（被請(qǐng)求=1）、Override=0（改寫=0），鏈路層地址不同于緩存內(nèi)容。
NA5——收到一條NA，其中Solicited=0（被請(qǐng)求=0）、Override=1（改寫=1），鏈路層地址不同于緩存內(nèi)容。
O——收到其他ND分組，例如NS、RS、RA、重定向，鏈路層地址不同于緩存內(nèi)容。
S——發(fā)送分組。
T——超時(shí)（注意每個(gè)狀態(tài)有一個(gè)定時(shí)器，進(jìn)入狀態(tài)時(shí)開始計(jì)時(shí)）。
Te——超時(shí)且重試次數(shù)。
U——高層可達(dá)性確認(rèn)。

一個(gè)表項(xiàng)的典型生命期示于（以雙重方式）圖2-26中的狀態(tài)圖中。一個(gè)表項(xiàng)是一個(gè)IPv6地址和一個(gè)鏈路層地址間的映射。表項(xiàng)創(chuàng)建時(shí)狀態(tài)為INCOMPLETE（鏈路層地址不可知），這時(shí)發(fā)送一條NS以獲得鏈路層地址。一旦收到響應(yīng)（NA），表項(xiàng)就移到REACHABLE狀態(tài)，并且流量被轉(zhuǎn)發(fā)。如果在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)（通常為30s）路由器看不到鄰居流量，表項(xiàng)移到STALE狀態(tài)。從那里，表項(xiàng)可能直接移回REACHABLE（典型情況下是收到高層可達(dá)性確認(rèn)）或者轉(zhuǎn)到DELAY（如果有分組發(fā)送到這個(gè)鄰居），其中要發(fā)送一條新的NS，或者在STALE狀態(tài)（典型情況以小時(shí)計(jì)）一段時(shí)間之后被刪除（在我們的例子中）。

六、自動(dòng)配置
地址自動(dòng)配置用來自動(dòng)為一臺(tái)主機(jī)配置地址。在RFC 2462中規(guī)范了地址自動(dòng)配置。它使用NDP（更具體的是RA）來獲得前綴，基于這個(gè)前綴構(gòu)建地址，接著ND（更具體的是NS和NA消息）測試構(gòu)建的地址是否已經(jīng)在用。自動(dòng)配置的缺省機(jī)制是無狀態(tài)的。另外一種機(jī)制，即有狀態(tài)的，能夠使用且在RFC 3315中規(guī)范。這兩種機(jī)制在第3章的3.2.1小節(jié)中描述。

2.4.9 鄰居發(fā)現(xiàn)一瞥

表2-14總結(jié)了ND信息以備快速查閱。

表2-14 NDP一瞥

1SLLA：源鏈路層地址。

2TLLA：目標(biāo)鏈路層地址。

3必要的選項(xiàng)。

IPv6絲毫不限于本章所提到（回顧）的協(xié)議。但本章講到了基礎(chǔ)元素（基本協(xié)議），為您提供了理解IPv6和IPv4間大多數(shù)差異的工具。牢記這些內(nèi)容，下一章考察IPv6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這些協(xié)議全部構(gòu)建于IPv6尋址、ICMPv6和鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議之上。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《部署IPv6网络（修订版）》一2.4 邻居发现协议的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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