移動IP技術 第五講 ICMPv6協(xié)議和ND協(xié)議

移動IP技術mobileIP第五講ICMPv6協(xié)議和ND協(xié)議一ICMPv6協(xié)議二ND協(xié)議三ICMPv6消息一ICMPv6概述二ICMPv6錯誤報告消息1.ICMPv6協(xié)議ICMPv6協(xié)議RFCRFC4443 InternetControlMessageProtocol(ICMPv6)fortheInternetProtocolVersion6(IPv6)Specification

1.1.1ICMPv6協(xié)議：功能ICMPv6用來報告IPv6節(jié)點在包處理過程中出現(xiàn)的錯誤，并完成網(wǎng)絡層的其他功能（如：

ping6診斷功能、組播組成員管理）ICMPv6實現(xiàn)IPv4中ICMP、ARP和IGMP的功能所有的IPv6節(jié)點都必須實現(xiàn)ICMPv6的功能1.1.2ICMPv6在IPv6包中的封裝封裝格式：通常，我們稱ICMPv6報文為“ICMPv6消息”，稱觸發(fā)ICMPv6消息的IPv6包為invoking包IPv6擴展頭（nextheader：58）ICMPv6消息IPv6基本頭1.1.3ICMPv6協(xié)議：消息格式消息格式Type：消息類型Code：具體消息類型下的消息編碼，消息編碼從屬于消息類型8bit8bit16bit32bit1.1.4ICMPv6協(xié)議：消息分類ICMPv6錯誤報告消息（Type值1～127）Type＝1 目的不可達Type＝2 包太大Type＝3 超時Type＝4 參數(shù)錯ICMPv6報告消息（Type值128～255）Type＝128 請求回應消息Type＝129 回應消息1.1.5ICMPv6協(xié)議：源地址的選定一個節(jié)點如果配置了多個單播地址，生成ICMPv6消息時，必須進行源地址選擇：對一個目的地址是節(jié)點某個單播地址的報文，選擇該單播地址作為ICMPv6消息的源地址對其它目的地址報文（組播地址、任意播地址、或非本節(jié)點地址的單播地址），源地址必須是本節(jié)點的某個單播地址ICMPv6源地址必須是單播地址1.1.6ICMPv6協(xié)議：校驗和的計算采用IPv6偽首部計算校驗和校驗和計算報文由“IPv6偽首部+ICMPv6消息”構成偽首部中的協(xié)議域為58三ICMPv6消息一ICMPv6概述二ICMPv6錯誤報告消息1.ICMPv6協(xié)議1.2.1ICMPv6目的不可達消息消息格式：消息的含義：無法將invoking包遞交給目的地址1.2.2ICMPv6目的不可達消息：說明產(chǎn)生節(jié)點：轉(zhuǎn)發(fā)路由器或源節(jié)點的IPv6層ICMPv6消息中的域Code:無法將invoking包遞交目的地址的原因

0---找不到去指定目的的路由

1---要去的目的地址被網(wǎng)絡禁止

2---目的地址范圍超過源地址范圍

3---地址不可達，如MAC地址解析失敗

4---端口不可達

5---源地址安檢被拒

6---目的地址路由被拒1.2.3LinkMTUlinkMTU：鏈路上所能傳輸?shù)淖畲髨笪拈L度路由器的linkMTU：一個路由器至少連接兩個link，每個link有各自的MTU，而且可能不同什么時候需要對包進行分段：包大于linkMTU時！1.2.4ICMPv6包太大消息：格式消息格式：消息的含義：invoking包大于路由器出口鏈路的MTU1.2.5ICMPv6包太大消息：說明消息的產(chǎn)生節(jié)點：路由器ICMPv6消息中的域Type：2Code:由消息的發(fā)送者置為0，消息的接收者不檢查本域的值MTU：產(chǎn)生該消息的路由器的出口鏈路的最大傳輸單元就是通知源節(jié)點，包大于此MTU導致無法繼續(xù)進行數(shù)據(jù)傳送1.2.6IPv4分段vs.IPv6分段IPv4：包的分段由沿途路由器根據(jù)包途經(jīng)的鏈路MTU進行，如果包大于要傳輸鏈路的MTU，對其分段優(yōu)點：源節(jié)點不需要了解任何目的節(jié)點、中間路徑的網(wǎng)絡信息，使得Internet有很好的擴展性帶來的問題：消耗了沿途路由器的處理能力和時間，大大影響了網(wǎng)絡傳輸性能1.2.6IPv4分段vs.IPv6分段IPv6：包的分段由源節(jié)點進行，沿途所經(jīng)路由器不再對包進行任何分段操作優(yōu)點：解放了路由中間節(jié)點，路由器不用考慮包的細節(jié)，只專注于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，大大提高了網(wǎng)絡性能帶來的問題：如果包大于路由器出口鏈路MTU，有何結果？丟包！Q：如果源節(jié)點發(fā)出的分段后的IPv6報文超過路由器某個link的MTU，報文將被丟棄，如果源節(jié)點不知道將報文改小，結果就是一直丟包。如何避免？A：源節(jié)點如果知道路徑上所有MTU的最小值，以這個值為標準進行分段，省時省力的最優(yōu)選擇！1.2.7路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議（PATHMTUDiscovery）路徑MTU：從源到目的路徑上所有l(wèi)inkMTU的最小值在源節(jié)點運行該協(xié)議利用ICMPv6的包太大消息實現(xiàn)PATHMTU發(fā)現(xiàn)功能1.2.7路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議路徑MTU發(fā)現(xiàn)過程：

源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送報文，負責轉(zhuǎn)發(fā)的路由器一旦發(fā)現(xiàn)包長超過linkMTU，向源報ICMPv6包太大消息并回填linkMTU值，源節(jié)點修改發(fā)送包長度重新發(fā)送。重復直到包到達目的節(jié)點，不再收到ICMPv6包太大消息為止。1.2.8路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議：舉例1.2.8路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議：舉例1.2.8路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議：舉例1.2.8路徑MTU發(fā)現(xiàn)協(xié)議：舉例1.2.9ICMPv6超時消息：格式消息格式：消息的含義： 對invoking包的處理超時1.2.10ICMPv6超時消息：說明消息的產(chǎn)生節(jié)點：路由器或終節(jié)點ICMPv6消息中的域Type：3Code:0---跳數(shù)限制超時

1---對分段包進行重組超時1.2.11ICMPv6參數(shù)錯消息：格式消息格式：消息的含義：

invoking包的格式有錯1.2.12ICMPv6參數(shù)錯消息：說明消息的產(chǎn)生節(jié)點：IPv6節(jié)點ICMPv6消息中的域Code:0---在IPv6基本頭或者擴展頭中發(fā)現(xiàn)錯誤1---發(fā)現(xiàn)不識別的nextheader值2---發(fā)現(xiàn)不識別的IPv6選項類型Pointer：Invoking包中出現(xiàn)錯誤的域距離包頭的偏移量1.ICMPv6協(xié)議三ICMPv6報告消息一ICMPv6概述二ICMPv6錯誤報告消息1.3.1ICMPv6請求回應消息：格式消息格式：消息的含義： 主動請求目的節(jié)點給個回應1.3.2ICMPv6請求回應消息：說明消息的產(chǎn)生節(jié)點：IPv6節(jié)點IPv6頭中的目的地址：任何合法IPv6地址ICMPv6消息中的域Type：128Code：0Identifier：消息標識SequenceNumber：消息序列號Data：零字節(jié)或者多字節(jié)的任意數(shù)據(jù)1.3.3ICMPv6回應消息：格式消息格式：消息的含義：對請求節(jié)點的回應，告訴它：我們倆之間的網(wǎng)絡連接OK1.3.4ICMPv6回應消息：說明消息的產(chǎn)生節(jié)點：IPv6節(jié)點IPv6頭中的目的地址：ICMPv6請求回應消息包的源地址ICMPv6消息中的域Type：129Code：0Identifier、SequenceNumber、Data：請求回應消息中的值1.3.5ICMPv6請求回應和回應消息用于診斷兩個節(jié)點之間的網(wǎng)絡連接是否ok：對請求回應消息來講，可能收到的回應有：ICMPv6錯誤報告消息回應消息那么：收到ICMPv6錯誤報告消息：說明網(wǎng)絡有問題收到回應消息：說明網(wǎng)絡OK1.3.6ICMPv6報告消息：MLD消息type：130MulticastListenerQuery131MulticastListenerReport132MulticastListenerDone定義了組播組成員管理消息，RFC2710一ICMPv6協(xié)議二ND協(xié)議ND協(xié)議RFCRFC2461 NeighborDiscoveryforIPVersion6(IPv6)四重定向消息三鄰居請求和鄰居通告消息一ND概述二路由器通告和路由器請求消息2.ND協(xié)議2.1.1ND協(xié)議概述ND協(xié)議使用一系列ICMPv6報告信息來實現(xiàn)同一鏈路上的相鄰節(jié)點（鄰居）的交互管理ND協(xié)議以高效的組播和單播ND報文替代了以往基于廣播的IPv4地址解析協(xié)議（ARP）、ICMPv4路由器發(fā)現(xiàn)和ICMPv4重定向報文2.1.2ND協(xié)議功能路由器發(fā)現(xiàn)幫助主機來識別本地路由器相當于ICMPv4中的路由器發(fā)現(xiàn)功能前綴發(fā)現(xiàn)節(jié)點用來確定鏈路本地地址的地址前綴以及必須發(fā)送給路由器的地址前綴相當于ICMPv4中的地址掩碼請求/回應功能2.1.2ND協(xié)議功能參數(shù)發(fā)現(xiàn)幫助節(jié)點確定如本地鏈路MTU之類的信息

地址自動配置為IPv6接口自動配置地址地址解析幫助節(jié)點從目的IP地址確定本地節(jié)點（即鄰居）的鏈路層地址相當于ARP功能2.1.2ND協(xié)議功能鄰居不可達檢測幫助節(jié)點確定鄰居（目的節(jié)點或路由器）是否可達重復地址檢測幫助節(jié)點確定它想使用的地址在本地鏈路上是否已被占用2.1.2ND協(xié)議功能重定向有時節(jié)點選擇的轉(zhuǎn)發(fā)路由器對于待轉(zhuǎn)發(fā)的包而言并非最佳，這種情況下，該轉(zhuǎn)發(fā)路由器可以對節(jié)點進行重定向，以將包轉(zhuǎn)發(fā)到最佳的路由器相當于ICMPv4中的重定向功能2.1.3ND協(xié)議要用到的地址單播地址未指定地址 0:0:0:0:0:0:0:0或::

鏈路本地地址組播地址鏈路本地全節(jié)點地址 FF02::1鏈路本地全路由器地址 FF02::2請求節(jié)點地址 FF02::1:FFXX:XXXX2.1.4ND協(xié)議格式ND使用ICMPv6報告信息：Type＝133路由器請求Type＝134路由器通告Type＝135鄰居請求Type＝136鄰居通告Type＝137重定向8bit8bit16bit32bit2.ND協(xié)議四重定向消息三鄰居請求和鄰居通告消息一ND概述二路由器請求和路由器通告消息2.2.1路由器請求/通告消息：說明路由器周期性地發(fā)送路由器通告消息，向鏈路上的節(jié)點通告它的存在，通告可配置的鏈路和網(wǎng)絡參數(shù)主機可以請求本地路由器立即發(fā)送路由器通告消息路由器在收到來自主機的路由器請求消息時，立即發(fā)送通告信息周期性路由器通告消息的目的地址是鏈路本地全節(jié)點地址（組播地址）；觸發(fā)型路由器通告消息的目的地址是請求主機的單播地址2.2.2路由器請求消息：格式消息格式：說明：該消息由主機發(fā)出

由路由器接收并處理2.2.2路由器請求消息：格式ICMPv6字段：Type：133Code：0Reserved：全0IPv6頭部字段：源地址發(fā)送此消息的接口地址；當發(fā)送接口未分配地址時，為未指定地址目的地址：鏈路本地全路由器地址hoplimit：255可能的options選項：SourceLink-layerAddress：發(fā)送此消息的接口的鏈路層地址2.2.3路由器通告消息：格式消息格式：說明：該消息由路由器發(fā)出由所有網(wǎng)絡節(jié)點接收并處理2.2.3路由器通告消息：格式ICMPv6字段：CurHopLimit：接收節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時跳限的默認值；RouterLifetime：接收節(jié)點以此路由器作為默認路由器的有效時間ReachableTime：接收節(jié)點在收到一個鄰居的可達后，認為該鄰居處于可達的時間RetransTimer：接收節(jié)點發(fā)送兩次鄰居請求消息的時間單隔IPv6頭部字段：源地址：發(fā)送此消息的接口link-local地址目的地址：目的地址：觸發(fā)本消息的路由器請求消息源地址或鏈路本地全節(jié)點地址hoplimit：255可能的options選項：SourceLink-layerAddress：發(fā)送此消息的接口的鏈路層地址MTU：本鏈路的最大傳輸單元PrefixInformation：指定所有的地址前綴，用于地址自動配置2.2.4路由器請求/通告消息的功能路由器發(fā)現(xiàn)：用于主機定位同一鏈路上的鄰居路由器；前綴發(fā)現(xiàn)：幫助主機區(qū)分鏈路本地地址和需要通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)的地址，同時主機通過得到的前綴進行地址的自動配置；參數(shù)發(fā)現(xiàn)：幫助主機確定諸如本地鏈路MTU之類的信息。2.2.4路由器請求/通告消息的功能啟動節(jié)點發(fā)送路由器請求，收到路由器通告完成配置四重定向消息三鄰居請求和鄰居通告消息一ND概述二路由器請求和路由器通告消息2.ND協(xié)議2.3.1鄰居請求/通告消息：說明節(jié)點在收到鄰居請求后，發(fā)送鄰居通告消息，通知對方本節(jié)點的鏈路層地址；節(jié)點在自己的鏈路層地址發(fā)生改變時，主動發(fā)出鄰居通告消息通知其他節(jié)點；節(jié)點發(fā)送鄰居請求消息，期望獲得鄰居的鏈路層地址；節(jié)點發(fā)送鄰居請求，驗證它先前所獲得的鄰居鏈路層地址的是否可達；節(jié)點發(fā)送鄰居請求，驗證它自己的地址在本地鏈路上是否是唯一的；2.3.2鄰居請求消息：格式消息格式：2.3.2鄰居請求消息：格式ICMPv6字段：Type：135Code：0TargetAddress：請求目標的IPv6地址（不能為組播地址）IPv6頭部字段：源地址：地址解析或鄰居不可達檢測時，為發(fā)送接口的地址；重復地址檢測時，為未指定地址；目的地址：地址解析或重復地址檢測時，是由目標地址得到的請求節(jié)點組播地址；鄰居不可達檢測時，是目標地址hoplimit：255可能的options選項：SourceLink-layerAddress：發(fā)送此消息的接口的鏈路層地址2.3.3鄰居通告消息：格式消息格式：2.3.3鄰居通告消息：格式ICMPv6字段：R：路由器標志，1表示是路由器；S：請求標志，1表示是對鄰居請求的響應O：覆蓋標志，1表示鏈路層地址應當覆蓋原來的地址；TargetAddress：對響應鄰居請求的消息，是鄰居請求消息中的目標地址；對非請求的，為發(fā)生改變的鏈路層地址IPv6頭部字段：源地址：發(fā)送此消息的接口的地址；目的地址：對響應鄰