Protokół Neighbor Discovery Protocol (NDP) jest istotnym składnikiem protokołu internetowego IPv6. Został zaprojektowany, aby ułatwić automatyczną konfigurację i utrzymanie adresów IPv6, a także odkrywanie i przechowywanie informacji o sąsiadach w sieci.
Na końcu artykułu znajdziesz mały test to ci pozwoli oceniać wiedzę zdobytą w tej lekturze
Protokół Neighbor Discovery (ND) w IPv6 wykorzystuje kilka typów komunikatów do realizacji swoich funkcji. Typy wiadomości używane przez ND są wymienione poniżej:
Żądanie routera
Węzły wysyłają komunikaty Multicast Router Solicitation w celu żądania informacji o konfiguracji sieci od routerów obecnych w sieci. Komunikaty te służą do otrzymywania od routerów komunikatów typu „router anons” w celu uzyskania informacji o parametrach konfiguracji sieci, takich jak dostępne prefiksy i opcje routingu.
Reklama routera
Routery wysyłają komunikaty typu Router Advertisement, aby poinformować węzły sieciowe o swojej obecności i dostarczyć im informacji o konfiguracji sieci. Wiadomości te zawierają na przykład adres IPv6 routera i parametry konfiguracji sieci, takie jak opcje prefiksu i odstępy czasu odnawiania adresów. Węzły wykorzystują te informacje do automatycznego konfigurowania swoich adresów IPv6 w celu dostosowania do konfiguracji sieci.
Apel sąsiada
Ten komunikat ICMPv6 służy do uzyskania informacji o konkretnym adresie IPv6. Węzeł wysyła żądanie sąsiada w trybie multiemisji w celu wykrycia adresu MAC powiązanego ze znanym adresem IPv6.
Reklama sąsiada
Oprócz komunikatów z ogłoszeniami sąsiadów wykorzystywanymi do odpowiadania na zaproszenia sąsiadów, węzły mogą również wysyłać okresowe ogłoszenia sąsiadów, aby na bieżąco informować o ich statusie i dostępności. Komunikaty te służą do informowania innych węzłów w sieci, że są nadal aktywne i dostępne do komunikacji.
przekierowanie
Ten komunikat ICMPv6 jest używany, gdy węzeł musi poinformować inne węzły w sieci o najlepszej ścieżce do określonego miejsca docelowego za pośrednictwem innego interfejsu. Węzeł wysyłający wysyła wiadomość przekierowania zawierającą docelowy adres IP i adres IP następnego przeskoku.
Wykrywanie nieosiągalności sąsiada
ND zawiera także mechanizm wykrywania nieosiągalności sąsiadów w sieci. Kiedy węzeł przestaje odbierać wiadomości od sąsiada przez określony czas, wysyła wiadomości o usunięciu sąsiedztwa, aby poinformować inne węzły o nieosiągalności sąsiada. Dzięki temu węzły mogą aktualizować tabelę sąsiadów i unikać wysyłania pakietów do nieosiągalnego miejsca docelowego.
ND składa się z różnych komunikatów i procesów, które umożliwiają węzłom w sieci IPv6 wykrywanie i komunikowanie się z innymi sąsiednimi węzłami. Protokół Neighbor Discovery Protocol w IPv6 ma kilka kluczowych funkcji, które pełni w sieci. Funkcje te obejmują:
Rozdzielczość adresu
Rozpoznawanie adresów w protokole IPv6 to proces, podczas którego węzeł określa adres warstwy łącza (adres MAC) odpowiadający konkretnemu adresowi IPv6. Osiąga się to za pomocą protokołu Neighbor Discovery, który składa się z dwóch typów wiadomości: Neighbor Solicitation i Neighbor Advertisement.
Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie procesu rozpoznawania adresów w protokole IPv6:
Apel sąsiada
- Kiedy węzeł musi znać adres MAC odpowiadający adresowi IPv6, wysyła wiadomość Neighbor Solicitation (NS) na docelowy adres IPv6. Komunikat NS jest wysyłany jako pakiet multiemisji IPv6 z żądaniem rozpoznania adresu.
- Wiadomość NS zawiera docelowy adres IPv6 i używany jest źródłowy adres MAC węzła wysyłającego.
Reklama sąsiada
- Gdy węzeł docelowy odbierze wiadomość NS, sprawdza, czy jego adres IPv6 jest zgodny z adresem docelowym w wiadomości.
- Jeśli występuje dopasowanie, węzeł docelowy odpowiada komunikatem Neighbor Advertisement (NA) zawierającym jego adres MAC.
- Wiadomość NA jest wysyłana jako pakiet emisji pojedynczej IPv6 do węzła nadawczego, a węzeł nadawczy wykorzystuje otrzymany adres MAC do nawiązania komunikacji z węzłem docelowym.
Aktualizacja tabeli sąsiadów
- Każdy węzeł utrzymuje tablicę sąsiadów, w której przechowywane są adresy IPv6 i adresy MAC znanych sąsiadów.
- Po odebraniu wiadomości NA węzeł wysyłający aktualizuje swoją tablicę sąsiadów o adresy IPv6 i adresy MAC węzła docelowego.
Ta tabela sąsiadów służy do usprawnienia przyszłego rozpoznawania adresów, unikając konieczności wysyłania powtarzających się komunikatów NS.
Należy wziąć pod uwagę, że procedura rozpoznawania adresów w protokole IPv6 jest podobna do protokołu rozpoznawania adresów (ARP) w protokole IPv4, chociaż istnieją między nimi pewne różnice.
Wykrywanie duplikacji adresów
Wykrywanie duplikacji adresów w protokole IPv6 to proces stosowany w celu zapewnienia, że określony adres IPv6 nie będzie używany przez inny węzeł w sieci. Pozwala to uniknąć konfliktów i zapewnia unikalność adresów w sieci. Poniżej znajduje się kompleksowy opis sposobu realizacji procesu wykrywania duplikacji adresów w protokole IPv6, wyjaśniający szczegółowo jak on działa:
Generowanie nowego adresu IPv6
- Kiedy węzeł musi skonfigurować nowy adres IPv6, ręcznie lub poprzez automatyczną konfigurację, generuje nowy adres na podstawie pewnych parametrów, takich jak prefiks sieci i identyfikator interfejsu.
- Węzeł pilnuje, aby wygenerowany nowy adres nie był aktualnie używany w sieci.
Sąsiedzi proszą
- Gdy węzeł skonfiguruje nowy adres IPv6, wysyła wiadomość multiemisji Neighbor Solicitation na adres IPv6, który chce zweryfikować.
- Żądanie sąsiada zawiera weryfikowany adres IPv6 i jest wysyłane przy użyciu adresu warstwy łącza źródłowego węzła wysyłającego.
Odpowiedź sąsiadów
- Jeśli w sieci znajduje się inny węzeł korzystający z tego samego adresu IPv6, odpowie on na wiadomość żądania sąsiada komunikatem ogłoszenia sąsiada wskazującym, że adres jest już używany.
- Węzeł, który przeprowadził weryfikację, otrzymuje odpowiedź na ogłoszenie sąsiada i wykrywa, że istnieje zduplikowany adres.
Wybór nowego adresu
- Po wykryciu duplikacji adresów węzeł, który przeprowadził weryfikację, musi wybrać nowy adres IPv6, aby uniknąć konfliktów.
- Nowy adres możesz wygenerować inną metodą, na przykład poprzez zmianę identyfikatora interfejsu lub korzystając z innej opcji autokonfiguracji, jeśli jest dostępna.
Aktualizacja tabeli sąsiadów
- Po wybraniu nowego adresu węzeł aktualizuje swoją tablicę sąsiadów o nowy adres IPv6 i odpowiadający mu adres MAC.
- Dzięki temu tabela sąsiadów będzie aktualizowana prawidłowymi informacjami na potrzeby przyszłej komunikacji w sieci.
Proces wykrywania duplikacji adresów IPv6 umożliwia węzłom weryfikację unikalności adresów IPv6 przed ich użyciem. Wysyłając żądanie sąsiada i otrzymując odpowiedź w postaci ogłoszenia sąsiada, węzły mogą wykryć i uniknąć potencjalnych konfliktów adresów w sieci. Przyczynia się to do stabilnej i nieprzerwanej pracy sieci IPv6.
Wykrywanie routera
Wykrywanie routerów w protokole IPv6 to proces, podczas którego węzły w sieci lokalnej identyfikują i uzyskują informacje o routerach dostępnych w sieci. Dzięki temu węzły mogą określić optymalną trasę wysyłania pakietów i skonfigurować odpowiednie parametry sieci.
Wykrywanie routera działa w następujący sposób:
Reklamy routerów
- Routery w sieci okresowo wysyłają komunikaty zwane „reklamami routerów”, korzystając z adresu multiemisji „All-Routers”.
- Komunikaty te zawierają istotne informacje dotyczące konfiguracji węzła, takie jak prefiksy sieciowe, odstęp czasu odnawiania adresów i inne parametry konfiguracyjne.
Zapytania o routery
- Węzły mogą wysyłać komunikaty „Router Solicitation” na adres multiemisji „All-Routers” w celu żądania informacji konfiguracyjnych od dostępnych routerów w sieci.
- Może to być przydatne na przykład wtedy, gdy węzeł właśnie dołączył do sieci lub gdy potrzebuje aktualizacji konfiguracji.
Przetwarzanie komunikatów ogłoszeń routera
- Kiedy węzeł odbiera wiadomość z ogłoszeniem routera, sprawdza jej zawartość i wydobywa istotne informacje.
- Może to obejmować anonsowane prefiksy sieciowe, które określają zakres i konfigurację adresu IPv6, z którego może korzystać węzeł.
Konfiguracja adresów i parametrów sieciowych
- Węzły wykorzystują informacje uzyskane z komunikatów reklamowych routera do konfigurowania swoich adresów IPv6 i innych parametrów sieciowych.
- Na przykład węzeł może przypisać adres IPv6 na podstawie anonsowanych prefiksów sieciowych i ustawić odstęp czasu odnawiania adresu na podstawie informacji dostarczonych przez routery.
Aktualizacja tabeli sąsiadów
- Każdy węzeł utrzymuje tablicę sąsiadów, w której przechowywane są adresy IPv6 i adresy MAC znanych routerów.
- Gdy węzeł odbierze wiadomość z ogłoszeniem routera, aktualizuje swoją tablicę sąsiadów o adresy IPv6 i adresy MAC routera rozgłaszającego.
- Dzięki temu węzeł może wybrać optymalną trasę do wysłania pakietów i efektywnie nawiązać komunikację z routerami.
Krótki quiz wiedzy
Co sądzisz o tym artykule?
Czy odważysz się ocenić zdobytą wiedzę?
Książka polecana do tego artykułu
Książka IPv6 z MikroTikiem, RouterOS v7
Materiały do kursu certyfikacyjnego MTCIPv6E zaktualizowane do wersji RouterOS v7