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Neighbor Discovery Protocol (NDP) é um componente essencial do protocolo de Internet IPv6. Ele foi projetado para facilitar a configuração e manutenção automática de endereços IPv6, bem como para descobrir e manter informações sobre vizinhos em uma rede.
O protocolo Neighbor Discovery (ND) em IPv6 utiliza diversos tipos de mensagens para realizar suas funções. Os tipos de mensagens utilizados pelo ND estão listados abaixo:
Solicitação de roteador
Os nós enviam mensagens multicast de solicitação de roteador para solicitar informações de configuração de rede dos roteadores presentes na rede. Essas mensagens são usadas para obter mensagens de anúncio de roteador de roteadores para obter informações sobre parâmetros de configuração de rede, como prefixos disponíveis e opções de roteamento.
Anúncio de roteador
Os roteadores enviam mensagens de anúncio de roteador para informar os nós da rede sobre sua presença e fornecer-lhes informações sobre a configuração da rede. Essas mensagens contêm, por exemplo, o endereço IPv6 do roteador e parâmetros de configuração da rede, como opções de prefixo e intervalos de tempo de renovação de endereço. Os nós usam essas informações para configurar automaticamente seus endereços IPv6 para se adaptarem à configuração da rede.
Solicitação de vizinho
Esta mensagem ICMPv6 é usada para obter informações sobre um endereço IPv6 específico. Um nó envia uma solicitação de vizinho multicast para descobrir o endereço MAC associado a um endereço IPv6 conhecido.
Anúncio vizinho
Além das mensagens de Anúncio de Vizinhos usadas para responder às Solicitações de Vizinhos, os nós também podem enviar Anúncios de Vizinhos periódicos para manter atualizadas informações sobre seu status e disponibilidade. Essas mensagens são utilizadas para informar outros nós da rede que eles ainda estão ativos e disponíveis para comunicação.
Redirecionar
Esta mensagem ICMPv6 é usada quando um nó precisa informar outros nós da rede sobre o melhor caminho para um destino específico por meio de uma interface diferente. O nó remetente envia uma mensagem de redirecionamento contendo o endereço IP de destino e o endereço IP do próximo salto.
Detecção de inacessibilidade de vizinho
O ND também inclui um mecanismo para detectar a inacessibilidade de vizinhos na rede. Quando um nó para de receber mensagens de um vizinho por um determinado período de tempo, ele envia mensagens de remoção de vizinhança para informar outros nós sobre a inacessibilidade do vizinho. Isso permite que os nós atualizem sua tabela vizinha e evitem enviar pacotes para um destino inacessível.
O ND consiste em várias mensagens e processos que permitem que os nós de uma rede IPv6 descubram e se comuniquem com outros nós vizinhos. O Neighbor Discovery Protocol em IPv6 possui várias funções importantes que desempenha em uma rede. Esses recursos incluem:
Resolução de endereço
A resolução de endereços em IPv6 é o processo pelo qual um nó determina o endereço da camada de enlace (endereço MAC) correspondente a um endereço IPv6 específico. Isso é feito usando o protocolo Neighbor Discovery, que consiste em dois tipos de mensagens: Neighbor Solicitation e Neighbor Advertisement.
Abaixo está uma explicação detalhada do processo de resolução de endereços em IPv6:
Solicitação de vizinho
- Quando um nó precisa saber o endereço MAC correspondente a um endereço IPv6, ele envia uma mensagem de Solicitação de Vizinho (NS) para o endereço IPv6 de destino. A mensagem NS é enviada como um pacote multicast IPv6 solicitando resolução de endereço.
- A mensagem NS contém o endereço IPv6 de destino e o endereço MAC de origem do nó remetente é usado.
Anúncio vizinho
- Quando o nó de destino recebe a mensagem NS, ele verifica se o seu endereço IPv6 corresponde ao endereço de destino na mensagem.
- Se houver uma correspondência, o nó de destino responde com uma mensagem Neighbor Advertisement (NA) contendo seu endereço MAC.
- A mensagem NA é enviada como um pacote unicast IPv6 para o nó remetente, e o nó remetente usa o endereço MAC recebido para estabelecer comunicação com o nó de destino.
Atualização da tabela vizinha
- Cada nó mantém uma tabela de vizinhos onde os endereços IPv6 e endereços MAC dos vizinhos conhecidos são armazenados.
- Quando uma mensagem NA é recebida, o nó remetente atualiza sua tabela de vizinhos com o endereço IPv6 e o endereço MAC do nó de destino.
Esta tabela de vizinhos é usada para agilizar futuras resoluções de endereços, evitando a necessidade de enviar mensagens NS repetitivas.
É relevante levar em consideração que o procedimento de resolução de endereços no IPv6 possui semelhanças com o Address Resolution Protocol (ARP) no IPv4, embora existam algumas diferenças entre os dois.
Detecção de Duplicação de Endereço
A detecção de duplicação de endereços em IPv6 é um processo usado para garantir que um endereço IPv6 específico não esteja sendo usado por outro nó na rede. Isso evita conflitos e garante a exclusividade dos endereços na rede. Abaixo está uma descrição abrangente de como é realizado o processo de detecção de duplicação de endereços no IPv6, explicando detalhadamente como funciona:
Geração de um novo endereço IPv6
- Quando um nó precisa configurar um novo endereço IPv6, manualmente ou por meio de configuração automática, ele gera um novo endereço com base em determinados parâmetros, como prefixo de rede e identificador de interface.
- O nó garante que o novo endereço gerado não esteja em uso na rede.
Pedido de vizinhos
- Depois que o nó tiver configurado o novo endereço IPv6, ele enviará uma mensagem multicast de solicitação de vizinho para o endereço IPv6 que deseja verificar.
- A solicitação de vizinho contém o endereço IPv6 que está sendo verificado e é enviada usando o endereço da camada de enlace de origem do nó remetente.
Resposta dos vizinhos
- Se houver outro nó na rede usando o mesmo endereço IPv6, ele responderá à mensagem Neighbor Request com uma mensagem Neighbor Advertisement indicando que o endereço já está em uso.
- O nó que realizou a verificação recebe a resposta do Anúncio do Vizinho e detecta que há um endereço duplicado.
Selecionando um novo endereço
- Uma vez detectada a duplicação de endereços, o nó que realizou a verificação deve selecionar um novo endereço IPv6 para evitar conflitos.
- Você pode gerar um novo endereço usando um método diferente, como uma alteração no identificador da interface ou usando outra opção de configuração automática, se disponível.
Atualização da tabela vizinha
- Após selecionar um novo endereço, o nó atualiza sua tabela de vizinhos com o novo endereço IPv6 e o endereço MAC correspondente.
- Isto garante que a tabela de vizinhos seja atualizada com as informações corretas para futuras comunicações na rede.
O processo de detecção de duplicação de endereços IPv6 permite que os nós verifiquem a exclusividade dos endereços IPv6 antes de usá-los. Ao enviar uma solicitação de vizinho e receber uma resposta de anúncio de vizinho, os nós podem detectar e evitar possíveis conflitos de endereço na rede. Isto contribui para a operação estável e ininterrupta da rede IPv6.
Descoberta de roteador
A descoberta de roteadores em IPv6 é um processo pelo qual os nós de uma rede local identificam e obtêm informações sobre os roteadores disponíveis na rede. Isso permite que os nós determinem a rota ideal para enviar pacotes e configurem parâmetros de rede relevantes.
A descoberta do roteador funciona da seguinte maneira:
Anúncios de roteador
- Os roteadores na rede enviam periodicamente mensagens chamadas “Router Advertisements” usando o endereço multicast “All-Routers”.
- Essas mensagens contêm informações essenciais para configuração do nó, como prefixos de rede, intervalo de tempo de renovação de endereço e outros parâmetros de configuração.
Solicitações de roteador
- Os nós podem enviar mensagens “Router Solicitations” para o endereço multicast “All-Routers” para solicitar informações de configuração dos roteadores disponíveis na rede.
- Isto pode ser útil, por exemplo, quando um nó acaba de ingressar na rede ou quando precisa de atualizações de configuração.
Processando mensagens de anúncio do roteador
- Quando um nó recebe uma mensagem de anúncio de roteador, ele examina seu conteúdo e extrai informações relevantes.
- Isto pode incluir prefixos de rede anunciados, que especificam o escopo e a configuração do endereço IPv6 que o nó pode usar.
Configurando endereços e parâmetros de rede
- Os nós usam as informações obtidas das mensagens de anúncio do roteador para configurar seus endereços IPv6 e outros parâmetros de rede.
- Por exemplo, um nó pode atribuir um endereço IPv6 com base em prefixos de rede anunciados e definir o intervalo de tempo de renovação do endereço com base nas informações fornecidas pelos roteadores.
Atualização da tabela vizinha
- Cada nó mantém uma tabela de vizinhos onde são armazenados os endereços IPv6 e endereços MAC dos roteadores conhecidos.
- Quando um nó recebe uma mensagem de anúncio de roteador, ele atualiza sua tabela vizinha com o endereço IPv6 e o endereço MAC do roteador de publicidade.
- Isso permite que o nó selecione a rota ideal para enviar pacotes e estabelecer comunicação eficiente com os roteadores.
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