Giao thức Khám phá Hàng xóm (NDP) là một thành phần thiết yếu của giao thức Internet IPv6. Nó được thiết kế để hỗ trợ việc cấu hình tự động và bảo trì địa chỉ IPv6 cũng như khám phá và duy trì thông tin về những người hàng xóm trên mạng.
Ở cuối bài viết, bạn sẽ tìm thấy một phần nhỏ thử nghiệm điều đó sẽ cho phép bạn đánh giá kiến thức thu được trong bài đọc này
Giao thức Neighbor Discovery (ND) trong IPv6 sử dụng một số loại thông báo để thực hiện các chức năng của nó. Các loại thông báo được ND sử dụng được liệt kê dưới đây:
Gợi ý bộ định tuyến
Các nút gửi tin nhắn Multicast Router Solicitation để yêu cầu thông tin cấu hình mạng từ các bộ định tuyến có trên mạng. Các tin nhắn này được sử dụng để nhận tin nhắn Quảng cáo Bộ định tuyến từ bộ định tuyến nhằm lấy thông tin về các tham số cấu hình mạng, chẳng hạn như các tiền tố có sẵn và các tùy chọn định tuyến.
Quảng cáo bộ định tuyến
Bộ định tuyến gửi tin nhắn Quảng cáo Bộ định tuyến để thông báo cho các nút mạng về sự hiện diện của chúng và cung cấp cho chúng thông tin về cấu hình mạng. Ví dụ: các tin nhắn này chứa địa chỉ IPv6 của bộ định tuyến và các tham số cấu hình mạng, chẳng hạn như tùy chọn tiền tố và khoảng thời gian gia hạn địa chỉ. Các nút sử dụng thông tin này để tự động định cấu hình địa chỉ IPv6 của chúng nhằm thích ứng với cấu hình mạng.
Gạ gẫm hàng xóm
Thông báo ICMPv6 này được sử dụng để lấy thông tin về một địa chỉ IPv6 cụ thể. Một nút gửi bản tin Neighbor Solicitation multicast để khám phá địa chỉ MAC được liên kết với một địa chỉ IPv6 đã biết.
Quảng cáo hàng xóm
Ngoài các tin nhắn Quảng cáo hàng xóm được sử dụng để phản hồi các Lời mời hàng xóm, các nút cũng có thể gửi Quảng cáo hàng xóm định kỳ để cập nhật thông tin về trạng thái và tính khả dụng của chúng. Những tin nhắn này được sử dụng để thông báo cho các nút khác trên mạng rằng chúng vẫn đang hoạt động và sẵn sàng để liên lạc.
Chuyển hướng
Thông báo ICMPv6 này được sử dụng khi một nút cần thông báo cho các nút khác trong mạng về đường dẫn tốt nhất đến đích cụ thể qua một giao diện khác. Nút gửi sẽ gửi một tin nhắn chuyển hướng chứa địa chỉ IP đích và địa chỉ IP bước nhảy tiếp theo.
Phát hiện hàng xóm không thể truy cập
ND cũng bao gồm một cơ chế để phát hiện khả năng không thể truy cập của các hàng xóm trong mạng. Khi một nút ngừng nhận tin nhắn từ hàng xóm trong một khoảng thời gian nhất định, nó sẽ gửi tin nhắn loại bỏ vùng lân cận để thông báo cho các nút khác về khả năng không thể truy cập của hàng xóm đó. Điều này cho phép các nút cập nhật bảng lân cận của chúng và tránh gửi các gói đến đích không thể truy cập được.
ND bao gồm nhiều thông báo và quy trình khác nhau cho phép các nút trong mạng IPv6 khám phá và liên lạc với các nút lân cận khác. Giao thức Khám phá Hàng xóm trong IPv6 có một số chức năng chính mà nó thực hiện trong mạng. Những tính năng này bao gồm:
Độ phân giải địa chỉ
Phân giải địa chỉ trong IPv6 là quá trình một nút xác định địa chỉ lớp liên kết (địa chỉ MAC) tương ứng với một địa chỉ IPv6 cụ thể. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng giao thức Neighbor Discovery, bao gồm hai loại tin nhắn: Neighbor Solicitation và Neighbor Warning.
Dưới đây là giải thích chi tiết về quá trình phân giải địa chỉ trong IPv6:
Gạ gẫm hàng xóm
- Khi một nút cần biết địa chỉ MAC tương ứng với địa chỉ IPv6, nó sẽ gửi tin nhắn Neighbor Solicitation (NS) đến địa chỉ IPv6 đích. Tin nhắn NS được gửi dưới dạng gói multicast IPv6 yêu cầu phân giải địa chỉ.
- Thông báo NS chứa địa chỉ IPv6 đích và địa chỉ MAC nguồn của nút gửi được sử dụng.
Quảng cáo hàng xóm
- Khi nút đích nhận được tin nhắn NS, nó sẽ kiểm tra xem địa chỉ IPv6 của nó có khớp với địa chỉ đích trong tin nhắn hay không.
- Nếu có sự trùng khớp, nút đích sẽ phản hồi bằng tin nhắn Quảng cáo hàng xóm (NA) chứa địa chỉ MAC của nó.
- Tin nhắn NA được gửi dưới dạng gói unicast IPv6 đến nút người gửi và nút người gửi sử dụng địa chỉ MAC nhận được để thiết lập liên lạc với nút đích.
Cập nhật bảng hàng xóm
- Mỗi nút duy trì một bảng lân cận nơi lưu trữ địa chỉ IPv6 và địa chỉ MAC của các nút lân cận đã biết.
- Khi nhận được tin nhắn NA, nút gửi sẽ cập nhật bảng hàng xóm của nó với địa chỉ IPv6 và địa chỉ MAC của nút đích.
Bảng lân cận này được sử dụng để hợp lý hóa việc phân giải địa chỉ trong tương lai, tránh việc phải gửi các tin nhắn NS lặp đi lặp lại.
Cần lưu ý rằng quy trình phân giải địa chỉ trong IPv6 có những điểm tương đồng với Giao thức phân giải địa chỉ (ARP) trong IPv4, mặc dù có một số khác biệt giữa hai giao thức này.
Phát hiện trùng lặp địa chỉ
Phát hiện trùng lặp địa chỉ trong IPv6 là một quá trình được sử dụng để đảm bảo rằng một địa chỉ IPv6 cụ thể không được nút khác trên mạng sử dụng. Điều này tránh xung đột và đảm bảo tính duy nhất của địa chỉ trên mạng. Dưới đây là mô tả toàn diện về cách thực hiện quy trình phát hiện trùng lặp địa chỉ trong IPv6, giải thích chi tiết cách thức hoạt động của quy trình:
Tạo địa chỉ IPv6 mới
- Khi một nút cần định cấu hình địa chỉ IPv6 mới, theo cách thủ công hoặc thông qua cấu hình tự động, nó sẽ tạo một địa chỉ mới dựa trên các tham số nhất định như tiền tố mạng và mã định danh giao diện.
- Nút đảm bảo rằng địa chỉ mới được tạo hiện không được sử dụng trên mạng.
Yêu cầu hàng xóm
- Khi nút đã định cấu hình địa chỉ IPv6 mới, nó sẽ gửi một thông báo Neighbor Solicitation multicast đến địa chỉ IPv6 mà nó muốn xác minh.
- Yêu cầu hàng xóm chứa địa chỉ IPv6 đang được xác minh và được gửi bằng địa chỉ lớp liên kết nguồn của nút gửi.
Phản ứng của hàng xóm
- Nếu có một nút khác trên mạng sử dụng cùng địa chỉ IPv6, nó sẽ phản hồi thông báo Yêu cầu Hàng xóm bằng thông báo Quảng cáo Hàng xóm cho biết địa chỉ đó đã được sử dụng.
- Nút thực hiện xác minh sẽ nhận được phản hồi Thông báo hàng xóm và phát hiện có địa chỉ trùng lặp.
Chọn địa chỉ mới
- Sau khi phát hiện thấy sự trùng lặp địa chỉ, nút thực hiện xác minh phải chọn địa chỉ IPv6 mới để tránh xung đột.
- Bạn có thể tạo địa chỉ mới bằng phương pháp khác, chẳng hạn như thay đổi mã định danh giao diện hoặc sử dụng tùy chọn tự động cấu hình khác nếu có.
Cập nhật bảng hàng xóm
- Sau khi chọn địa chỉ mới, nút cập nhật bảng hàng xóm của nó với địa chỉ IPv6 mới và địa chỉ MAC tương ứng.
- Điều này đảm bảo rằng bảng hàng xóm được cập nhật thông tin chính xác cho các liên lạc trong tương lai trên mạng.
Quá trình phát hiện trùng lặp địa chỉ IPv6 cho phép các nút xác minh tính duy nhất của địa chỉ IPv6 trước khi sử dụng. Bằng cách gửi Yêu cầu Hàng xóm và nhận phản hồi Quảng cáo Hàng xóm, các nút có thể phát hiện và tránh xung đột địa chỉ tiềm ẩn trong mạng. Điều này góp phần đảm bảo mạng IPv6 hoạt động ổn định và không bị gián đoạn.
Khám phá bộ định tuyến
Khám phá bộ định tuyến trong IPv6 là một quá trình trong đó các nút trên mạng cục bộ xác định và lấy thông tin về các bộ định tuyến có sẵn trên mạng. Điều này cho phép các nút xác định tuyến đường tối ưu để gửi gói và định cấu hình các tham số mạng liên quan.
Khám phá bộ định tuyến hoạt động như sau:
Quảng cáo bộ định tuyến
- Các bộ định tuyến trên mạng gửi định kỳ các tin nhắn có tên “Quảng cáo bộ định tuyến” bằng cách sử dụng địa chỉ multicast “Tất cả các bộ định tuyến”.
- Các thông báo này chứa thông tin cần thiết cho cấu hình nút, chẳng hạn như tiền tố mạng, khoảng thời gian gia hạn địa chỉ và các tham số cấu hình khác.
Bộ định tuyến chào mời
- Các nút có thể gửi tin nhắn “Router Solicitations” đến địa chỉ multicast “All-Routers” để yêu cầu thông tin cấu hình từ các bộ định tuyến có sẵn trên mạng.
- Điều này có thể hữu ích, ví dụ như khi một nút vừa tham gia mạng hoặc khi nó cần cập nhật cấu hình.
Đang xử lý tin nhắn thông báo bộ định tuyến
- Khi một nút nhận được thông báo Thông báo Bộ định tuyến, nó sẽ kiểm tra nội dung của nó và trích xuất thông tin liên quan.
- Điều này có thể bao gồm các tiền tố mạng được quảng cáo, xác định phạm vi và cấu hình của địa chỉ IPv6 mà nút có thể sử dụng.
Cấu hình địa chỉ và thông số mạng
- Các nút sử dụng thông tin thu được từ các thông báo Quảng cáo Bộ định tuyến để định cấu hình địa chỉ IPv6 và các thông số mạng khác.
- Ví dụ: một nút có thể chỉ định địa chỉ IPv6 dựa trên tiền tố mạng được quảng cáo và đặt khoảng thời gian gia hạn địa chỉ dựa trên thông tin do bộ định tuyến cung cấp.
Cập nhật bảng hàng xóm
- Mỗi nút duy trì một bảng lân cận nơi lưu trữ địa chỉ IPv6 và địa chỉ MAC của các bộ định tuyến đã biết.
- Khi một nút nhận được thông báo Quảng cáo Bộ định tuyến, nó sẽ cập nhật bảng hàng xóm của mình với địa chỉ IPv6 và địa chỉ MAC của bộ định tuyến quảng cáo.
- Điều này cho phép nút chọn tuyến tối ưu để gửi gói và thiết lập liên lạc với bộ định tuyến một cách hiệu quả.
Bài kiểm tra kiến thức tóm tắt
Bạn nghĩ gì về bài viết này?
Bạn có dám đánh giá kiến thức đã học của mình không?
Cuốn sách được đề xuất cho bài viết này
Sách IPv6 với MikroTik, RouterOS v7
Tài liệu học tập cho Khóa học Chứng chỉ MTCIPv6E được cập nhật lên RouterOS v7