IPv6基础及地址分类，地址发现协议，一分钟了解下 _IPv6

一、IPv6地址分类1、单播地址
特殊地址：
::1/128：环回地址，114 个 0，类似于 IPv4 的 127.0.0.1 。
::/128：未指定地址，128 个 0，类似于 IPv4 的 0.0.0.0 。
全球单播地址：类似于 IPv4 的公网地址，要求全球唯一。
2、唯一本地地址
类似于 IPv4 的私网地址，但是该地址也是全球唯一。用于私网网络本地管理使用。
3、链路本地地址
该地址在 IPv6 启动后自动生成，可以实现单链路的天然通信能力，但是该
地址只能在链路上生效，不能跨链路通信，不能被路由。一般用于链路上的 IPv6 邻居发现
（NDP：邻居状态追踪，地址解析，DAD 等），以及用做 IPv6 路由协议比如 OSPFv3，
RIPng 等协议的下一跳。
4、组播地址： FF00::/8
被请求节点组播地址：FF02::1:FFXX:XXXX/104
因为在 IPv6 中没有广播地址，所以在进行 DAD 检测或地址解析时需要使用广播地址，此时在 ipv6 中
定义了一个被请求节点组播地址实现广播地址的功能。每个 IPv6 节点对应的被请求节点组播地址都不
一样。该地址的前 104bit固定为 FF02::1:FF00:0/104，后 24bit 为该 IPv6 节点的单播地址的后 24bit 。
某个 IPv6 节点生成了一个 IPv6 单播地址之后，会默认加入该单播地址对应的被请求节点组播地址的
组播组。
5、任播地址
主要用于 IPv6 的移动特性，以及访问路径优化；没有独立的地址空间，使用和 IPv6单播地址共同的地
址空间。IPv6 任播地址仅可以被分配给路由设备，不能应用于主机。任播地址不能作为 IPv6 报文的源
地址。
二、IPv6报头

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（1）traffic class：是 IPv4 的 ToS，用于 QoS 中标识优先级
（2）flow lable：IPv6 中增加了 flow lable（流标签）字段，用于唯一确定一条 IPv6 数据
流，因为在 IPv4 中确定一条数据流需要使用 5 元组，而确定 TCP/UDP 端口号需要对报文
进行传输层解封装，会消耗设备性能。而流标签可唯一标识数据流，能够更好实现 QoS 。
（3）payload length：有效载荷长度，用于表示上层协议报文的大小，因为 IPv6 报头是
固定长 40byte，所以仅需标识上层协议载荷大小即可。
（4）next header：标识上层协议或上层扩展报头，类似于 IPv4 的 protocol 。IPv6 中增加
了扩展报头用于实现扩展的功能如分片，加密等。
（5）hop limit：跳数限制，用于防环，类似于 IPv4 的 TTL 。
（6）IPv6 删除了 IPv4 中的标识、标志、分片移位、首部长度、Option、校验和等字段。
IPv6 之所以移除校验和，是因为在二层有 FCS 校验，在四层有 TCP/UDP 做校验，IPv6 报
文无需校验，提升了 IPv6 的性能。
（7）扩展报头：用于实现 IPv6 的扩展功能，比如分片，认证，加密等。
三、NDP1、NDP（Neighbor Discovery Protocol）是 ICMPv6 的子协议，由于在 IPv6 中没有 ARP协议，所以
在 IPv6 上层定义了 NDP 协议实现 ARP 的地址解析，冲突地址检测等功能以及IPV6 的邻居发现能。

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2、NDP 使用 ICMPv6 的相关报文
RS（Router Solicitation）：路由器请求报文
RA（Router Advertisement）：路由器通告报文
NS（Neighbor Solicitation）：邻居请求报文
NA（Neighbor Advertisement）：邻居通告报文
3、地址解析
IPv6 的地址解析不再使用 ARP，也不再使用广播方式。
A、地址解析在三层完成，针对不同的链路层协议可以采用相同的地址解析协议
B、通过 ICMPv6（类型 135 的 NS 及类型 136 的 NA 报文）来实现地址解析。
C、NS 报文发送使用组播的方式，报文的目的 IPv6 地址为被请求的 IPv6 地址对应的“被
请求节点组播地址”，报文的目的 mac 为组播 MAC 。
D、采用组播的方式发送 NS 消息相比于广播的方式更加的高效，也减少了对其他节点
的影响和对二层网络的性能压力。
F、可以使用三层的安全机制（例如 IPSec）避免地址解析攻击。
G、在 IPv4 中，可以通过 ARP 就可以由 IP 地址解析到链路层地址，ARP 协议是工作在
第二层。在 IPv6 中在邻居发现协议（RFC2461）中定义地址解析的，其中使用了 ICMPv6
的报文，在三层完成地址解析，主要带来以下几个好处：
1）加强了介质独立性：这就意味着我们无需为每一个链路层定义一个新的地址解析