ICMPv6报文与邻居状态跟踪

ICMPv6报文

ICMPv6（Internet Control Message Protocol for the IPv6）是IPv6的基础协议之一。
在IPv4中，Internet控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）向源节点报告关于向目的地传输IP数据包过程中的错误和信息。它为诊断、信息和管理目的定义了一些消息，如：目的不可达、数据包超长、超时、回应请求和回应应答等。在IPv6中，ICMPv6除了提供ICMPv4常用的功能之外，还是其它一些功能的基础，如邻接点发现、无状态地址配置（包括重复地址检测）、PMTU发现等等。

报文中字段解释如下：
Type：表明消息的类型，0-127表示差错报文类型，128255表示消息报文类型。
Code：表示此消息类型细分的类型。
Checksum：表示ICMPv6报文的校验和。

ICMPv6错误报文的分类

ICMPv6错误报文用于报告在转发IPv6数据包过程中出现的错误。ICMPv6错误报文可以分为以下4种：

目的不可达错误报文

在IPv6节点转发IPv6报文过程中，当设备发现目的地址不可达时，就会向发送报文的源节点发送ICMPv6目的不可达错误报文，同时报文中会携带引起该错误报文的具体原因。
目的不可达错误报文的Type字段值为1。根据错误具体原因又可以分为：
Code=0：没有到达目标设备的路由。
Code=1：与目标设备的通信被管理策略禁止。
Code=2：未指定。
Code=3：目的IP地址不可达。
Code=4：目的端口不可达。

数据包过大错误报文

在IPv6节点转发IPv6报文过程中，发现报文炒锅出接口的链路MTU时，则向发送报文的源节点发送ICMPv6数据包过大错误报文，其中携带出接口的链路MTU值，数据包过大错误报文是Path MTU发现机制的基础。
数据包过大错误报文的Type字段值为2，Code字段值为0。

时间超时错误报文

在IPv6报文收发过程中，当设备收到Hop Limit字段值等于0的数据包，后者当设备将Hop Limit字段值减为0时，会向发送报文的源节点发送ICMPv6超时错误报文。对于分段重组报文的操作，如果炒锅定时时间，也会产生一个ICMPv6超时报文。
时间超时错误报文的Type字段值为3，根据错误具体原因又可以细分为：
Code=0：在传输中超越了跳数限制。
Code=1：分片重组超时。

参数错误报文

当目的节点收到一个IPv6报文时，会对报文进行有效性检查，如果发现问题会向报文的源节点回应一个ICMPv6参数错误差错报文。
参数错误报文的Type字段值为4，根据错误具体原因又可以细分为：
Code=0：IPv6基本头或扩展头的某个字段有错误。
Code=1：IPv6基本头或扩展头的NextHeader值不可识别。
Code=2：扩展头重出现未知的选项。

ICMPv6信息报文的分类

ICMPv6信息报文提供诊断功能和附加的主机功能，比如多播侦听发现和邻居发现。常见GICMPv6信息报文主要包括会送请求报文（Echo Request）和回送应答报文（Echo Reply），这两种报文也就是通常使用的ping报文。
会送请求报文：会送请求报文用于发送到目标节点，以使目标节点立即发回一个会送应答报文。回送请求报文的Type字段值为128，Code字段的值为0。
会送应答报文：当收到一个会送请求报文时，ICMPv6回用会送应用报文响应。会送应答报文的Type字段的值为129，Code字段的值为0。

IPv6地址配置方式

IPv6邻居发现协议

邻居发现协议NDP（Neighbor Discovery Protocol）是IPv6协议体系中一个重要的基础协议。邻居发现协议替代了IPv4的ARP（Address Resolution Protocol）和ICMP路由器发现（Router Discovery），它定义了使用ICMPv6报文实现地址解析，跟踪邻居状态，重复地址检测，路由器发现以及重定向等功能。

地址解析

在IPv4，当主机需要和目标主机通信时，必须先通过ARP协议获得目的主机的链路层地址。在IPv6中，同样需要从IP地址解析到链路层底子好的功能。邻发现协议实现了这个功能。
ARP报文时直接封装在以太网报文中，以太网协议类型为0x806，普遍观点认为ARP定位为第2.5层的协议。ND本身基于ICMPv6实现，以太网协议类型为0x86DD ,即IPv6报文， IPv6下一个报文头字段值为58，表示ICMPv6报文，由于ND协议使用的所有报文均封装在ICMPv6报文中，一般来说，ND被看作第三层的协议。在三层完成地址解析，主要带来一下几个好处：
地址解析在三层完成，不同的二层介质可以采用相同的地址解析协议。
可以使用三层的安全机制避免地址解析攻击。
使用组播方式发送请求报文，减少了二层网络的性能压力。
地址解析过程中使用了两种ICMPv6报文：邻居请求报文NS（Neighbor Solicitation）和邻居通告报文NA（Neighbor Advertisement）。
NS报文：Type字段值为135，Code字段值为0，在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP请求报文。
NA报文：Type字段值为136，Code字段值为0，在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP应答报文。
地址解析的过程：

Host A在向Host B发送报文之前它必须要解析出Host B的链路层地址，所以首先Host A会发送一个NS报文，其中源地址为Host A的IPv6地址，目的地址为Host B的被请求节点组播地址，需要解析的目标IP为Host B的IPv6地址，这就表示Host A想要知道Host B的链路层地址。同时需要指出的是，在NS报文的Options字段中还携带了Host A的链路层地址。
当Host B接收到了NS报文之后，就会回应NA报文，其中源地址为Host B的IPv6地址，目的地址为Host A的IPv6地址（使用NS报文的Host A 的链路层地址进行单播），Host B的链路层地址被放在Options字段中，这样就完成了一个地址解析的过程。

邻居状态跟踪

通过邻居或到达邻居的通信，会因各种原因而中断，包括硬件故障、接口卡的热插入等。如果目的地失效，则恢复是不可能的，通信失败；如果路径失效，则恢复是可能的。因此节点需要维护一张邻居表，每个邻居都有相应的状态，状态之间可以迁移。

1.A先发送NS报文，并生成缓存条目，此时，邻居状态为incomplete。

[AR1]display ipv6 neighbors
-----------------------------------------------------------------------------
IPv6 Address : 2001:1::2                                         
Link-layer   : 0000-0000-0000                     State : INCMP        
Interface    : GE0/0/0                            Age   : 0                   
VLAN         : -                                  CEVLAN: -                   
VPN name     :                                    Is Router: FALSE            
Secure FLAG  : UN-SECURE                          ---------------------------------------