H3CIE面试题-ND协议报文详解

“小智，小智，最近总有同学问我，IPv6无状态地址自动配置时的细节，你能为大家分享一下吗？”在长老期待的望着华小智同学说道。

“包的，我来负责，您放心吧。”小智自信的回答道。

接口无状态地址自动配置是通过ND协议来实现的，在无状态地址自动配置中，主机主要是通过接收链路上的路由器发出的的RA消息来识别网段地址前缀，然后结合EUI-64接口标识符生成一个全球单播地址。无状态地址自动配置的特点如下：

1）真正的即插即用：节点连接到链路上后，无需管理员手工配置地址等参数就可访问网络（无DHCP场景）。

2）网络迁移方便：当站点的网络前缀发生变化时，主机能够进行前缀重新编制而不影响网络连接。

接下来，我们就以下图1所示的场景来具体了解一下IPv6地址解析的过程。如图1所示，R1的G0/0接口IPv6地址为2001::1/64，现在使用一台路由器模拟PC，将使用ND协议的无状态地址自动配置功能为PC的G0/1接口配置全球单播地址。

图1

ND协议的无状态地址自动配置包含两个阶段：链路本地地址的配置和全球单播地址的配置。

步骤一：当PC的接口G0/1启动后，主机首先会根据FE80::/64和EUI-64接口标识符为该接口生成一个链路本地地址，如图2所示。

图2

步骤二：此时PC会对G0/1接口的链路本地地址进行DAD（重复地址检测），以确定该链路本地地址在该链路上是唯一的（收不到NA回应报文，即表示该链路本地地址可用），如图3所示。

图3

步骤三：PC完成对接口链路本地地址的DAD检测后，发送目的IPv6地址为ff02::2的RS报文，请求本链路上的路由器的前缀信息。默认情况下，最多发送3个RS报文。RS报文如图4所示。

图4

路由器R1收到PC发来的RS报文后，会组播响应RA报文，携带着用于无状态地址自动配置的前缀信息和其他参数信息，如图5所示。当然路由器也会周期性的在链路上发送RA报文，发送周期是200秒。

图5

步骤四：当PC接收到路由器响应的RA报文后，根据路由前缀信息结合EUI-64接口标识符生成一个全球单播地址。同时PC会启动关于该全球单播地址的DAD（重复地址检测），发送NS报文进行验证该地址的唯一性，此时这个全球单播地址处于临时状态，如图6所示。

图6

步骤五：PC完成对全球单播地址的DAD检测后，若该地址唯一，则使用该地址进行发送和接收报文，如图7所示。

图7

自动配置的IPv6地址在系统中有个生存期，这个地址根据与优先时间和有效时间的关系，可以被划分为临时状态、优先状态、反对状态和无效状态这四种，具体关系如图8所示。

图8

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