IPv6 Neighbor Discovery

Verbesserungen gegenüber IPv4-Protokollen

IPv6 Neighbor Discovery entspricht einer Reihe der IPv4-Protokolle – ARP, ICMP Router Discovery und ICMP-Weiterleitung. Neighbor Discovery bietet jedoch viele Verbesserungen gegenüber den IPv4-Protokollen. Diese Verbesserungen befassen sich mit den folgenden Verbesserungen:

• Routererkennung: So lokalisiert ein Host Router, die sich auf einer angeschlossenen Verbindung befinden.

• Präfixerkennung: Wie ein Host Adresspräfixe für Ziele erkennt, die sich auf einem angeschlossenen Link befinden. Knoten verwenden Präfixe, um zwischen Zielen zu unterscheiden, die sich auf einer angeschlossenen Verbindung befinden, und den Zielen, die sie nur über einen Router erreichen können.

• Parametererkennung: Wie ein Knoten verschiedene Parameter (Verbindungsparameter oder Internetparameter) lernt, die er in ausgehenden Paketen platziert.

• Adressauflösung: Wie ein Knoten nur eine Ziel-IPv6-Adresse verwendet, um eine Link-Layer-Adresse für Ziele in einem angeschlossenen Link zu ermitteln.

• Bestimmung des nächsten Hops: Der Algorithmus, den ein Knoten verwendet, um eine IPv6-Zieladresse einer benachbarten IPv6-Adresse (entweder dem nächsten Router-Hop oder dem Ziel selbst) zuzuordnen, an die er Datenverkehr für das Ziel senden will.

• Erkennung von Unerreichbarkeit beim Nachbarn: Wie ein Knoten feststellt, dass er einen Nachbarn nicht mehr erreichen kann.

• Erkennung doppelter Adressen: Wie ein Knoten feststellt, ob eine Adresse bereits von einem anderen Knoten verwendet wird.

Ein Router multicastt in regelmäßigen Abständen einen Router von jedem seiner Multicast-Schnittstellen und kündigt dessen Verfügbarkeit an. Hosts lauschen auf diese Ankündigungen, um Adressen automatisch zu konfigurieren und link-lokale Adressen der benachbarten Router zu erkennen. Wenn ein Host gestartet wird, wird ein Router multicasts, der zur sofortigen Ankündigung aufgefordert wird.

Die Routererkennungsmeldungen stellen kein Routing-Protokoll dar. Sie ermöglichen Es Hosts, die Existenz benachbarter Router zu erkennen, werden jedoch nicht verwendet, um zu bestimmen, welcher Router am besten ein bestimmtes Ziel erreichen kann.

Neighbor Discovery verwendet die folgenden Internet Control Message Protocol Version 6 (ICMPv6)-Nachrichten: Router-Aufforderung, Router-Ankündigung, Neighbor Solicitation, Neighbor Advertisement und Redirect.

Neighbor Discovery für IPv6 ersetzt die folgenden IPv4-Protokolle: Router Discovery (RDISC), Address Resolution Protocol (ARP) und ICMPv4-Umleitung.

Junos OS Version 9.3 und höher unterstützt Secure Neighbor Discovery (SEND). MIT SEND können Sie NDP-Nachrichten (Neighbor Discovery Protocol) sichern. Es ist in Umgebungen anwendbar, in denen die physische Sicherheit auf einem Link nicht gewährleistet ist und Angriffe auf NDP-Nachrichten ein Problem darstellen. Das Junos OS sichert NDP-Nachrichten über kryptografisch generierte Adressen (CGAs).

Routererkennung

Router-Ankündigungen können eine Liste von Präfixen enthalten. Diese Präfixe werden für die automatische Adresskonfiguration, für die Verwaltung einer Datenbank mit Onlink-Präfixen (auf demselben Datenlink) und für die Erkennung von Duplikatadressen verwendet. Wenn ein Knoten onlink ist, leitet der Router Pakete an diesen Knoten weiter. Wenn der Knoten nicht verbunden ist, werden die Pakete zur Erwägung an den nächsten Router gesendet. Für IPv6 kann jedes Präfix in der Präfixliste eine Präfixlänge, eine gültige Lebensdauer für das Präfix, eine bevorzugte Lebensdauer für das Präfix, ein Onlink-Flag und ein Autokonfigurations-Flag enthalten. Diese Informationen ermöglichen die automatische Adresskonfiguration und die Einstellung von Verbindungsparametern wie maximale MTU-Größe (Transmission Unit) und Hop-Begrenzung.

Junos OS Version 22.4R1 und höher unterstützt NAT64 IPv6-Adresspräfix-Router-Ankündigung. Der Router kündigt das konfigurierte NAT64-IPv6-Adresspräfix in den Router-Ankündigungspaketen an. Sie können bis zu 3 NAT64 IPv6-Adresspräfixe pro Schnittstelle konfigurieren.

Sie können das NAT64-IPv6-Adresspräfix mit dem Befehl konfigurieren set protocols router-advertisement interface <interface-name> nat-prefix <prefix>.

Sie können die Router-Ankündigungszeit mit dem Befehl konfigurieren, set protocols router-advertisement interface <interface-name> nat-prefix <prefix> lifetime <lifetime>.

Adressauflösung

Für IPv6 ersetzt die ICMPv6 Neighbor Discovery das Address Resolution Protocol (ARP), um Netzwerkadressen in Adressen auf Link-Ebene aufzulösen. Neighbor Discovery verarbeitet auch Änderungen an Link-Layer-Adressen, eingehendem Load Balancing, Anycast-Adressen und Proxy-Ankündigungen.

Knoten, die die Link-Layer-Adresse eines Zielknotens anfordern, multicast eine Neighbor-Solicitation-Nachricht mit der Zieladresse. Das Ziel sendet eine Neighbor-Ankündigungsnachricht mit seiner Link-Layer-Adresse zurück.

Nachbarschaftswerbung und Werbenachrichten werden verwendet, um doppelte Unicast-Adressen auf demselben Link zu erkennen. Die automatische Konfiguration einer IP-Adresse hängt davon ab, ob auf diesem Link eine doppelte Adresse vorhanden ist. Die Erkennung doppelter Adressen ist eine Voraussetzung für die automatische Konfiguration.

Neighbor Solicitation und Werbenachrichten werden auch für die Erkennung von Nichterreichbarkeit von Nachbarn verwendet. Zur Erkennung von Unerreichbarkeit beim Nachbarn wird das Vorhandensein eines Zielknotens auf einer bestimmten Verbindung erkannt.

Umleiten

Umleitungsmeldungen werden gesendet, um einen Host eines besseren Next-Hop-Routers an ein bestimmtes Ziel oder einen Onlink-Nachbarn zu informieren. Dies ist ähnlich wie die ICMPv4-Umleitung. Ähnlich wie die ICMPv4-Umleitungsfunktion wird die ICMPv6-Umleitungsnachricht von Routern verwendet, um On-Link-Hosts über einen besseren Next-Hop für ein bestimmtes Ziel zu informieren. Ziel ist es, den Routern zu ermöglichen, Hosts dabei zu helfen, die effizientesten lokalen Routing-Entscheidungen zu treffen.

SLAAC

Zusätzlich zu all den anderen Verbesserungen, die es für die Netzwerkwelt bringt, ermöglicht Neighbor Discovery auch die automatische Adresskonfiguration, nämlich Zustandslose Adressautokonfiguration (Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC). IPv6 behält die Fähigkeit zur statusbehafteten Adresszuweisung über DHCPv6 (und zur statischen Zuweisung) bei, aber SLAAC bietet eine einfache Adresskonfigurationsmethode, die unter vielen Umständen wünschenswert sein könnte.

SLAAC bietet Plug-and-Play-IP-Konnektivität in zwei Phasen: Phase 1: Link-Local Address Zuweisung; und dann in Phase 2: Globale Adresszuweisung.

• Phase 1 – Schritte für die lokale Konnektivität:

  1. Link-Local Address Generation: Wenn eine Multicast-fähige IPv6-fähige Schnittstelle aktiviert wird, generiert der Knoten eine link-lokale Adresse für diese Schnittstelle. Dazu wird ein Schnittstellenbezeichner an das link-lokale Präfix (FE80::/10) angefügt. Die automatisch generierte link-lokale Adresse kann nicht gelöscht werden. Es kann jedoch auch eine neue link-lokale Adresse manuell eingegeben werden, die die automatisch generierte link-lokale Adresse überschreibt.

  2. Doppelte Erkennung: Bevor er der Schnittstelle die neue link-lokale Adresse ordnet, überprüft der Knoten, ob die Adresse eindeutig ist. Dies wird erreicht, indem eine Neighbor Solicitation-Nachricht an die neue Adresse gesendet wird. Wenn es eine Antwort gibt, ist die Adresse eine Duplikate und der Prozess wird beendet, sodass ein Eingreifen des Bedieners erforderlich ist.

  3. Link-Local Address Zuweisung: Wenn die Adresse eindeutig ist, weist der Knoten sie der Schnittstelle zu, für die sie generiert wurde.

  Zu diesem Zeitpunkt verfügt der Knoten über IPv6-Konnektivität zu allen anderen Knoten auf derselben Verbindung. Phase 2 kann nur von Hosts durchgeführt werden. Die Schnittstellenadressen des Routers müssen auf andere Wege konfiguriert werden.

• Phase 2 – Schritte für die globale Konnektivität:

  1. Router-Ankündigung: Der Knoten sendet eine Router-Aufforderung, um alle Router aufzufordern, ihm Router-Ankündigungen zu senden. Wenn der Router zustandslose Automatische Konfiguration unterstützt, enthält die Routerankündigung ein Subnetzpräfix für die Verwendung durch benachbarte Hosts.

  2. Globale Adressgenerierung: Sobald er ein Subnetzpräfix von einem Router erhält, generiert der Host eine globale Adresse, indem er die Schnittstellen-ID an das bereitgestellte Präfix anhängt.

  3. Erkennung doppelter Adressen: Der Host führt erneut Dplicate Address Detection (DAD) durch, diesmal für die neue globale Adresse. 4. Globale Adresszuweisung: Wenn es sich bei der Adresse nicht um eine duplizierte Adresse handelt, weist der Host sie der Schnittstelle zu.

  Dieser Prozess gewährleistet die vollständige globale IPv6-Konnektivität ohne manuelle Host-Konfiguration und sehr wenig Routerkonfiguration.