【IPv6】ICMPv6那些被考官疯狂针对的点
ICMPv4和ICMPv6的区别？
1、工作环境区别：ICMPv4运行于ipv4网络中，而ICMPv6运行在ipv6网络中；
2、协议号的区别：ICMPv4协议号为1，ICMPv6协议号为58；
3、功能上的区别：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。ICMPv6的协议类型号（即IPv6报文中的Next Header字段的值）为58。
ICMPv6报文格式报文中字段解释如下：
Type：表明消息的类型，0至127表示差错报文类型，128至255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错误报文可以分为以下4种：
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。
1、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细分为：
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。
2、数据包过大错误报文在IPv6节点转发IPv6报文过程中，发现报文超过出接口的链路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。
3、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， 或者当设备将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，如果超过定时时间， 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。
4、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：扩展头中出现未知的选项。
ICMPv6信息报文：
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。常见的ICMPv6信息报文主要包括回送请求报文（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。回送请求报文：回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回送应答报文。
回送请求报文的Type字段值为128，Code字段的值为0。
回送应答报文的Type字段的值为129，Code字段的值为0。
IPv6 NDP
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。
（1）地址解析：取代IPv4中的ARP
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报文中的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
1、当PC1想访问PC2时，会查找自己的ipv6 neighbor表
2、如果ipv6 neighbor表里没有此邻居，则会以组播（使用PC2的ipv6 地址计算出来的被请求节点组播地址为目标地址）的方式往外发送 NS报文（携带有自己的mac地址）
3、因为PC2是属于这个组的，所以PC2会处理这个NS报文，解析NS报 文发现PC1要请求自己的MAC地址
4、PC2以单播的方式发送NA消息，携带了自己的MAC地址
（2）重复地址检测：探测是否有其它的节点使用了该地址
1、当PC1配置一个IPv6地址时，不会立即生效，是一个试验地址；
2、PC1会使用一个源IP为:: 目的地址为这个地址对应的被请求节点组播 地址的NS消息（会携带 target ip）进行重复地址检测；
3、如果网络中有人发送NA（目的地址为FF02：：1）响应这个NS消息， 则认为这个地址已经有人使用，这个地址将不会生效；
4、如果在一段时间内没人响应这个NS消息，则认为这个地址是没有冲突的；
（3）路由器发现：路由器发现功能用来发现与本地链路相连的设备，并获取 与地址自动配置相关的前缀和其他配置参数。
在IPv6中，IPv6地址 可以支持无状态的自动配置，即主机通过某种机制获取网络前缀信 息，然后主机自己生成地址的接口标识部分。
路由器发现功能是IPv6地址自动配置功能的基础，主要通过以下两种报文实现：
1、 路由器通告RA（Router Advertisement）报文：每台设备为了让二层网络上的主机和设备知道 自己的存在，定时都会组播发送RA报文，RA报 文中会带有网络前缀信息，及其他一些标志位信 息。RA报文的Type字段值为134。
2、 路由器请求RS（Router Solicitation）报文：很多情况下主机接入网络后希望尽快获取网络前缀进行通信，此时主机可以立刻发送RS报文，网络 上的设备将回应RA报文。RS报文的Tpye字段值为133。
路由器发现功能如图4所示：
（4）重定向：当网关设备发现报文从其它网关设备转发更好，它就会发送重 定向报文告知报文的发送者，让报文发送者选择另一个网关设备
1、Host A需要和Host B通信，Host A的默认网关设备是Router A， 当Host A发送报文给Host B时报文会被送到Router A
2、Router A接收到Host A发送的报文以后会发现实际上Host A直接 发送给Router B更好，它将发送一个重定向报文给主机A。
其中报文中更好的路径下一跳地址为Router B，Destination Address为Host B
3、Host A接收到了重定向报文之后，会在默认路由表中添加一个主 机路由，以后发往Host B的报文就直接发送给Router B 注意：路由器收到重定向报文时，不会进行重定向
当设备收到一个报文后，只有在如下情况下，设备会向报文发送者发送重定向报文：
a）报文的目的地址不是一个组播地址。
b）报文并非通过路由转发给设备。
c）经过路由计算后，路由的下一跳出接口是接收报文的接口。
d）设备发现报文的最佳下一跳IP地址和报文的源IP地址处于 同一网段。
e）设备检查报文的源地址，发现自身的邻居表项中有用该地 址作为全球单播地址或链路本地地址的邻居存在。
（5）Path MTU在IPv4中，报文如果过大，必须要分片进行发送，所以在每个节点发送 报文之前，设备都会根据发送接口的最大传输单元MTU（Maximum Transmission Unit）来对报文进行分片。
但是在IPv6中，为了减少中间转发设备的处理压力，中间转发设备不对 IPv6报文进行分片，报文的分片将在源节点进行。当中间转发设备的接 口收到一个报文后，如果发现报文长度比转发接口的MTU值大，则会将 其丢弃；同时将转发接口的MTU值通过ICMPv6报文的“Packet Too Big” 消息发给源端主机，源端主机以该值重新发送IPv6报文，这样带来了额外流量开销。
PMTU发现协议可以动态发现整条传输路径上各链路的MTU值，减少由于重传带来的额外流量开销。PMTU协议是通过ICMPv6的Packet Too Big报文来完成的。
首先源节点假设PMTU就是其出接口的MTU，发出一个试探性的报文，当转发路径上存在一个小于当前假设的PMTU时，转发设备就会向源节 点发送Packet Too Big报文，并且携带自己的MTU值，此后源节点将 PMTU的假设值更改为新收到的MTU值继续发送报文。如此反复，直到 报文到达目的地之后，源节点就能知道到达目的地的PMTU了。
PMTU的工作过程如图1所示：
整条传输路径需要通过4条链路，每条链路的MTU分别是1500、1500、 1400、1300，当源节点发送一个分片报文的时候：
1、 首先按照PMTU为1500进行分片并发送分片报文，当到达 MTU为1400的出接口时，设备返回Packet Too Big错误，同 时携带MTU值为1400的信息。
2、源节点接收到之后会将报文重新按照PMTU为1400进行分 片并再次发送一个分片报文，当分片报文到达MTU值为 1300的出接口时，同样返回Packet Too Big错误，携带MTU 值为1300的信息。
3、 之后源节点重新按照PMTU为1300进行分片并发送分片报 文，最终到达目的地，这样就找到了该路径的PMTU
扩展问题1：NDP被看作第3层的协议，在三层完成地址解析，主要带来以下几个好处？
<1>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 （P2P/FR也可以进行地址解析）
<2>可以使用三层的安全机制（例如IPSec）避免地址解析攻击。
<3>使用组播方式发送请求报文，减少了二层网络的性能压力。（APR是广播和单播）
扩展问题2：NDP和ARP的区别？
（1）NDP是基于三层的ICMPV6实现的，而ARP是基于二层的；
（2）NDP和ARP在功能上也有区别，NDP有重定向功能和路由发现功能， 而ARP没有；
扩展问题3：IPv6收到了一个超大数据包会怎么处理？
答：会把数据包丢掉，同时会通过ICMPv6的“packet too big”且携带有本端MTU 的消息发送给源主机，源主机收到此消息后，会根据此值对其进行分片，然后再 次发送此数据。
扩展问题4：RA可以分配哪些参数？
解释：
（1）Preferred lifetime内：表示能主动用这个地址发包，在preferred
（2）flag位（0x00）prf（默认网关优先级）：用于决定哪个路由器是默认网关
M位：是否执行有状态自动配置，M=1，表示通 过DHCPv6动态获取ipv6地址；
other位：如果M位为0，other位为1，则表示地址和网关通过无状态配置，其他信息请求dhcpv6。如果M=0、o=0，那么只能通过无状态自动 获取ipv6地址，而无法获得其他的网络参数；
（3）Router lifetime：RA消息在缓存中存多久，在此时间内，设备 可以主动的访问其他设备。lifetime和valid lifetime内的只能被动响应，超过valid的为无效
扩展问题5：ICMPv6有几种协议报文？type是多少?举例说明
（1）目的不可达错误报文：type=1
（2）数据包过大错误报文：type=2
（3）时间超时错误报文：type=3
（4）参数错误报文：type=4
（5）信息报文：type=128、type=129
（7）RS type=133
（8）RA type=134
（9）NS type=135
（10）NA type=136
（11）redirect type=137
地址解析：NS组播请求FF02::1:FFXX:XXXXNA，单播响应
重复地址：NS组播请求FF02::1:FFXX.XXXXNA，组播响应FF02::1
路由发现：RS组播请求FF02::2，RA组播响应FF02::1