网络通信IPv6路由协议的详细介绍

IPv6是对IPv4的革新，尽管大多数IPv6的路由协议都需要重新设计或者开发，但IPv6路由协议相对IPv4只有很小的变化。目前各种常用的单播路由协议（IGP 、EGP ）和组播协议都已经支持IPv6.

1 IPv6单播路由协议

IPv6单播路由协议实现和IPv4中类似，有些是在原有协议上做了简单扩展（如，ISISv6、BGP4＋），有些则完全是新的版本（如，RIPng 、OSPFv3）。

1.1 RIPng

下一代RIP 协议（简称RIPng ）是对原来的IPv4网络中RIP-2 协议的扩展。大多数RIP 的概念都可以用于RIPng.

为了在IPv6网络中应用，RIPng 对原有的RIP 协议进行了修改：

UDP 端口号：使用UDP 的521 端口发送和接收路由信息

组播地址：使用FF02：：9 作为链路本地范围内的RIPng 路由器组播地址

路由前缀：使用128 比特的IPv6地址作为路由前缀

下一跳地址：使用128 比特的IPv6地址

1.2 OSPFv3

OSPFv3是OSPF版本3 的简称，主要提供对IPv6的支持，遵循的标准为 RFC2740（OSPF for IPv6 ）。与OSPFv2相比，OSPFv3除了提供对IPv6的支持外，还充分考虑了协议的网络无关性以及可扩展性，进一步理顺了拓扑与路由的关系，使得OSPF的协议逻辑更加简单清晰，大大提高了OSPF的可扩展性。

OSPFv3和OSPFv2的不同主要有：

修改了LSA 的种类和格式，使其支持发布IPv6路由信息

修改部分协议流程，使其独立于网络协议，大大提高了可扩展性

主要的修改包括用Router-ID 来标识邻居，使用链路本地（Link-local）地址来发现邻居等，使得拓扑本身独立于网络协议，与便于未来扩展。

进一步理顺了拓扑与路由的关系

OSPFv3在LSA 中将拓扑与路由信息相分离，一、二类LSA 中不再携带路由信息，而只是单纯的描述拓扑信息，另外用新增的八、九类LSA 结合原有的三、五、七类LSA 来发布路由前缀信息。

提高了协议适应性

通过引入LSA 扩散范围的概念，进一步明确了对未知LSA 的处理，使得协议可以在不识别LSA 的情况下根据需要做出恰当处理，大大提高了协议对未来扩展的适应性。

1.3 IS-ISv6

IS-IS 是由国际标准化组织ISO 为其无连接网络协议CLNP发布的动态路由协议。同BGP 一样，IS-IS 可以同时承载IPv4和IPv6的路由信息。

为了使IS-IS 支持IPv4，IETF在RFC1195 中对IS-IS 协议进行了扩展，命名为集成化IS-IS （Integrated IS-IS）或双IS-IS （Dual IS-IS）。这个新的IS-IS协议可同时应用在TCP/IP和OSI 环境中。在此基础上，为了有效的支持IPv6，IETF在draft-ietf-isis-ipv6-05.txt 中对IS-IS 进一步进行了扩展，主要是新添加了支持IPv6路由信息的两个TLV （Type-Length-Values）和一个新的NLP ID（NetworkLayer Protocol Identifier ）。

TLV 是在LSP （Link State PDUs ）中的一个可变长结构，新增的两个TLV分别是：

IPv6 Reachability （TLV type 236）：

类型值为236 （0xEC），通过定义路由信息前缀、度量值等信息来说明网络的可达性。

IPv6 Interface Address（TLV type 232）：

类型值为232 （0xE8），它相当于IPv4中的“IP Interface Address”TLV ，只不过把原来的32比特的IPv4地址改为128 比特的IPv6地址。

NLP ID是标识IS-IS 支持何种网络层协议的一个8 比特字段，IPv6对应的NLPID值为142 （0x8E）。如果IS-IS 路由器支持IPv6，那么它必须在Hello 报文中携带该值向邻居通告它支持IPv6.

1.4 BGP4+

传统的BGP-4 只能管理IPv4的路由信息，对于使用其它网络层协议（如IPv6等）的应用，在跨自治系统传播时就受到一定限制。

为了提供对多种网络层协议的支持，IETF对BGP-4 进行了扩展，形成BGP4+ ，目前的BGP4+ 标准是RFC2858 （Multiprotocol Extensions for BGP-4，BGP-4多协议扩展）。

为了实现对IPv6协议的支持，BGP-4+需要将IPv6网络层协议的信息反映到NLRI（Network Layer Reachable Information ）及Next_Hop属性中。

BGP4+ 中引入的两个NLRI属性分别是：

MP_REACH_NLRI ：Multiprotocol Reachable NLRI，多协议可达NLRI. 用于发布可达路由及下一跳信息。

MP_UNREACH_NLRI ：Multiprotocol Unreachable NLRI，多协议不可达NLRI.用于撤销不可达路由。

BGP4+ 中的Next_Hop属性用IPv6地址来表示，可以是IPv6全球单播地址或者下一跳的链路本地地址。

BGP4+ 利用BGP 的多协议扩展属性来达到在IPv6网络中应用的目的，BGP 协议原有的消息机制和路由机制并没有改变。

2 IPv6组播路由协议

IPv6提供了丰富的组播协议支持，包括MLDv1 、MLDv1 Snooping、PIM-SM、PIM-DM、PIM-SSM.

2.1 MLDv1

Multicast Listener Discovery for IPv6 （简称MLD ）为IPv6组播监听发现协议。MLD 是一个非对称的协议，IPv6组播成员（主机或路由器）和IPv6组播路由器的协议行为是不同的。它的目的是使IPv6路由器采用MLD 来发现与其直连的IPv6组播监听者的出现，并进行组成员关系的收集和维护，将收集的信息提供给IPv6路由器，使组播包传送到存在IPv6监听者的所有链路上。

MLDv1 与IPv4的IGMPv2基本相同。区别有两点：一、MLDv1 的协议报文地址使用IPv6地址；二、离开报文的名称不同。MLDv1 的离开报文是Multicast ListenerDone，IGMP的离开报文是IGMP Leave.

2.2 MLDv1 Snooping

MLDv1 Snooping与IPv4的IGMPv2 Snooping 基本相同，唯一的区别在于协议报文地址使用IPv6地址。

2.3 PIM-SM

PIM-SM称为基于稀疏模式的协议无关组播路由协议，它运用潜在的单播路由为组播树的建立提供反向路径信息，并不依赖与特定的单播路由协议。

IPv6的PIM-SM与IPv4的基本相同，唯一的区别在于协议报文地址及组播数据报文地址均使用IPv6地址。

2.4 PIM-DM

PIM-DM为密集模式的协议无关组播模式。

IPv6的PIM-DM与IPv4的基本相同，唯一的区别在于协议报文地址及组播数据报文地址均使用IPv6地址。

2.5 PIM-SSM

PIM-SSM 采用PIM-SM中的一部分技术用来实现SSM 模型。由于接收者已经通过其他渠道知道了组播源S 的具体位置，因此SSM 模型中无需RP节点，无需构建RPT 树，无需源注册过程，同时也无需MSDP来发现其他PIM 域内的组播源。