IPv6基础知识：PMTU发现与邻居发现协议

"PMTU发现是IPv6网络中的一种机制，用于确保源节点在发送数据报文时，能适应路径上最小的MTU（最大传输单元）。IPv6不同于IPv4，它不再依赖中间路由器进行分片，而是由源节点根据路径的MTU信息自行决定分片。这个过程通过ICMPv6协议中的Type=2消息实现，源节点通过试发不同大小的报文并接收ICMPv6的错误反馈来确定最合适的MTU。在示例中，源节点首先尝试发送MTU=1500的报文，然后根据收到的ICMPv6 Type=2响应，调整报文大小至1400和1300，最终找到路径上的最小MTU。 IPv6的基础规范是为了应对IPv4面临的挑战，如地址空间耗尽、网络复杂性增加以及安全性和服务质量需求的提升。IPv6采用更大的地址空间，提供128位的地址，理论上可以提供几乎无限的地址数量，解决了IPv4地址枯竭的问题。此外，IPv6的设计目标还包括简化网络架构，恢复端到端通信的透明性，以及增强网络的安全性和可扩展性。 在IPv6的报头结构中，与IPv4相比，有显著的变化。IPv6报头固定为40字节，采用了8字节对齐，减少了可变部分，提升了处理效率。报头中去除了IPv4中的选项字段，将其放入扩展选项头中，这样既保持了报头的简洁，又提供了足够的灵活性。同时，IPv6引入了流标签字段，用于流量管理和QoS（服务质量）控制。 IPv6邻居发现协议（ND，Neighbor Discovery）是IPv6网络中的关键组件，替代了IPv4中的ARP协议。ND负责地址解析、路由器发现、链路层地址可达性确认以及MTU发现等功能。ND使用ICMPv6报文来执行这些任务，确保节点可以正确地通信和定位网络上的其他设备。 在ND协议中，节点可以通过发送NS（Neighbor Solicitation）请求来查找特定的IPv6地址对应的链路层地址，或通过NA（Neighbor Advertisement）通告自己的链路层地址。此外，ND还通过RS（Router Solicitation）和RA（Router Advertisement）消息实现路由器的自动配置和路由信息的传播。 总结来说，IPv6通过PMTU发现优化了数据传输，通过其基础规范如简化报头和扩展选项头提高了效率，而IPv6 Neighbor Discovery协议则保证了网络中节点的有效通信和配置。这些机制共同构成了IPv6网络的核心功能，使得IPv6能够更好地适应未来互联网的需求。"