【干货分享】IPv4主机互访 vs IPv6主机互访

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IPv4主机互访和IPv6主机互访都可以使用下面相同的网络拓扑。

在IPv4网络中，主机A要访问主机B时，仅仅知道主机B的IP地址还不够，还需要知道主机B的MAC地址。以太网的同一网段内根据IP地址查询对应的MAC地址，实现三层IP地址与二层MAC地址之间的动态映射，可以通过ARP协议实现。

ARP协议工作过程非常简单，通过两个步骤就可以完成地址解析过程。

ARP协议工作过程：

步骤1：主机A仅知道主机B的IP地址而不知道其MAC地址时，它广播一个ARP请求报文，请求得到主机B的MAC地址。

步骤2：ARP请求报文是广播报文，请求的是主机B的IP地址对应的MAC地址。主机B收到后，向主机A发出一个包含自己MAC地址的ARP响应报文。

当主机A接收到主机B的响应报文后，知道主机B的MAC地址，就可以用这个MAC地址和主机B通信。

在IPv6网络中，主机A访问主机B的过程类似。主机A要访问主机B，不仅要知道主机B的IPv6地址，还要知道主机B的MAC地址。IPv6环境中，邻居发现协议可以实现从IPv6地址解析到MAC地址的功能。

IPv6地址解析使用两种ICMPv6报文：邻居请求报文NS和邻居通告报文NA。IPv6地址解析过程和ARP协议工作过程类似，需要两个步骤。

IPv6地址解析过程：

步骤1：主机A仅知道主机B的IPv6地址，不知道主机B的MAC地址。主机A向主机B发送报文之前必须要先解析出主机B的链路层MAC地址。首先主机A会发送一个NS报文，其中源地址是主机A的IPv6地址，目的地址是主机B的被请求节点组播地址，需要解析的目标IPv6地址为主机B的IPv6地址，在NS报文的Options字段中还携带了主机A的链路层MAC地址。

步骤2：主机B接收到了NS报文之后，就会回应NA报文，其中源地址为主机B的IPv6地址，目的地址为主机A的IPv6地址，主机B的链路层MAC地址被放在Options字段中。

主机A收到主机B发送的NA报文，知道主机B的MAC地址。后续就可以用这个MAC地址和主机B通信了。