理解IPV6的组播地址

IPv6的组播地址通常是为IPv6的组播服务，而IPv6通信的核心大量的使用了组播，IPv6不再使用广播，这与IPv4的通信不同，然而要理解IPv6的组播，首先需要明白三个关键点：

第一、任何节点都能够成为一个多播组成员也叫做组播组成员；

第二、源节点可以发送数据包到多播组;

第三、在一个多播组的节点都能收到发往该组播组的数据。

而对于IPv6组播地址是由固定的8bit地址前缀FF::/8，4bit的标志位，4bit组播范围和112bit多播组标识符（组ID）组成。如下图1所示。“标志”字段用于说明组播地址是“永久性（由IANA指定的一个地址）”的，还是“临时性”的。而对于该4bit标志字段，一般情况下，其高3bit位为0，剩下的低1bit位就是用于判断多播地址是“永久性”还是“临时性”。如果低1bit位为0，则表示为“永久性多播地址”，也就是一个众所周知的多播地址，如FF02::1表示在IPv6环境中一个链路上的所有计算机节点、FF02::2表示一个链路上的所有路由器节点，类似于IPv4的224.0.0.1和224.0.0.2。如果为“1”就是“临时性多播地址”。如下图2所示。

图1：IPv6组播地址格式

图2：IPv6组播地址标志位
范围：指定义组播地址的范围类型
详细地址范围参见IANA IPv6组播地址参数列表。

理解被请求-节点多播地址(solicited-node multicast address)

理解IPv6的请求节点组播地址非常重要，因为IPv6的请求节点组播地址提高了数据链路层地址解析的效率，在IPv4的环境中，通信需要同时获得目标主机的IP地址与MAC地址，当知道目标IP地址时会使用ARP协议去解析数据链路层的MAC地址，ARP的地址请求消息是使用广播发送的，然而在IPv6的应用环境中不再使用广播，所以放弃了ARP协议的使用，取而代之的是ICMPv6的节点请求消息，现在需要深入理解的两个问题：

n节点请求主机是如何高效率的去替代IPv4的ARP协议？
n节点请求主机是如何去实现该技术？该技术中的IPv6组播地址是如何生成的？

节点请求是如何高效率去替代IPv4的ARP协议？

如下图3对比IPv4与IPv6节点请求的高效性所示可看出，在IPv4环境的的ARP地址解析协议是使用目标地址为广播（255.255.255.255或者FFFF.FFFF.FFFF）将MAC地址请求消息发送到整个以太网链路上的所有主机，即便是A主机只请求D主机的MAC，B主机与C主机也同样会收到这个请求广播，从性能与效率上讲这明显不科学。所以在IPv6的环境中放弃了广播的的方式，而是采用组播方式将MAC地址的解析请求，以点对点的形式直接组播到D主机的请求节点组播地址FF02::1:FFAA:4C3E。而不再将请求消息发送到无关的主机B和主机C，所以IPv6的节点请求的确是高效率去替代IPv4的ARP协议。总而言之就是使用点到点的方式去代替广播。现在需要进一步理解的是节点请求技术是如何使用组播去完成“点对点”的通信？

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