Vergleich von Neighbor Discovery mit ARP und verwandten IPv4-Protokollen

Die Funktionen des IPv6-Neighbor Discovery-Protokolls entsprechen einer Kombination der folgenden IPv4-Protokolle: Address Resolution Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP) Router Discovery und ICMP Redirect. IPv4 verfügt jedoch nicht über ein allgemein anerkanntes Protokoll oder einen Mechanismus zur Neighbor Unreachability-Erkennung. Die Host-Anforderungen geben jedoch einige mögliche Algorithmen zur Dead Gateway-Erkennung vor. Die Dead Gateway-Erkennung ist Teil der Probleme, die mit der Neighbor Unreachability-Erkennung gelöst werden.

In der folgenden Liste wird das Neighbor Discovery-Protokoll mit dem entsprechenden Satz an IPv4-Protokollen verglichen.

• Die Router-Erkennung ist Teil des allgemeinen IPv6-Protokollsatzes. IPv6-Hosts benötigen keinen snoop-Befehl für die Routing-Protokolle, um einen Router zu finden. IPv4 verwendet ARP, ICMP Router-Erkennung und ICMP-Redirect zur Router-Erkennung.

• IPv6-Router Advertisement-Nachrichten übertragen Link-lokale Adressen. Zum Auflösen der Link-lokalen Adresse des Routers müssen keine zusätzlichen Pakete ausgetauscht werden.

• Router Advertisement-Nachrichten übertragen die Standortpräfixe eines Links. Zur Konfiguration der Netzmaske ist kein separater Mechanismus erforderlich, wie dies bei IPv4 der Fall ist.

• Router Advertisement-Nachrichten ermöglichen eine automatische Addresskonfiguration. Die automatische Konfiguration ist in IPv4 nicht implementiert.

• Das Neighbor Discovery-Protokoll ermöglicht es IPv6-Routern, eine für den Link geltende MTU für Hosts bekannt zu geben. Entsprechend verwenden alle Knoten den gleichen MTU-Wert auf Links, für die keine MTU definiert wurde. IPv4-Hosts im gleichen Netzwerk können unterschiedliche MTUs aufweisen.

• Im Gegensatz zu IPv4-Broadcast-Adressen sind IPv6-Adressauflösung-Multicasts über 4 (2^32) Milliarden Multicast-Adressen verteilt, wodurch aufgrund der Adressauflösung auftretende Unterbrechungen auf Knoten, bei denen es sich nicht um das Ziel handelt, wesentlich reduziert werden. Darüber hinaus sollten nicht-IPv6-Computer überhaupt nicht unterbrochen werden.

• IPv6-Redirects enthalten die Link-lokale Adresse des neuen ersten Hop. Eine separate Adressauflösung ist nach dem Empfang einer Umleitung (Redirect) nicht mehr erforderlich.

• Einem IPv6-Netzwerk können mehrere Standortpräfixe zugewiesen werden. Standardmäßig lernen alle lokalen Standortpräfixe aus den Router Advertisement-Nachrichten. Router können jedoch auch so konfiguriert werden, dass einige oder alle Präfixe in Router Advertisement-Nachrichten weggelassen werden. In diesen Fällen nehmen Hosts an, dass sich die Ziele in Remote-Netzwerken befinden. Entsprechend senden sie den Datenverkehr an Router. Ein Router kann dann gegebenenfalls Umleitungen initiieren.

• Im Gegensatz zu IPv4 geht der Empfänger einer IPv6-Redirect-Nachricht davon aus, dass sich der nächste Hop im lokalen Netzwerk befindet. Unter IPv4 ignoriert ein Host Redirect-Nachrichten, in denen angegeben wird, dass sich ein nächster Hop entsprechend der Netzwerkmaske nicht im lokalen Netzwerk befindet. Der IPv6-Redirect-Mechanismus ist analog der XRedirect-Funktion in IPv4. Der Redirect-Mechanismus eignet sich für nicht-Broadcast- und gemeinsam genutzte Media-Links. In diesen Netzwerken sollen Knoten nicht auf alle Präfixe für Ziele auf dem lokalen Link prüfen.

• Die Neighbor Unreachability Detection unter IPv6 verbessert die Paketzustellung bei fehlerhaften Routern. Diese Funktion verbessert die Paketzustellung bei teilweise fehlerhaften oder partitionierten Links. Darüber hinaus verbessert diese Funktion die Paketzustellung über Knoten, deren Link-lokale Adressen geändert wurden. Beispielsweise können mobile Knoten aus dem lokalen Netzwerk verschoben worden sein, ohne dass sie aufgrund veralteter ARP-Caches die Konnektivität verlieren. IPv4 verfügt über keine entsprechende Methode zur Neighbor Unreachability Detection.

• Im Gegensatz zu ARP erfasst das Neighbor Discovery-Protokoll Half-Link-Ausfälle mithilfe der Neighbor Unreachability Detection. Das Neighbor Discovery-Protokoll vermeidet das Senden von Datenverkehr an Nachbarknoten, wenn keine doppelseitige Konnektivität vorhanden ist.

• IPv6-Hosts können die Router-Assoziationen mithilfe von Link-lokalen Adressen pflegen, um Router eindeutig zu identifizieren. Die Fähigkeit zur Identifizierung von Routern ist für Router Advertisement- und Redirect -Nachrichten erforderlich. Hosts müssen Router-Assoziationen pflegen, wenn globale Präfixe am Standort verwendet werden. IPv4 verfügt über keine vergleichbare Methode zur Identifizierung von Routern.

• Da Neighbor Discovery-Nachrichten nach dem Empfang auf maximal 255 Hops beschränkt sind, ist das Protokoll immun gegenüber Spoofing-Angriffen, die von Knoten außerhalb des Links stammen. Im Gegensatz dazu können IPv4-Knoten außerhalb des Links ICMP-Redirect-Nachrichten senden. IPv4-Knoten außerhalb des Links können auch Router Advertisement-Nachrichten senden.

• Durch Ausführen der Adressauflösung auf der ICMP-Schicht wird das Neighbor Discovery-Protokoll weniger von Medien abhängig als das ARP. Entsprechend können standardmäßige IP-Authentifizierungs- und Sicherheitsmechanismen verwendet werden.