计算机网络 | 思科网络 | 无状态地址自动配置 (SLAAC) | 什么是SLAAC

目录

一.SLAAC

二.SLAAC 工作原理

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三.SLAAC 和 DHCPv6


与 IPv4 类似,可以手动或动态配置 IPv6 全局单播地址。但是,动态分配 IPv6 全局单播地址有两种方法:

  • 如图所示,无状态地址自动配置 (SLAAC)
  • IPv6 的动态主机配置协议(有状态 DHCPv6)

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一.SLAAC

SLAAC 是一种可以在没有 DHCPv6 服务器服务的情况下获取 IPv6 全局单播地址的方法。SLAAC 的核心是 ICMPv6。ICMPv6 与 ICMPv4 类似,但它包括其他功能,也是一种更稳定的协议。SLAAC 使用 ICMPv6 路由器请求消息和路由器通告消息提供通常本由 DHCP 服务器提供的编址和其他配置信息。

  • 路由器请求 (RS) 消息 - 当配置客户端以使用 SLAAC 自动获取其编址信息时,该客户端会将 RS 消息发送至路由器。将 RS 信息发送至 IPv6 所有路由器组播地址 FF02::2。
  • 路由器通告 (RA) 消息 - 路由器发送 RA 消息来提供所配置客户端的编址信息,以自动获取其 IPv6 地址。RA 消息包括本地数据段的前缀和前缀长度。客户端使用此信息创建自己的 IPv6 全局单播地址。路由器定期发送 RA 消息或响应 RS 消息。默认情况下,思科路由器每隔 200 秒发送一次 RA 消息。始终将 RA 消息发送到 IPv6 全节点组播地址 FF02::1。

如名称所示,SLAAC 是无状态的。无状态服务意味着没有维护网络地址信息的服务器。与 DHCP 不同,没有 SLAAC 服务器知道哪些 IPv6 地址正在使用中,哪些地址是可用的。

二.SLAAC 工作原理

路由器必须启用 IPv6 路由,然后才能发送 RA 消息:

 Router(config)# ipv6 unicast-routing 

(1)

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在图 1 所示的示例拓扑中,配置 PC1 以自动获取 IPv6 编址。自启动开始,PC1 未收到一条 RA 消息,因此,它发送 RS 消息至所有路由器组播地址来通知本地 IPv6 路由器它需要 RA。

(2)

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如图 2 所示,R1 接收 RS 消息并以 RA 消息作为回应。RA 消息中包括网络的前缀和前缀长度。以路由器的本地链路地址为 IPv6 源地址将 RA 消息发送至 IPv6 全节点组播地址 FF02::1。

(3)

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PC1 收到包含本地网络前缀和前缀长度的 RA 消息。PC1 会使用此信息创建自己的 IPv6 全局单播地址。PC1 现在有一个 64 位网络前缀,但是还需要一个 64 位接口 ID (IID) 来创建全局单播地址。

PC1 可以使用两种方式创建自己的唯一 IID:

  • EUI-64 - PC1 将使用 EUI-64 进程通过其 48 位 MAC 地址创建一个 IID。
  • 随机生成 - 该 64 位 IID 可以是客户端操作系统随机生成的数值。

如图 3 所示,PC1 可以将 64 位前缀与 64 位 IID 相结合创建一个 128 位 IPv6 全局单播地址。PC1 会将路由器的本地链路地址用作其 IPv6 默认网关地址。

(4)

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由于 SLAAC 是无状态的过程,PC1 必须先验证此新创建的 IPv6 地址是唯一的,然后才能使用。如图 4 所示,PC1 使用一个特殊构造的多播地址发送 ICMPv6 邻居请求消息,此地址称为请求节点组播地址,它复制 PC1 的 IPv6 地址的最后 24 位。如果没有其他设备回应邻居通告消息,则实际上确保该地址是唯一的,可被 PC1 使用。如果 PC1 接收到邻居通告,那么该地址就不是唯一的,而且操作系统必须确定可用的新接口 ID。

此过程是 ICMPv6 邻居发现的一部分,称为重复地址检测 (DAD)。

三.SLAAC 和 DHCPv6

是否要配置客户端以使用 SLAAC、DHCPv6 或两者的组合来自动获取其 IPv6 地址信息取决于 RA 消息中的设置。

这两个标记是管理地址配置标记(M 标记)和其他配置标记(O 标记)。

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如图所示,如果使用 M 标记和 O 标记的不同组合,RA 消息会包含 IPv6 设备的三个编址选项之一。

  • SLAAC(仅路由器通告)
  • 无状态 DHCPv6(路由器通告和 DHCPv6)
  • 有状态 DHCPv6(仅限 DHCPv6)

:虽然 RA 消息指定了客户端在动态获取 IPv6 地址时应使用的过程,但是客户端操作系统也可能选择忽略 RA 消息,并且只使用 DHCPv6 服务器的服务。

 

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