19 Ipv6的认识

Ipv6的认识

一 Ipv6的由来

・Ipv4的不足：移动性支持不够、骨干路由表膨胀、安全问题、配置复杂、地址危机、QoS和性能问题

Ipv4解决地址不足的方法

CIDR（子网划分）：一定程度能节省IPv4地址空间的使用、不能解决IPv4地址短缺

NAT：能缓解IPv4地址短缺的问题、一些端到端的应用，如VoIP会出问题、实现复杂，性能下降

DHCP ：通过释放一段时间不用的IP，能部分缓解IPv4地址短缺、不能解决IPv4的地址短缺

・Ipv6的优势：更大的地址空间、更高效的路由基础、更好的安全型、移动性、更好的QoS

二IPv6的包头

版本：长度为四位；该字段必须为6

流量类型：长度为2位；相当于IPv4中的TOS字段，规定使用的服务类

流标签：长度为20位，用于标识同一业务流的数据。中间转发路由器对于同一源和目的的一个业务流数据采用相同的转发行为，来提高转发效率

载荷长度：长度为16

跳数限制：长度为8，类似于IPv4中的TTL，但是跳数的上限由上层协议来规定

下一报文首部：指出扩展头的位置

源地址：长度为128位，

目的地址：长度为128位

三 IPv6基本术语

局域网段：以二层交换机设备为边界

链路：以路由器为边界的一个或多个局域网段

子网：相同的64位Ipv6地址前缀的一个或多个链路被称为子网

邻节点：连接到一个链路上的连接点

链路MTU：可以在一个链路上发送的最大传输单元

四 IPv6的地址

・128 位的地址空间

128位地址是每16位划分为一段，每段被转换为一个4位十六进制数，并用冒号隔开

总共有340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个地址!

IPV6地址由8个16进制字段构成

例如：

CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020

1030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B

2000:0:0:0:0:0:0:1

・压缩表示（简化表示）

每一段开头有0的可以省略0：如2001:0001:0000:0000:0000:0000:0000:0001可以表示为2001:1：0:0:0:0：0:1

连续为0的可以用两个冒号代替，但是只能出现一次：如2001:0:0:0:1：0:0:1可以表示为

2001：：1:0:0:1

・Ipv6地址类型

IPv6的单播地址：一对一通信

IPv6的组播地址：一对多通信

IPv6的任播地址：多个地址对一个接口

・IPv6的单播地址

全局单播地址

・相当于IPv4的公网IP

・首部3位001

・45位Global Routing Prefix可以反映全球ISP的层次结构

・TLA ID顶级汇聚标识符

・Res 为未来扩展TLA ID或NLA ID的长度而保留的位

・NLA ID下一级汇聚标识符

・SLA ID 站点汇聚标识符

・接口标识位64位

链路本地地址

・每个设备的接口在启动IPv6的时候会自动配置一个链路本地地址

・IPv6的"邻居发现"机制要用到IPv6的链路本地地址；IPv6中没有了广播，IPv4中的ARP在IPv6中不能工作，"邻居发现"是IPv6中和IPv4的ARP对应的寻址机制

・链路本地地址以"FE80"开头

・Interface ID是通过EUI－64自动生成

・路由器绝不会转发链路本地地址

站点本地地址

・相当于IPv4中的私网地址

・不会路由到公网上

・前缀为FEC0::/10

・用于打印机、交换机的管理地址等

・在IPv6大规模实现时,站点本地地址将不复使用

特殊IPv6地址

未指定地址 0:0:0:0:0:0:0:0 或 :: 相当于IPv4的0.0.0.0

环回地址（0:0:0:0:0:0:0:1 或 ::1）标识一个环回接口 ,相当于IPv4的127.0.0.1

兼容地址

与 IPv4 兼容的地址，0:0:0:0:0:0:w.x.y.z 或 ::w.x.y.z

IPv4 映射地址，0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z 或::FFFF:w.x.y.z

6to4 地址用于IPv4的网络上传送IPv6的包

・IPv6 组播地址

组播的特点

任何节点能够是一个组播组的成员。

一个源节点可以发送数据包到组播组

组播组的所有成员收到发往该组的数据包

组播地址在IPv6包中不能用作源地址或出现在任何选路头中

IPv6中的组播地址结构，其最高位前8位为1

Flags字段四位，目前只用了最后一位，此位为0，则是一个永久组播地址，1是临时组播地址

范围（scope ）

0：预留 ； 1：节点本地范围； 2：本地链路范围

5：本地站点范围 ； 8：组织本地范围

E：全球范围； F：预留

・IPv6的任播地址

任播地址的特点

任播地址是IPv6特有的地址类型，它用来标识一组网络接口

路由器会将目标地址是任播地址的数据包发送给距离本路由器最近的一个网络接口 (一对一组中的一个)

任播地址不能用作IPv6 包的源地址

如果一个全局单播地址被指定给多于一个接口，那么该地址就成为了任播地址

源节点不需要关心如何选择最近的任播节点，这个工作由路由系统完成

当路由发生变化时，发往同一个任播地址的包可能会被发往不同的任播节点

目前，任播地址不能指定给IPv6 主机，只能指定给IPv6 路由器

・IPv6的接口标识

三种方式可以生成IPv6的接口标识

由扩展唯一标识符EUI-64派生出来的64位接口标识符

随机生成的接口标识符随时间而更改，以提供一定的隐蔽性

在全状态地址自动配置过程中分配的接口标识符（IPv6的DHCP）

五 实验

实验目的：使用Ipv6地址协议配置动态路由

实验环境：如图所示

实验要求：使用Ipv6地址协议配置RIP和OSPF之间的路由重分发，实现全网互通

实验步骤：

配置R1

启用Ipv6

R1(config)#ipv6 unicast-routing

创建RIP进程

R1(config)#ipv6 router rip t227

配置接口地址并启用Ipv6

R1(config)#int f0/0

R1(config-if)#ipv6 add 2001::1/64

R1(config-if)#ipv6 rip t227 enable

R1(config-if)#no shu

R1(config-if)#int f1/0

R1(config-if)#ipv6 add 2002:1/64

R1(config-if)#ipv6 rip t227 enable

R1(config-if)#no shu

配置R2

边界路由器上的两个接口都要启RIP和OSPF

不用再创建RIP进程

R2(config)#ipv6 unicast-routing

R2(config)#int f1/0

R2(config-if)#ipv6 add 2002::2/64

R2(config-if)#ipv6 rip t227 enable

R2(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0

R2(config-if)#no shu

 

R2(config-if)#int f0/0

R2(config-if)#ipv6 add 2003::1/64

R2(config-if)#ipv6 rip t227 enable

R2(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0

R2(config-if)#no shu

配置R3

Ospf直接启用，不用创建进程

R3(config)#ipv6 unicast-routing

R3(config)#int f0/0

R3(config-if)#ipv6 add 2003::2/64

R3(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0

R3(config-if)#no shu

R3(config)#int f1/0

R3(config-if)#ipv6 add 2004::1/64

R3(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0

R3(config-if)#no shu