網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝與調(diào)試技術(shù) 課件 第12章-IPv6技術(shù)( 華三版-03華三篇)

第12章IPv6技術(shù)編著：

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隨著因特網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，IPv4的可用地址日益缺乏；另外，無論是手工配置還是從DHCP服務(wù)器獲取地址，對于終端用戶來說IPv4地址都不夠方便；同時，IPv4協(xié)議還存在安全性差、QoS功能弱等問題。因此，IETF（因特網(wǎng)工程任務(wù)組）從1990年代開始了IPng的制定，IPv6應(yīng)運(yùn)而生。IPv6從地址空間足量、配置簡單方便、安全性好和QoS功能強(qiáng)等方面突破，順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。12.1IPv6基礎(chǔ)

一、IPv6地址的表示和構(gòu)成

IPv6地址采用128位二進(jìn)制表示，分為8段，每段16位。書寫時，每段的16位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為4位十六進(jìn)制，段與段之間用冒號隔開。例如一個完整的IPv6地址可表示為：1234:5678:90AB:CDEF:0123:4567:89AB:CDEF。為縮短書寫長度，每段的前導(dǎo)0可以去掉，如2001:0000:0000:000A:0000:0000:0000:0123可以壓縮為：2001:0:0:A:0:0:0:123。另外，一個或多個的段內(nèi)全0時，可用::（雙冒號）進(jìn)一步壓縮，但一個IPv6地址最多一個::（雙冒號）。如上例的IPv6地址可以進(jìn)一步壓縮為2001::A:0:0:0:123或2001:0:0:A::123，但不能壓縮為2001::A::123。

IPv6地址取消了網(wǎng)絡(luò)號、主機(jī)號、子網(wǎng)掩碼等概念，改用前綴、接口標(biāo)識符（接口ID）、前綴長度表示。例如：1234:5678:90AB:CDEF:0123:4567:89AB:CDEF/64表示該地址的前綴長度是64位，其前綴是1234:5678:90AB:CDEF，其接口標(biāo)識符是0123:4567:89AB:CDEF。二、IPv6地址的分類IPv6地址可分為單播地址、組播地址和任播地址。其中，IPv6的單播地址、組播地址與IPv4的類似，任播地址則是IPv6特有的。1.常見的單播地址有：未指定地址，用于節(jié)點(diǎn)未獲得有效地址前作為源地址，表示暫無地址，前綴為::/128。環(huán)回地址，用于發(fā)送測試報文時將自己作為目的地址，與IPv4的127.0.0.1類似，前綴為::1/128。鏈路本地地址，用于以路由器為邊界的鏈路本地節(jié)點(diǎn)間的通信，前綴為FE80::/10。全球單播地址，與IPv4的公有地址類似，由IANA（InternetAssignedNumbersAuthority，Internet地址分配機(jī)構(gòu)）統(tǒng)一分配，前綴是2000::/3。2.組播地址前綴為FF00::/8。預(yù)留的組播地址FF02::1用于表示鏈路本地范圍的所有節(jié)點(diǎn)；FF02::2用于表示鏈路本地范圍的所有路由器。3.任播地址用來標(biāo)識一組接口，發(fā)給任播地址的數(shù)據(jù)會被送給這組接口中距離源節(jié)點(diǎn)最近的接口。利用任播地址，可以實現(xiàn)諸如移動用戶接入因特網(wǎng)時，自動連入最近的接收站等功能。任播地址是從單播地址空間中分配的，配置時需明確指明它是任播地址。三、鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議IPv6中的主機(jī)無須任何配置就可以連通網(wǎng)絡(luò)，依賴的就是IPv6的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議（ND協(xié)議）。鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議能實現(xiàn)地址解析、路由器發(fā)現(xiàn)/前綴發(fā)現(xiàn)、地址自動配置、地址重復(fù)檢測等功能。以地址解析為例，某主機(jī)為了實現(xiàn)與另一主機(jī)通信，需要先獲取到對方的鏈路層地址，這一功能在IPv4中是通過ARP地址解析協(xié)議實現(xiàn)的，IPv6則是借助鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議（ND協(xié)議），以被請求節(jié)點(diǎn)的組播地址作為目標(biāo)地址，向被請求節(jié)點(diǎn)發(fā)送鄰居請求消息（NS消息），并從對方返回的鄰居通告消息（NA消息）中獲取到對方的鏈路層地址。路由器發(fā)現(xiàn)/前綴發(fā)現(xiàn)是指主機(jī)能獲取路由器及其所在網(wǎng)絡(luò)的前綴，以及鏈路MTU等其它配置參數(shù)。地址自動配置則根據(jù)路由器發(fā)現(xiàn)/前綴發(fā)現(xiàn)所獲得的信息，自動配置IPv6地址。自動配置的地址最后要通過鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議（ND協(xié)議）提供的地址重復(fù)檢測功能避免地址沖突。12.2IPv6地址的配置

1.鏈路本地地址（LinkLocalAddress)，是為單一鏈路的通信而設(shè)計的地址，可手動配置，也可自動配置。自動配置又分為由mac地址生成的EUI64格式、隨網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化的stable_secret格式、隨機(jī)生成的random格式。當(dāng)接口變?yōu)榭捎脮r，可自動生成一個128位的EUI64格式鏈路本地地址，包括由FE80::/10補(bǔ)充0拓展得到的64位前綴FE80::/64和符合IEEEEUI-64格式的64位接口標(biāo)識符。IEEEEUI-64格式接口標(biāo)識符的生成方法是將48位的MAC地址從中間切開，加入16位的0xFFFE得到64位，再將這64位二進(jìn)制數(shù)從高位往低位方向的第7位設(shè)置為1。

2.全球單播地址（GlobalAddress），可手動配置，也可自動配置。自動配置又分為無狀態(tài)（Stateless）和有狀態(tài)（Stateful）。無狀態(tài)是指網(wǎng)絡(luò)中無專門的IP地址管理者，客戶端只根據(jù)網(wǎng)關(guān)公告的消息自行配置IPv6地址；有狀態(tài)是指有網(wǎng)絡(luò)中有IP地址管理者配置的DHCPv6服務(wù)器為客戶端分配和管理IPv6地址、維護(hù)IPv6地址的租期等。

（1）通過無狀態(tài)地址自動配置獲得全球單播地址。主機(jī)自動生成鏈路本地地址后，就可以與本鏈路上的路由器進(jìn)行通信了。借助鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議（ND協(xié)議），主機(jī)向代表鏈路本地所以路由器的組播地址FF02::2發(fā)送路由器請求消息（RS消息），以獲取網(wǎng)關(guān)響應(yīng)的路由器公告消息（RA消息），然后從路由器公告消息（RA消息）中提取出全球唯一的IPv6地址前綴，加上隨機(jī)生成的后綴或采用EUI-64地址作為后綴作為接口標(biāo)識符，生成全球單播地址。

（2）通過有狀態(tài)地址自動配置獲得全球單播地址?！坝袪顟B(tài)”又分為有狀態(tài)DHCPv6（StatefulDHCPv6）和無狀態(tài)DHCPv6（StatelessDHCPv6）。有狀態(tài)DHCPv6是指客戶端的IPv6地址、DNS等其它參數(shù)均通過DHCPv6獲取；無狀態(tài)DHCPv6是指客戶端的IPv6地址通過路由器公告消息（RA消息）生成、DNS等其它參數(shù)則通過DHCPv6獲取。12.2.3華三設(shè)備的IPv6地址配置在HCL中搭建如圖12-4所示拓?fù)渫瓿梢韵氯蝿?wù)：

（1）為R1配置自動生成鏈路本地地址，為R1配置全球單播地址：2000:0001::1/64，（2）為R2配置自動生成鏈路本地地址，為R2配置全球單播地址：2000:0001::2/64。

圖12-4華三設(shè)備IPv6地址配置的拓?fù)?/p>

1.R1的配置，命令如下：[R1]interfaceGigabitEthernet0/0[R1-GigabitEthernet0/0]ipv6addressautolink-local//開啟IPv6鏈路本地地址自動生成[R1-GigabitEthernet0/0]ipv6address2000:1::164//配置全球單播地址[R1-GigabitEthernet0/0]undoipv6?//查看參數(shù)詳解ndIPv6neighbordiscovery[R1-GigabitEthernet0/0]undoipv6nd?raRouteradvertisement[R1-GigabitEthernet0/0]undoipv6ndra?haltSuppressIPv6routeradvertisements[R1-GigabitEthernet0/0]undoipv6ndrahalt//允許接口發(fā)布RA消息

2.查看R1的配置結(jié)果，命令如下：[R1]displayipv6interfaceGigabitEthernet0/0GigabitEthernet0/0currentstate:UPLineprotocolcurrentstate:UPIPv6isenabled,link-localaddressisFE80::5CFB:BBFF:FE1F:105Globalunicastaddress(es):2000:1::1,subnetis2000:1::/64可以看到接口G0/0/0的兩個地址，其中鏈路本地地址是FE80::5CFB:BBFF:FE1F:105，全球單播地址是2000:1::1/64。3.R2的配置，命令如下：[R2]interfaceGigabitEthernet0/0[R2-GigabitEthernet0/0]ipv6addressautolink-local//開啟IPv6鏈路本地地址自動生成[R2-GigabitEthernet0/0]ipv6address2000:1::264//配置全球單播地址[R2-GigabitEthernet0/0]undoipv6ndrahalt//允許其發(fā)布RA消息4.查看R2的配置結(jié)果，命令如下：[R2]displayipv6interfaceGigabitEthernet0/0GigabitEthernet0/0currentstate:UPLineprotocolcurrentstate:UPIPv6isenabled,link-localaddressisFE80::5CFB:DEFF:FEC2:205Globalunicastaddress(es):2000:1::2,subnetis2000:1::/64可以看到接口G0/0/0的兩個地址，其中鏈路本地地址是FE80::5CFB:DEFF:FEC2:205，全球單播地址是2000:1::2/64。

5.R1pingR2的本地鏈路地址測試。注意，在路由器上Pingipv6鏈路本地地址，需要指定出接口。命令如下：[R1]pingipv6-iGigabitEthernet0/0FE80::5CFB:DEFF:FEC2:205

6.R1pingR2的全局單播地址測試，命令如下：[R1]pingipv62000:1::2

12.3.3華三設(shè)備IPv6靜態(tài)路由的配置

在HCL中搭建如圖12-9所示拓?fù)洌瓿扇A三設(shè)備IPv6靜態(tài)路由的配置。圖12-9華三設(shè)備IPv6靜態(tài)路由配置的拓?fù)?2.3IPv6靜態(tài)路由

1.各路由器的基本配置，命令如下：[R1]interfaceGigabitEthernet0/0//R1的基本配置[R1-GigabitEthernet0/0]ipv6address2222:1::164[R1-GigabitEthernet0/0]undoipv6ndrahalt[R1-GigabitEthernet0/0]quit[R1]interfaceGigabitEthernet0/1[R1-GigabitEthernet0/1]ipv6address2222:2::164[R1-GigabitEthernet0/1]undoipv6ndrahalt[R2]interfaceGigabitEthernet0/0//R2的基本配置[R2-GigabitEthernet0/0]ipv6address2222:2::264[R2-GigabitEthernet0/0]undoipv6ndrahalt[R2-GigabitEthernet0/0]quit[R2]interfaceGigabitEthernet0/1[R2-GigabitEthernet0/1]ipv6address2222:3::164[R2-GigabitEthernet0/1]undoipv6ndrahalt[R3]interfaceGigabitEthernet0/1//R3的基本配置[R3-GigabitEthernet0/1]undoipv6ndrahalt[R3-GigabitEthernet0/1]ipv6address2222:3::264[R3-GigabitEthernet0/1]quit[R3]interfaceGigabitEthernet0/0[R3-GigabitEthernet0/0]ipv6address2222:4::164[R3-GigabitEthernet0/0]undoipv6ndrahalt

2.PC1采用win2003系統(tǒng)，配置命令如下：C:\DocumentsandSettings\Administrator>netshnetsh>interfaceipv6netshinterfaceipv6>install//安裝IPv6協(xié)議棧netshinterfaceipv6>addaddress"本地連接"2222:1::10//設(shè)置IPv6地址netshinterfaceipv6>addaddress"本地連接"2222:1::10//設(shè)置缺省網(wǎng)關(guān)netshinterfaceipv6>quit3.PC2采用win2003系統(tǒng)，配置命令如下：C:\DocumentsandSettings\Administrator>netshnetsh>interfaceipv6netshinterfaceipv6>install//安裝IPv6協(xié)議棧netshinterfaceipv6>addaddress"本地連接"2222:4::10//設(shè)置IPv6地址netshinterfaceipv6>addaddress"本地連接"2222:4::1/設(shè)置缺省網(wǎng)關(guān)netshinterfaceipv6>quit

4.各路由器的靜態(tài)路由配置，命令如下：[R1]ipv6route-static::02222:2::2//R1的配置，配置IPv6默認(rèn)路由[R2]ipv6route-static2222:1::642222:2::1//R2的配置[R2]ipv6route-static2222:4::642222:3::2//R2的配置[R3]ipv6route-static::02222:3::1//R3的配置，配置IPv6默認(rèn)路由5.PC1pingPC2測試，命令如下：C:\DocumentsandSettings\Administrator>ping2222:4::10Pinging2222:4::10from2222:1::10with32bytesofdata:Replyfrom2222:4::10:time=4ms//可以ping通。12.4.3華三設(shè)備RIPng的配置在“華三設(shè)備IPv6靜態(tài)路由的配置”案例基礎(chǔ)上繼續(xù)完成華三設(shè)備RIPng的配置。1.在各路由器上取消原來配置的靜態(tài)路由，命令如下：[R1]undoipv6route-static::0//R1的配置，取消原來配置的默認(rèn)路由[R2]undoipv6route-static2222:1::64//R2的配置，取消原來配置的靜態(tài)路由[R2]undoipv6route-static2222:4::64//R2的配置，取消原來配置的靜態(tài)路由[R3]undoipv6route-static::0//R3的配置，取消原來配置的默認(rèn)路由2.各路由器上的RIPng配置，命令如下：[R1]ripng1//R1的配置[R1-ripng-1]quit[R1]interfaceGigabitEthernet0/0[R1-GigabitEthernet0/0]ripng1enable[R1-GigabitEthernet0/0]quit[R1]interfaceGigabitEthernet0/1[R1-GigabitEthernet0/1]ripng1enable12.4動態(tài)路由協(xié)議RIPng[R2]ripng1//R2的配置[R2-ripng-1]quit[R2]interfaceGigabitEthernet0/0[R2-GigabitEthernet0/0]ripng1enable[R2-GigabitEthernet0/0]quit[R2]interfaceGigabitEthernet0/1[R2-GigabitEthernet0/1]ripng1enable[R2-GigabitEthernet0/1]quit[R3]ripng1//R3的配置[R3-ripng-1]quit[R3]interfaceGigabitEthernet0/0[R3-GigabitEthernet0/0]ripng1enable[R3-GigabitEthernet0/0]quit[R3]interfaceGigabitEthernet0/1[R3-GigabitEthernet0/1]ripng1enable3.查看R1的RIPng路由表，命令如下：[R1]displayripng1route4.PC1pingPC2測試，命令如下：C:\DocumentsandSettings\Administrator>ping2222:4::1012.5.3華三設(shè)備OSPFv3的配置在“華三設(shè)備RIPng的配置”案例基礎(chǔ)上繼續(xù)完成華三設(shè)備OSPFv3的配置。1.取消各路由器上原來的RIPng配置，命令如下：[R1]undoripng1//在vR1上取消原來的RIPng配置UndoRIPNGprocess?[Y/N]:y[R2]undoripng1//在R2上取消原來的RIPng配置UndoRIPNGprocess?[Y/N]:y[R3]undoripng1//在R3上取消原來的RIPng配置UndoRIPNGprocess?[Y/N]:y12.5動態(tài)路由協(xié)議OSPFv32.各路由器上的OSPFv3配置，命令如下：[R1]ospfv31//R1的配置[R1-ospfv3-1]router-id1.1.1.1[R1-ospfv3-1]quit[R1-GigabitEthernet0/0]ospfv31area0[R1-GigabitEthernet0/0]quit[R1]interfaceGigabitEthernet0/1[R1-GigabitEthernet0/1]ospfv31area0[R2]ospfv31//R2的配置[R2-ospfv3-1]router-id2.2.2.2[R2-ospfv3-1]quit[R2]interfaceGigabitEthernet0/0[R2-GigabitEthernet0/0]ospfv31area0[R2-GigabitEthernet0/0]quit[R2]interfaceGigabitEthernet0/1[R2-GigabitEthernet0/1]ospfv31area0[R3]ospfv31//R3的配置[R3-ospfv3-1]router-id3.3.3.3[R3-ospfv3-1]quit[R3]interfaceGigabitEthernet0/0[R3-GigabitEthernet0/0]ospfv31area0[R3-GigabitEthernet0/0]quit[R3]interfaceGigabitEthernet0/1[R3-GigabitEthernet0/1]ospfv31area03.查看R2的OSPFv3鄰居狀態(tài)，命令如下：[R2]displayospfv3peer4.查看R1的ospfv3路由表，命令如下：[R1]displayospfv3routing5.PC1pingPC2測試，命令如下：C:\DocumentsandSettings\Administrator>ping2222:4::10Pinging2222:4::10from2222:1::10with32bytesofdata:Replyfrom2222:4::10:time=3ms//可以ping通12.6.3華三設(shè)備IPv6-over-IPv4隧道的配置拓?fù)淙鐖D12-12所示拓?fù)?，在“華三設(shè)備OSPFv3的配置”案例基礎(chǔ)上繼續(xù)完成華三設(shè)備IPv6-over-IPv4隧道的配置。圖12-12華三設(shè)備IPv6-over-IPv4隧道配置的拓?fù)?2.6IPv6-over-IPv4隧道1.取消各路由器原來的OSPFv3配置，命令如下：[R1]undoospfv31//R1的配置UndoOSPFv3process?[Y/N]:y[R2]undoospfv31//R2的配置UndoOSPFv3process?[Y/N]:y[R3]undoospfv31//R3的配置UndoOSPFv3process?[Y/N]:y2.按新案例的規(guī)劃，更改各路由器原IPv6地址為新的IPv4地址，命令如下：[R1]interfaceGigabitEthernet0/1//R1的配置[R1-GigabitEthernet0/1]undoipv6address[R1-GigabitEthernet0/1]ipv6ndrahalt[R1-GigabitEthernet0/1]ipaddress192.168.2.124[R2]interfaceGigabitEthernet0/0//R2的配置[R2-GigabitEthernet0/0]undoipv6address[R2-GigabitEthernet0/0]ipv6ndrahalt[R2-GigabitEthernet0/0]ipaddress192.168.2.224[R2-GigabitEthernet0/0]quit[R2]interfaceGigabitEthernet0/1[R2-GigabitEthernet0/1]undoipv6address[R2-GigabitEthernet0/1]ipv6ndrahalt[R2-GigabitEthernet0/1]ipaddress192.168.3.124[R3]interfaceGigabitEthernet0/1//R3的配置[R3-GigabitEthernet0/1]undoipv6address[R3-GigabitEthernet0/1]ipv6ndrahalt[R3-GigabitEthernet0/1]ipaddress192.168.3.2243.在各路由器上配IPv4路由，命令如下：[R1]ospf1router-id1.1.1.1//R1的配置[R1-ospf-1]area0[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network192.168.2.00.0.0.255[R2]ospf1router-id2.2.2.2//R2的配置[R2-ospf-1]area0[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network