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第十三章 IPv6

一、IPv6的好處及其應用

1、使用新的標準：IPSec，用來(lái)提供端到端的安全性；

2、移動(dòng)性：它使設備能夠從一個(gè)網(wǎng)絡(luò )漫游到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，而不丟失連接；

3、處理速度加快：去掉了IPv4中報文頭中必須包含的在部分信息，以擴展報頭的形式出現，跟在基本報頭字段的后面。

4、提供了大量的地址（3.4*10³⁸），地址長(cháng)度為128位。

5、允許主機和網(wǎng)絡(luò )有多個(gè)地址；

6、新版本的IP還包括組播通信的擴展使用，使設備間的通訊更具有針對性；

7、在IPv6中不會(huì )出現廣播風(fēng)暴，因為IPv6用組播代替了廣播。還提供了單播和任播{允許同一個(gè)地址被放置到多臺設備上，當路由器接收到目的地址為任播地址的數據包時(shí)，就將它路由到離它最近的、共享同一個(gè)地址的主機上}通訊方式。

二、IPv6尋址及表達方式

1、表達方式

2001:0db8:3c4d:0012:0000:0000:1234:56ab

全球前綴 子網(wǎng) 接口ID

與IPv4的區別：采用8位數字組成；各組數字之間采用冒號隔開(kāi)；采用16進(jìn)制數表示方式。

當使用WEB瀏覽器向一臺IPv6設備發(fā)起HTTP連接時(shí)，必須采用以下方式：

http://[ 2001:0db8:3c4d:0012:0000:0000:1234:56ab]/default.html

也可以采用縮減表達方式：

首先，在每個(gè)單獨的地址塊中，可以省略那些打頭的0

變成：2001:db8:3c4d: 12:0:0:1234:56ab

其次，如果整個(gè)地址址全為0，則可以改成：2001:db8:3c4d: 12:: 1234:56ab，用雙冒號代替全0

最后，只能在IPv6地址中，用雙冒號替換掉某一個(gè)相鄰的全O地址塊。例

2001:0000:0000:0012:0000:0000:1234:56ab

不能改成：2001::12::1234:56ab 只能改成：2001::12:0:0:1234:56ab

2、地址類(lèi)型

單播地址：目的地址為單播地址的數據包被傳送到單個(gè)網(wǎng)絡(luò )接口。這了實(shí)現負載均衡，多個(gè)接口可以使用同一個(gè)地址。

全球單播地址：是典型的、可路由的通用地址。像IPv4的通用地址一樣；

鏈路本地地址：像IPV4的專(zhuān)用（私有）地址一樣，因為他們不能被路由。

本地唯一地址：也是專(zhuān)門(mén)用于非路由目的的，但他們幾乎是全球唯一的，因此這些地址不太可能會(huì )重疊。它被設計用來(lái)替代站點(diǎn)本地地址。（已被廢）

組播地址：與IPv4一樣，目的地址為組播的數據包被傳送到由組播地址識別的所有接口。以FF開(kāi)頭。

任播地址：它能識別多個(gè)接口，但任播包只被傳送到一個(gè)地址----實(shí)際上，是將它傳送到距離本路由器最近的那個(gè)接口地址。“一個(gè)對一組中的一個(gè)”

特殊地址：

0:0:0:0:0:0:0:0 等于：：。與IPv4中的0.0.0.0等價(jià)，代表主機的源地址。

0:0:0:0:0:0:0:1等于::1。與IPv4中的127.0.0.1 等價(jià)

0:0:0:0:0:192.168.100.1 這是IPv6/IPv6混合網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中IPv4地址的表示式。

2000::/3 全球單播地址范圍

FC00::/7 本地唯一單播地址范圍

FE80::/10 鏈路本地單播地址范圍

FF00::/8 組播地址

3FFF:FFFF::/32 為示例和文檔保留的地址

2001:0DB8::/32 為示例和文檔保留的地址

2002::/16 用于IPv6到IPv4的轉換系統，這種結構允許IPv6包通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸，而無(wú)需顯式地配置隧道

三、IPv6如何在互聯(lián)網(wǎng)中起作用

1、自動(dòng)配置

自動(dòng)配置是一種令人難以置信的，有用的解決方案，因為它允許網(wǎng)絡(luò )中的設備用鏈路本地單播地址自動(dòng)進(jìn)行地址配置。從路由器那里學(xué)習前綴信息，然后將設備自己的接口地址作為接口IP附加上去。

但是IPv6的接口是64位，而MAC地址僅48位，因而需在MAC地址中填充FFFE

例：0060:d673:1987,填充后的地址為：0260:d6ff.fe73.1987

注：如果是本地唯一的或全球唯一的，那么填充過(guò)程中的部分會(huì )將一位改為特定的數字，被改動(dòng)的這一位是地址中的第7位。值為“1”，意味著(zhù)是全球唯一的，值為“0”，意味著(zhù)是本地唯一的。

完成自動(dòng)配置的步驟：

首先：主機需要前輟信息來(lái)配置其接口。因此，它為自己發(fā)送一個(gè)路由器征求（router solicitation RS）請求，然后這個(gè)RS作為組播信息發(fā)送到每臺路由器的組播地址。RS消息的號碼是ICMP類(lèi)型133

其次：路由器通過(guò)路由器通告（router advertisement RA）對所需的前輟信息做出回應。也是組播包，它被發(fā)送到每個(gè)結點(diǎn)的組播地址，其號碼為ICMP類(lèi)型134.

2、配置

Corp(config)#ipv6 unicast-rooting //啟用IPv6

Corp(config-if)#ipv6 address <ipv6prefix>/<prefix-length>[eui-64] //默認時(shí)IPv6是被禁止的，應用時(shí)應在每一個(gè)接口上啟用。

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:0260:d6ff:fe73:1987/64 //指定整個(gè)128位的全球IPV6地址

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:1::/64 eui-64 //允許使用設備MAC地址并對其進(jìn)行填充后的地址

Corp(config-if)ipv6 enable //這是另一種方法:啟用接口，還不是允許鏈路本地地址的自動(dòng)應用。

四DHCPv6

Router(config)#ipv6 dhcp pool pool_name

Router(config-dhcp)#dns-server test

Router(config-dhcp)#domain-name lammle.com

Router(config-dhcp)#prefix-delegation pool test lifetime 3600 3600

配置好地址池后，就需要應用到接口上

Router(config-if)#ipv6 dhcp server test

五、ICMPv6

工作原理：連接中的源結點(diǎn)將發(fā)送一個(gè)數據包，它等于其本地鏈路MTU的MTU大小，當這個(gè)數據包穿越路徑送往其目的地時(shí)，任何MTU比當前數據包MTU值小的鏈路，將迫使中間路由器向源結點(diǎn)發(fā)回一個(gè)“數據包太大”的信息。ICMPv6接管了找到本地鏈路中其它設備地址的任務(wù)。

在IPv4中，IGMP協(xié)議用來(lái)允許主機設備告訴其本地路由器，它正加入一個(gè)組播組，它將愿意接收那個(gè)組的流量，但在IPv6中，已被命名這“組播聽(tīng)眾發(fā)現”。

六、IPv6路由協(xié)議

1、RIPng的主要特征與RIPv2一樣。它仍然是距離矢量協(xié)議，最大跳數為15，使用水平分割，毒性逆轉和其它的環(huán)路避免機制。但現在使用UDP端口521。仍使用組播來(lái)發(fā)送其信息：FF02::9。使用鏈路本地地址而不是全球地址來(lái)跟蹤下一跳地址。需要從接口配置模式或啟用網(wǎng)絡(luò )中的通告。

Router(config-if)#ipv6 rip 1 enable

Router(cnfig)#ipv6 router rip 1 //在路由器上配置路由重分配的特性，需要在全局模式下啟動(dòng)。

七、EIGRPv6

EIGRPv6仍然是高級距離矢量協(xié)議，且有一些鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的特征。鄰居發(fā)現的過(guò)程仍然用hello來(lái)進(jìn)行，仍然用可靠的輿提供可靠的通信，并使用彌散更新算法（DUAL）來(lái)實(shí)現無(wú)環(huán)路的快速收斂。

它的組播地址為:FF02::A，要通告的網(wǎng)絡(luò )和接口必須在接口配置模式下啟用。

Router(config)#ipv6 router eigrp 10

Router(config-rtr)#no shutdown //這是必須的

Router(config-if)#ipv6 eigrp 10

八、OSPFv6

仍然是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，它將整個(gè)網(wǎng)絡(luò )或自治系統分成地區，從而使網(wǎng)絡(luò )具有層次。它的組播地址為：FF02::5,對于OSPF指定路由器，地址為FF02::6，與IPv6路由協(xié)議的配置一樣，接口及與這些接口相連的網(wǎng)絡(luò )，是在接口配置模式下直接在接口上進(jìn)行配置。

Router(config)#ipv6 router ospf 10

Router(config-rtr)#router-id 1.1.1.1

Router(config-if)#ipv6 ospf 10 area 0.0.0.0

九、遷移到IPv6

1、三種遷移技術(shù)

“雙棧”技術(shù)：它允許設備同時(shí)運行IPv4和IPv6協(xié)議棧。

“6to4隧道”技術(shù)：如果你的網(wǎng)絡(luò )是IPv6網(wǎng)絡(luò )，而它必須通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò )才能到達另一個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò )。

“NAT-PT”：（NAT protocol translation）也稱(chēng)為NAT協(xié)議轉換。IPv4主機只能與其它IPv4主機通信，IPV6主機也只與其它IPV6主機通信。這種方式并不太好。在此方式中，并沒(méi)有對數據進(jìn)行封裝，源數據包的數據被從一種IP類(lèi)型中刪除，然后重新封裝新的目的IP類(lèi)型。它包含兩種類(lèi)型：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。

靜態(tài)：提供一對一的映射，將單個(gè)IPV4地址映射到單個(gè)IPV6地址。

動(dòng)態(tài)：它使用IPV4地址池來(lái)提供與IPV6地址的一對多映射。

網(wǎng)絡(luò )端口轉換：提供多對一的映射，將多個(gè)IPV6地址映射到一個(gè)IPV4地址和端口號。

2、雙棧技術(shù)：

Corp(config)#ipv6 unicast-routing

Corp(config)#interface f0/0

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:1::/64 eui-64

Corp(config-if)#ip address 192.168.255.1 255.255.255.0

3、6to4隧道技術(shù)

隧道技術(shù)：抓住正在穿越網(wǎng)絡(luò )的IPv6數據包，并在它的前面加一個(gè)IPv4報頭。但要做到這一點(diǎn)，就需要在兩端都需要配置雙棧路由器。

Router1(config)#int tunnel 0

Router1(config-if)#ipv6 address 2001:db8:1:1::1/64

Router1(config-if)#tunnel source 192.168.30.1

Router1(config-if)#tunnel destination 192.168.40.1.

Router1(config-if)#tunnel mode ipv6ip

Router2(config)#int tunnel 0

Touter2(config-if)#ipv6 address 2001:db8:2:2::1/62

Router2(config-if)#tunnel source 192.168.40.1

Router2(config-if)#tunnel destination 192.168.30.1

Router2(config-if)#tunnel mode ipv6ip

十、配置

Corp(config)#ipv6 unicast-routing

Corp(config)#int f0/1

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:11::/64 eui-64

Corp(config-if)#int s0/0/0

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:12::/64 eui-64

Corp(config-if)#int s0/0/1

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:13::/64 eui-64

Corp(config-if)#int s0/1/0

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:14::/64 eui-64

Corp(config-if)#int s0/2/0

Corp(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:15::/64 eui-64

Corp#copy run start

Corp#show ipv6 start

Ri(config)#ipv6 unicast-routing

Ri(config)#int s0/0

Ri(config-if)#int s0/0/0

Ri(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:12::/64 eui-64

Ri(config-if)#int s0/0/1

Ri(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:13::/64 eui-64

R2(config)#ipv6 unicast-routing

R2(config-if)#int s0/2/0

R2(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:14::/64 eui-64

R3(config)#ipv6 unicast-routing

R3(config-if)#int s0/0/1

R3(config-if)#ipv6 address 2001:db8:3c4d:15::/64 eui-64

配置RIPng

Corp(config)#int f0/1