IPV6產(chǎn)生的背景主講教師：孫金迎數(shù)據(jù)網(wǎng)組建與維護(hù)前言當(dāng)前，世界各國(guó)都在積極推進(jìn)IPV6的應(yīng)用部署，我國(guó)也在《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPV6）規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》中明確提出到2025年末。我國(guó)IPv6網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶規(guī)模、流量規(guī)模位居世界第一位。網(wǎng)絡(luò)、、應(yīng)用終端全面支持IPV6，在2021年4月8號(hào)這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，中國(guó)的IPV6擁有總量已超過(guò)之前一直排名第一的美國(guó)。這無(wú)疑將成為中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的里程碑和新的起點(diǎn)。IPV6是國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組IETF在20世紀(jì)90年代提出的新一代互聯(lián)網(wǎng)新協(xié)議。IPV6支持幾乎無(wú)限的地址空間，ipv6使用了全新的地址配置方式，使得配置更加簡(jiǎn)單。隨著互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模越來(lái)越大，以及5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展，IPv4面臨的挑戰(zhàn)越來(lái)越多。IPv6取代IPv4勢(shì)在必行。1IPV6產(chǎn)生的背景2IPV6地址相關(guān)概念3IPV6的基本配置CONTENTS目錄2011.42012.92015.92019.11.252014.6FutureAPNIC宣布IPv4地址分配完畢RIPE宣布IPv4地址分配完畢LACNIC宣布IPv4地址分配完畢ARIN宣布IPv4地址分配完畢AFRINIC宣布IPv4地址分配完畢IPv6?IPV4的現(xiàn)狀2011年2月3日，IANA（InternetAssignedNumbersAuthority，因特網(wǎng)地址分配組織）宣布將其最后的468萬(wàn)個(gè)IPv4地址平均分配到全球5個(gè)RIR（RegionalInternetRegistry，區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)），此后IANA再?zèng)]有可分配的IPv4地址。公網(wǎng)地址枯竭包頭設(shè)計(jì)不合理路由表過(guò)大，查表效率低對(duì)ARP的依賴，導(dǎo)致廣播泛濫……“無(wú)限”地址地址層次化分配即插即用簡(jiǎn)化的報(bào)文頭部IPv6安全特性保證端到端通信完整性對(duì)移動(dòng)性的支持增強(qiáng)的QoS特性……IPv4IPv6VSIPv6的特點(diǎn)介紹IPv6地址的長(zhǎng)度為128bit，用于標(biāo)識(shí)一個(gè)或一組接口。Ipv6地址通常寫(xiě)出八組數(shù)據(jù)，中間用冒號(hào)進(jìn)行區(qū)分，每一組數(shù)據(jù)16bit，每一段內(nèi)用十六進(jìn)制表示。16bit16bit16bit16bit16bit16bit16bit16bitIPv6地址中的字母大小寫(xiě)不敏感，例如A等同于a。2001：0DB8：0000：0000：0008：0800：200C：417AIPv6地址表示網(wǎng)絡(luò)前綴接口標(biāo)識(shí)nbit（128-n）bit一個(gè)IPv6地址由IPV6地址前綴和接口ID組成。標(biāo)識(shí)IPV6網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)接口為了書(shū)寫(xiě)方便，IPv6可采用以下規(guī)則進(jìn)行縮寫(xiě)。2001：0DB8：0000：0000：0008：0800：200C：417A每組16bit的單元中的前導(dǎo)0可以省略，但是如果16bit單元的所有比特都為0，那么至少要保留一個(gè)“0”字符；拖尾的0不能被省略。2001：DB8：0：0：8：800：200C：417A一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的16bit字符為0時(shí)，可用“::”表示，但整個(gè)IPv6地址縮寫(xiě)中只允許有一個(gè)“::”。IPv6地址縮寫(xiě)規(guī)范IPv6地址縮寫(xiě)示例縮寫(xiě)前0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

縮寫(xiě)后::1縮寫(xiě)前2001:0DB8:0000:0000:FB00:1400:5000:45FF

縮寫(xiě)后2001:DB8::FB00:1400:5000:45FF縮寫(xiě)前2001:0DB8:0000:0000:0000:2A2A:0000:0001

縮寫(xiě)后2001:DB8::2A2A:0:1縮寫(xiě)前2001:0DB8:0000:1234:FB00:0000:5000:45FF

縮寫(xiě)后2001:DB8::1234:FB00:0:5000:45FF

或2001:DB8:0:1234:FB00::5000:45FF若縮寫(xiě)后的IPv6地址出現(xiàn)兩個(gè)“::”，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法還原為原始IPv6地址。2001：DB8：：8：800：200C：417AIPv6地址縮寫(xiě)規(guī)范內(nèi)容小結(jié)IPv4地址空間已經(jīng)耗盡01IPv6的優(yōu)點(diǎn)突出02IPv6取代IPv4勢(shì)在必行031IPV6產(chǎn)生的背景2IPV6地址相關(guān)概念3IPV6的基本配置CONTENTS目錄根據(jù)IPv6地址前綴，可將IPv6地址分為為單播地址、組播地址和任播地址。全球單播地址唯一本地地址特殊地址其他單播地址……組播地址單播地址任播地址IPv6地址鏈路本地地址FE80::/102000::/3FD00::/8IPv6沒(méi)有定義廣播地址IPv6地址分類GUA（GlobalUnicastAddress，全球單播地址），也被稱為可聚合全球單播地址。該類地址全球唯一，用于需要有互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)需求的主機(jī)，相當(dāng)于IPv4的公網(wǎng)地址。通常GUA的網(wǎng)絡(luò)部分長(zhǎng)度為64bit，接口標(biāo)識(shí)也為64bit。全局路由前綴：由提供商指定給一個(gè)組織機(jī)構(gòu)，一般至少為45bit。子網(wǎng)ID：組織機(jī)構(gòu)根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)需求劃分子網(wǎng)。接口標(biāo)識(shí)：用來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)設(shè)備（的接口）。3bit45bit16bit64bit網(wǎng)絡(luò)部分001全局路由前綴子網(wǎng)ID接口標(biāo)識(shí)主機(jī)部分IPv6Internet2001:1::1/642001:2::1/64IPv6單播地址IPv6組播地址IPv6任播地址IPv6常見(jiàn)單播地址LLA（Link-LocalAddress，鏈路本地地址）是IPv6中另一種應(yīng)用范圍受限制的地址類型。LLA的有效范圍是本地鏈路，前綴為FE80::/10。10bit54bit64bitLLA用于一條單一鏈路層面的通信，例如IPv6地址無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置、IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)等。源或目的IPv6地址為鏈路本地地址的數(shù)據(jù)包將不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到始發(fā)的鏈路之外，換句話說(shuō)，鏈路本地地址的有效范圍為本地鏈路。每一個(gè)IPv6接口都必須具備一個(gè)鏈路本地地址。華為設(shè)備支持自動(dòng)生成和手工指定兩種配置方式。11111110100接口標(biāo)識(shí)固定為0IPv6InternetFE80::1FE80::2FE80::3FE80::4IPv6單播地址IPv6組播地址IPv6任播地址IPv6常見(jiàn)單播地址IPv6組播地址標(biāo)識(shí)多個(gè)接口，一般用于“一對(duì)多”的通信場(chǎng)景。IPv6組播地址只可以作為IPv6報(bào)文的目的地址。IPv6單播地址IPv6組播地址IPv6任播地址IPv6組播地址MulticastNetwork非接收者接收者非接收者非接收者組播源接收者當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有了單播或任播地址，就會(huì)對(duì)應(yīng)生成一個(gè)被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址，并且加入這個(gè)組播組。該地址主要用于鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制和地址重復(fù)檢測(cè)功能。被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址的有效范圍為本地鏈路范圍。64bit64bitIPv6單播或任意播地址該地址對(duì)應(yīng)的被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址FF0200000000000000000001FF104bit（固定前綴）24bitIPv6地址前綴接口標(biāo)識(shí)24bit拷貝IPv6單播地址IPv6組播地址IPv6任播地址被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址任播地址標(biāo)識(shí)一組網(wǎng)絡(luò)接口（通常屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。任播地址可以作為IPv6報(bào)文的源地址，也可以作為目的地址。Web服務(wù)器1使用相同IPv6地址2001:0DB8::84C2PC1PC1和PC2需要訪問(wèn)2001:0DB8::84C2所提供的Web服務(wù)PC2Web服務(wù)器2InternetPC1訪問(wèn)Web服務(wù)器的最短路徑PC2訪問(wèn)Web服務(wù)器的最短路徑IPv6單播地址IPv6組播地址IPv6任播地址IPv6任播地址

IPv6地址配置方式有狀態(tài)地址配置通過(guò)DHCPv6報(bào)文交互，DHCPv6服務(wù)器端自動(dòng)配置IPv6地址/前綴及其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)（DNS、NIS、SNTP服務(wù)器地址等參數(shù)）。管理全部是在服務(wù)器端完成的。DHCPv6InteractionPC（DHCPv6客戶端）DHCPv6服務(wù)器端ICMPv6RouterAdvertisement（我的接口地址前綴是2000::/64）2000::1/64主機(jī)根據(jù)RA中的地址前綴，并結(jié)合本地生成的64bit接口標(biāo)識(shí)（例如EUI-64），生成單播地址。僅可以獲得IPv6地址信息，無(wú)法獲得NIS、SNTP服務(wù)器等參數(shù)，需要配合DHCPv6或者手工配置來(lái)獲取其他配置信息。2000::2E0:FCFF:FE35:7287/64無(wú)狀態(tài)地址配置PCRouter動(dòng)態(tài)地址配置DAD地址解析IPv6動(dòng)態(tài)地址配置內(nèi)容小結(jié)單播地址01組播地址02任播地址031IPV6產(chǎn)生的背景2IPV6地址相關(guān)概念3IPV6的基本配置CONTENTS目錄DHCPv6概念

DHCPV6屬于一種有狀態(tài)地址自動(dòng)配置協(xié)議，在有狀態(tài)地址配置過(guò)程中，DHCPv6服務(wù)器為主機(jī)分配一個(gè)完整的IPV6地址，并提供DNS服務(wù)器地址等其他配置信息。此外，DHCPv6服務(wù)器還可以對(duì)已經(jīng)分配的IPV6地址和客戶端進(jìn)行集中管理。Eth0/0/0DHCPv6獲取R1客戶端BR2客戶端AEth0/0/0DHCPv6獲取GE0/0/0GE0/0/1GE0/0/3GE0/0/02001::1/64交換機(jī)配置需求：在R1上進(jìn)行IPV6有狀態(tài)地址自動(dòng)設(shè)置?？蛻舳薃和客戶端B都從DHCPv6服務(wù)器自動(dòng)獲得IPV6和DNS地址?？蛻舳薃和客戶端B能相互通信。IPV6基本案例：配置小型IPV6網(wǎng)絡(luò)Eth0/0/0DHCPv6獲取R1客戶端BR2客戶端AEth0/0/0DHCPv6獲取GE0/0/0GE0/0/1GE0/0/3GE0/0/02001::1/64交換機(jī)1.接口IPV6地址的基本設(shè)置：[R1]ipv6//全局開(kāi)啟對(duì)IPV6的支持[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/0 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ipv6enable//在接口上啟用IPV6支持2.在R1相應(yīng)接口配置靜態(tài)IPv6全球單播地址[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/0 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ipv6address2001::164配置需求：在R1上進(jìn)行IPV6有狀態(tài)地址自動(dòng)設(shè)置?？蛻舳薃和客戶端B都從DHCPv6服務(wù)器自動(dòng)獲得IPV6和DNS地址?？蛻舳薃和客戶端B能相互通信。IPV6基本案例：配置小型IPV6網(wǎng)絡(luò)Eth0/0/0DHCPv6獲取R1客戶端BR2客戶端AEth0/0/0DHCPv6獲取GE0/0/0GE0/0/1GE0/0/3GE0/0/02001::1/64IPv6網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)3.在R1上配置DHCPv6服務(wù)器功能，是關(guān)鍵部分[R1]dhcpenable//全局開(kāi)啟DHCP服務(wù)[R1]dhcpv6duidll//使用LL方法生成DHCP唯一標(biāo)識(shí)[R1]dhcpv6pooldhcp//創(chuàng)建IPV6地址池，名稱為dhcp[R1-dhcpv6-pool-dhcp]addressprefix2001::/64//配置網(wǎng)絡(luò)地址前綴[R1-dhcpv6-pool-dhcp]excluded-address2001::1//配置要排除的IPV6地址[R1-dhcpv6-pool-dhcp]dns-server2001::1//指定DNS服務(wù)器IPV6基本案例：配置小型IPV6網(wǎng)絡(luò)配置需求：在R1上進(jìn)行IPV6有狀態(tài)地址自動(dòng)設(shè)置。客戶端A和客戶端B都從DHCPv6服務(wù)器自動(dòng)獲得IPV6和DNS地址。客戶端A和客戶端