單元13掌握IPv6overIPv4過渡技術(shù)【技術(shù)背景】在IPv4向IPv6過渡期間，使用隧道技術(shù)實現(xiàn)IPv6穿越IPv4，保證IPv4網(wǎng)絡(luò)能夠平穩(wěn)過渡到IPv6網(wǎng)絡(luò)。此外，除隧道技術(shù)外，還出現(xiàn)了多種過渡技術(shù)，這些技術(shù)各有特點，解決IPv4向IPv6過渡期間IPv6網(wǎng)絡(luò)通信問題。【學習目標】1.知識目標（1）了解IPv6overIPv4過渡技術(shù)。（2）了解雙協(xié)議棧(DualStack)技術(shù)。（3）了解各種隧道(Tunnel)過渡技術(shù)。2.能力目標配置隧道(Tunnel)，實現(xiàn)IPv6overIPv4過渡。任務(wù)3

IPv6overIPv4隧道-ISATAP自動隧道【技術(shù)介紹】1.什么是ISATAP自動隧道ISATAP是另外一種自動隧道技術(shù)，實現(xiàn)點到點隧道通信。ISATAP自動隧道通過嵌入的IPv4地址中的特殊IPv6地址自動建立隧道，實現(xiàn)IPv6報文通過ISATAP隧道傳送。也通過在IPv6報文的目的地址中嵌入IPv4地址，自動獲取隧道的終點地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術(shù)【技術(shù)介紹】2.了解ISATAP自動隧道特殊IPv6地址在部署ISATAP隧道時，IPv6報文的目的地址和隧道口的IPv6地址，都采用特殊ISATAP地址。如圖所示，在ISATAP自動隧道中使用的特殊IPv6地址格式，表示為：13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術(shù)【技術(shù)介紹】2.了解ISATAP自動隧道特殊IPv6地址前綴為合法IPv6單播地址；最后32位是內(nèi)嵌IPv4源地址，形式為a.b.c.d，或者abcd:efgh格式，且該IPv4地址不要求全球唯一。和6to4自動隧道有所不同，ISATAP是另外一種自動隧道技術(shù)。兩種自動隧道的主要區(qū)別是：6to4自動隧道使用IPv4地址作為網(wǎng)絡(luò)前綴；而ISATAP自動隧道使用IPv4地址作為接口標識。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術(shù)【技術(shù)介紹】3.了解ISATAP隧道應(yīng)用場景IPv6主機根據(jù)ISATAP路由器下發(fā)IPv6前綴，構(gòu)造自己IPv6地址（這個IPv6地址被自動關(guān)聯(lián)到IPv6主機本地產(chǎn)生一塊ISATAP虛擬網(wǎng)卡）。將這臺ISATAP路由器，設(shè)為自己IPv6默認網(wǎng)關(guān)，后續(xù)這臺IPv6主機通過這臺ISATAP路由器，訪問IPv6資源。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術(shù)【技術(shù)介紹】3.了解ISATAP隧道應(yīng)用場景典型的ISATAP隧道應(yīng)用在內(nèi)網(wǎng)，如圖ISATAP隧道另外一種應(yīng)用場景。內(nèi)嵌IPv4地址不需要全局唯一地址。在IPv4內(nèi)網(wǎng)兩臺雙協(xié)議主機HostB和HostC，都分配私網(wǎng)IPv4地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術(shù)【技術(shù)介紹】3.了解ISATAP隧道應(yīng)用場景首先，配置邊緣路由器ISATAP隧道口，根據(jù)IPv4地址，生成ISATAP接口ID。接下來，根據(jù)接口ID，生成一個ISATAP鏈路本地IPv6地址。然后，通過IPv6地址自動配置機制，主機獲得IPv6全球單播地址。在通信過程中，如果目的主機在本站點內(nèi)，則下一跳就是目的主機本身；如果目的主機不在本站點內(nèi)，則下一跳為ISATAP路由器的地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術(shù)【技術(shù)介紹】4.了解ISATAP自動隧道功能組件ISATAP隧道也是一種自動隧道技術(shù)，部署在主機和ISATAP路由器之間隧道。其中，主機需要知道ISATAP路由器的IPv4地址。（1）了解ISATAP地址格式分配給ISATAP路由器的IPv6地址是全局單播地址，該地址前綴將被ISATAP主機用來構(gòu)造自己的IPv6地址。ISATAP主機通過在IPv4網(wǎng)絡(luò)中建立起來的ISATAP隧道，從ISATAP路由器發(fā)送的消息中接收前64bits的IPv6前綴，使用這個前綴結(jié)合“特殊的接口標識”構(gòu)造自己IPv6地址?！炯夹g(shù)介紹】13.3.5實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐4.了解ISATAP自動隧道功能組件（2）了解ISATAP接口標識在主機上啟用ISATAP隧道后，產(chǎn)生一塊ISATAP虛擬網(wǎng)卡，該虛擬網(wǎng)卡會產(chǎn)生一個64bits的特殊接口標識，類似EUI-64，但產(chǎn)生機制不同，是專為ISATAP隧道保留的32位0200:5EFE，加上主機配置的IPv4地址構(gòu)成。例如，ISATAP主機配置IPv4地址為1.1.1.1，生成ISATAP虛擬網(wǎng)卡64bits接口標識方法如圖所示。【技術(shù)介紹】4.了解ISATAP自動隧道功能組件（2）了解ISATAP接口標識在路由器上部署ISATAP后，路由器產(chǎn)生tunnel接口，響應(yīng)ISATAP主機隧道請求，tunnel口同樣產(chǎn)生標識，地址格式是IANA組織保留給ISATAP的32比特0000:5EFE，后面再加32比特的IPv4地址。假設(shè)給ISATAP路由器配置IPv4地址（用于隧道）是2.2.2.2，其ISATAP的tunnel接口建立如圖所示?！炯夹g(shù)介紹】13.3.5實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐4.了解ISATAP自動隧道功能組件（2）了解ISATAP接口標識

ISATAP主機和ISATAP路由器產(chǎn)生64btis接口標識，進一步構(gòu)造隧道口Linklocal地址和IPv6全局單播地址。因為ISATAP操作范圍在站點內(nèi)，ISATAP主機和ISATAP路由器的IPv4地址可以是私有IP，也可以是公有IP?！炯夹g(shù)介紹】13.3.5實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐5.掌握ISATAP自動隧道工作原理如圖所示IPv4場景，IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都不支持IPv6，某臺主機和出口路由器支持IPv6，通過出口路由器，實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)中IPv6主機訪問IPv6資源。在出口路由器部署ISATAP隧道，IPv6主機與路由器建立ISATAP隧道。IPv6主機通過ISATAP隧道，將信息傳到ISATAP路由器，穿越IPv4網(wǎng)絡(luò)?！炯夹g(shù)介紹】13.3.5實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（1）給邊界路由器分配IPv4地址2.2.2.2/24。在路由器上建立tunnel口，實現(xiàn)ISATAP隧道通信，tunnel口根據(jù)IPv4地址，產(chǎn)生一個64bits接口標識，自動生成tunnel口鏈路本地地址：FE80::0000:5efe:202:202?！炯夹g(shù)介紹】5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（2）接下來，給ISATAP路由器tunnel口配置IPv6地址，手工配置，也可以通過“前綴+EUI64”方式構(gòu)建，這里EUI-64就是特殊64bits接口標識。構(gòu)建IPv6地址：2001:1111::0000:5efe:0202.0202/64，IPv4前綴“2001:1111::/64”稍后通過tunnel下發(fā)給IPv6主機（ISATAP主機），幫助IPv6主機（ISATAP主機）構(gòu)建IPv6地址。Windows7以上系統(tǒng)默認安裝IPv6協(xié)議，產(chǎn)生一塊ISATAP虛擬網(wǎng)卡。如給IPv6主機（ISATAP主機）網(wǎng)卡配置IPv4地址：1.1.1.1/24，ISATAP虛擬網(wǎng)卡依據(jù)IPv4地址計算出特殊接口標識：0200:5efe:0101.0101?！炯夹g(shù)介紹】5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（3）在IPv6主機配置默認網(wǎng)關(guān)，指向ISATAP路由器IPv4地址。IPv6主機發(fā)送RS消息，建立ISATAP隧道。封裝完成IPv4數(shù)據(jù)包，源地址是ISATAP主機的IPv4地址1.1.1.1；目的地址是ISATAP路由器的IPv4地址2.2.2.2。封裝完成IPv4數(shù)據(jù)報文里裝載著IPv6報文，源地址是ISATAP主機的ISATAP虛擬網(wǎng)卡鏈路本地地址；目的地址是ISATAP路由器的鏈路本地地址?！炯夹g(shù)介紹】5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（4）IPv6主機（ISATAP主機）發(fā)出RS消息，通過ISATAP隧道，經(jīng)過IPv4網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)到ISATAP路由器?！炯夹g(shù)介紹】5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（4）ISATAP路由器發(fā)送RA報文回：包含IPv6主機（ISATAP主機）上配置IPv6全局單播地址前64位的前綴?！炯夹g(shù)介紹】5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（5）最后，IPv6主機收到RA回應(yīng)，取出IPv6前綴，加上自己ISATAP虛擬網(wǎng)卡64bits接口標識，構(gòu)成128bits的IPv6地址。同時，產(chǎn)生一條默認路由，指向ISATAP路由器鏈路本地地址?！炯夹g(shù)介紹】5.掌握ISATAP自動隧道工作原理（5）此后，IPv6主機（ISATAP主機）需要訪問外部IPv6網(wǎng)絡(luò)，將IPv6數(shù)據(jù)包封裝在ISATAP隧道，封裝上ISATAP隧道的IPv4報頭。在穿越過IPv4海洋網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)邊界ISATAP路由器；再由ISATAP路由器解封裝，取出IPv6數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)到IPv6孤島網(wǎng)絡(luò)?！炯夹g(shù)介紹】6.配置ISATAP自動隧道（1）創(chuàng)建Tunnel接口。在配置模式下，使用如下命令創(chuàng)建Tunnel接口。Router(config)#interfacetunneltunnel-num（2）指定Tunnel模式。在配置模式下，使用如下命令指定Tunnel模式為ISATAP隧道。Router(config-if-Tunnel-id)#tunnelmodeIPv6ipisatap（3）開啟隧道接口的IPv6功能在接口配置模式下，開啟ISATAP隧道接口的IPv6功能Router(config-if-Tunnel-id)#IPv6enable【技術(shù)介紹】6.配置ISATAP自動隧道（4）設(shè)置Tunnel接口IPv6地址在接口配置模式下，使用如下命令配置ISATAP隧道接口上的ISATAP地址。Router(config-if-Tunnel-id)#IPv6addressIPv6-prefix/prefix-length[eui-64]需要注意的是：ISATAP接口上地址必須為ISATAP地址；使用Eui-64關(guān)鍵字將自動生成ISATAP地址。（5）指定Tunnel的源地址或源接口。在配置模式下，使用如下命令指定隧道引用的源接口號。其中，被引用的接口上必須已經(jīng)配置了IPv4地址。Router(config-if-Tunnel-id)#tunnelsourcetype-num【技術(shù)介紹】6.配置ISATAP自動隧道（6）允許發(fā)布路由器通告消息在接口模式下，允許發(fā)布路由器通告消息。Router(config-if-Tunnel-id)#noIPv6ndsuppress-ra在缺省情況下，IPv6路由器禁止在接口上發(fā)送路由器公告報文，使用該命令打開該功能，允許ISATAP主機進行自動配置。（7）查看隧道配置結(jié)果Router#showIPv6interfacetunnelinterface-number在配置ISATAP隧道時，允許同時配置多個ISATAP隧道，但是每個ISATAP隧道的tunnelsource必須不同；否則收到ISATAP隧道報文時，無法區(qū)分屬于哪個ISATAP隧道。【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐如圖所示IPv6主機（IP地址1.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)1.1.1.254）連接核心交換機。在核心交換機上創(chuàng)建VLAN10（1.1.1.254/24）和VLAN20（2.2.2.254/24），連接ISATAP主機和ISATAP路由器?！炯夹g(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐ISATAP路由器連接IPv6網(wǎng)接口地址為2001:8888::8/64（loopback0接口用于后續(xù)測試），連接IPv4網(wǎng)絡(luò)的地址2.2.2.2/24，IPv6主機和ISATAP路由器Router，建立ISATAP隧道，實現(xiàn)自動隧道通信?！炯夹g(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（1）按照拓撲完成組網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備，按照拓撲組網(wǎng)，完成網(wǎng)絡(luò)場景組建。（2）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)中的ISATAP主機配置ISATAP主機的網(wǎng)卡IPv4地址為：1.1.1.1/24；網(wǎng)關(guān)為1.1.1.254/24。接下來，安裝或激活I(lǐng)SATAP主機的IPv6協(xié)議，Windows7操作系統(tǒng)會自動產(chǎn)生一個ISATAP隧道虛擬接口，也即隧道適配器isatap.{0DB7233C-89B7-49DB-A8C0-D1AA005F4E6A}。【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（3）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備交換機SwitchSwitch#configureterminalSwitch(config-vlan)#vlan10Switch(config-vlan)#vlan20Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interfaceFastFthernet0/1Switch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfaceFastFthernet0/15【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（3）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備交換機SwitchSwitch(config-if)#switchportaccessvlan20Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfacevlan10Switch(config-if-vlan10)#ipaddress1.1.1.254255.255.255.0Switch(config-if-vlan10)#noshutdownSwitch(config-if-vlan10)#exitSwitch(config)#interfacevlan20【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（3）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備交換機SwitchSwitch(config-if-vlan20)#ipaddress2.2.2.254255.255.255.0Switch(config-if-vlan20)#noshutdownSwitch(config-if-vlan20)#exitSwitch(config)#【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（4）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)備ISATAP路由器RouterRouter#configureterminalRouter(config)#IPv6unicast-routingRouter(config)#interfaceFastEthernet0/0Router(config-if)#ipv6enableRouter(config-if)#ipaddress2.2.2.2255.255.255.0Router(config-if)#noshutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（4）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)備ISATAP路由器RouterRouter(config-if)#interfaceTunnel1//配置interfaceTunnel0接口Router(config-if-Tunnel1)#ipv6enableRouter(config-if-Tunnel1)#ipv6address2001:1111::/64eui-64//這個IPv6地址前綴被通告給ISATAP主機Router(config-if-Tunnel1)#noIPv6ndsuppress-raRouter(config-if-Tunnel1)#tunnelsourcefastEthernet0/0Router(config-if-Tunnel1)#tunnelmodeIPv6ipisatap//配置隧道模式為isatap【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（4）配置IPv4網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)備ISATAP路由器RouterRouter(config-if-Tunnel1)#interfaceloopback0Router(config-if)#ipv6enableRouter(config-if)#IPv6address2001:8888::8/64Router(config-if)#exitRouter(config)#iproute0.0.0.00.0.0.02.2.2.254【技術(shù)介紹】7.實施ISATAP自動隧道技術(shù)實踐（5）測試網(wǎng)絡(luò)Router#showIPv6interfacebrief//在路由器上查看FastEthernet0/0[up/up]FE80::5EFE:202:202Tunnel0