IPV6优势：

  1. 更大地址空间（2^128）
  2. 端到端的全球可达性
  3. 层次化编址利于聚合（每个运营商一个地址块）
  4. 组播的使用（Server传播一份流量，通过组播扩散到用户，避免单播浪费资源）
    IPV6以太协议号：0x86DD
    IPV6地址=网络位+接口标识（主机位）
    区分网络位和主机位的好处：便于寻址
    IPV6地址采用冒号分16进制

IPV6编址：

单播地址：
  • 可聚合全球单播地址（公网） 前缀：2000::/3（2000-3FFF::/3）

001

TLA ID

RES

NLA ID

SLA ID

接口ID

2001::/16 目前 ipv6 使用的地址
2002::/16 6to4 address

  • 本地站点地址（私网） 前缀：FEC0::/10
  • 唯一站点地址（私网） 前缀：FC00::/7 （不常见）
  • 本地链路地址（Link-Local） 前缀：FE80::/10
    只能在本链路通信
    Link-Local地址产生规则（EUI-64）：FE80::接口MAC 中间截断插入FF:FE，接口标识的第一个字节第七位反转/64
    Loopback接口Link-Local地址借用物理接口MAC地址
  • 未指定地址 ::/128 用于接口没有分配IP地址
  • 环回地址 ::1/128
兼容地址：
  • ipv4兼容地址：::192.168.1.1 //用于ipv6自动隧道
  • ipv4映射地址：::FFFF:192.168.1.1
  • 6 to 4：

2002:

ipv4地址

::1

/128

组播地址（FF开头为组播地址）：

F

F

Flag

Scope

::

/8

FF02::1所有节点加入的组播组（255.255.255.255）
FF02::2（所有路由器会加入）
Flag=O|R|P|T，前三位为0，T=0为被固定分配给协议，=1表示临时组播地址
Scope表示组播组范围：

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

发送组播时三层为组播地址，二层MAC地址为映射地址：

FF02::1:FF5C:1C

33:33:FF:5C:00:1C

被请求节点组播地址：FF02::1:FFxx:xxxx 后24位是ipv6后24位（每一个IPV6地址都有一个被请求节点组播地址，替代IPV4中广播地址）

任播地址（多个设备共享一个地址）：

路由器接收去往任意播地址的数据包，转发给具有这个地址离它最近的设备。
任播地址不能用作路由源地址。
一个地址被配置给大于一个设备，该地址就成为任播地址。

IPV6包头：

IPV6包头64bit对齐，能够直接对内存存取

包头长度定长40字节

zabbix ipv6主机 ipv6主机位_IPV4


黄色为与IPV4相同

红色为IPV6删除的

蓝色为名称不同，功能相同

灰色为新增的

• TTL=Hop limit
• Type of service=traffic class （用于QOS）
• Protocol=next header（上层协议）
• Total length=payload length （总长度，IPV6中包头长度固定，所以不需要包头长度）
• Flow label（在三层区分流，不用到四层区分端口号，方便管理）

IPV6扩展包头：

  • 逐跳选项包头：被每一跳处理，用于RSVP（路由器警告）和巨型数据包
  • 路由包头：控制路由到达目的地必须经过的节点。
  • 分段包头：报文分片信息，仅源处理（段偏移量指报文段在原始报文中的位置偏移量，1500=1000+500 第一片偏移量为0，第二片为1000）（M flag用于标记分片，1代表后续有更多分片，0代表最后一个分片）（identification用于标识数据包，同一个包有同样的名称）
  • 目的选项包头：目的地处理。
  • 认证包头：IPSec，只有目的地处理。（解决来源，完整性问题）
  • 封装安全净载包头：IPSec，只有目的地处理。（解决安全性问题）
    包头封装顺序：

    前一个包头写后一个包头的协议号

IPV6 ACL：

除了deny any，IPV6 ACL还默认存在：
Permit icmp any any nd-ns
Permit icmp any any nd-na
nd相当于IPV4中ARP，不放行则不通。

ICMP V6（RFC2463）：

新功能：
  • 邻居发现（类似 ARP）
  • PathMTU发现（发现沿途最小MTU）
    IPV6协议号：58

Type

Code

Checksum

Message body

错误类信息：type=(1,127)
  • 目的不可达（type=1）
    Code=0：沿途节点没有路由
    Code=1：通信被策略禁止（ACL…）
    Code=2：未指定
    Code=3：地址不可达（有路由但是没有实际节点）
    Code=4：端口不可达
  • 数据包超长（type=2）：
    Code=0
  • 超时（type=3）：
    Code=0：传输超过跳数限制
    Code=1：分片重组超时
  • 参数问题（type=4）：
    Code=0：遇到错误报头字段
    Code=1：遇到无法识别的下一个包头类型
    Code=2：遇到无法识别的IPV6选项
信息类信息：
Echo request：type=128 code=0
Echo reply：type=129 code=0

NDP（邻居发现）：

NDP属于ICMP信息类
代替IPV4 ARP
重复地址检测
无状态地址自动配置

  • 重复地址检测（DAD）：
  • 地址解析：三层利用被请求节点组播地址，二层利用IPV6地址到组播MAC地址映射（33:33），对方收到后回复MAC地址。
    Type=135：邻居请求（NS）
    Type=136：邻居通告（NA）
    R：路由器
    S：表示响应请求
    O：需要刷新OPTIONS字段中MAC地址到本机
    Type=137：重定向消息

NDP邻居状态变迁：

IPV4 ARP表=IPV6邻居表

Route#Show ipv6 neighbors
Route#debug icmp nd
  • 邻居状态种类：
    incomplete（未完成）
    reachable（可达）
    stale（陈旧）
    delay（延迟）
    probe（探查）
  • 邻居状态变迁过程（正常情况）：
  1. empty：A想去往B。
  2. Incomplete：A发送NS，并生成缓存，状态为Incomplete。
  3. reachable：B回复NA（包含B的MAC地址），A收到NA，状态为reachable。
  • 邻居状态变迁过程（非正常情况）：
  1. 如果A发送NS后，B没有发送NA，A会连续发送3次NS，每次间隔1S，如果3次B都没有回复，状态从Incomplete变成empty。
  2. 如果情况正常，邻居超时时间30S，30S无通信从reachable变为stale（无时间限制，依然能通），有数据通信，stale状态变为delay，A等待B返回信息，收到信息，状态变为reachable，发送数据。
  3. 如果stale状态，A向B发送数据，B没有响应，A会等待5S，5S后进入probe（和Incomplete一样，重新发送NS，请求成功进入reachable，不成功进入empty）。

NDP地址分配：

无状态自动配置：即插即用，无需设置，每个接口具备分配能力。

DHCP为有状态自动配置

赋予主机前缀、接口ID、网关、跳数、MTU

zabbix ipv6主机 ipv6主机位_IPV6_02


地址无冲突时没有路由器会相应RS报文（基于ICMPV6）

RA、RS报文可以代替DHCP

  • Type=134：路由器通告（RA）
    路由器间隔200S发送
    IP源：发送者link local
    IP目的：FF02::1（所有IPV6节点加入的组播组）或单播地址，跳数255
    ICMP包含前缀、MTU、跳数、MAC地址
    用EUI-64产生接口ID
  • Type=133：路由器请求（RS）
    用于新接入的主机，像路由器请求RA，不用等待200S。
    IP源：发送者link local或者unspccificd（未知）
    IP目的：FF02::2（所有路由器会加入的组播组）
    跳数：255
    ICMP包含发送者的MAC地址

IPV6地址生命周期：

deprecated状态中，地址不能主动发起连接，只能被动接收连接。invalid状态任何连接都会DOWN。目的是为了方便实现地址重编址，修改地址时，老地址可以正常使用，但不会用老地址发起新的连接，当老地址不使用了，切换到新地址。IPV6可以获取不止一个地址。
配置地址生命周期（一般保持缺省）：

Route(config-if)#ipv6 nd prefix X::X/X vaild时间 preferred时间

zabbix ipv6主机 ipv6主机位_网络_03

修改IPV6各种时间：

Route(config-if)#ipv6 nd reachable-time\retrains timer\ra time\router lifetime\icme error interval 时间
  • reachable-time：设置可达状态超时时间
  • retrains timer：设置接受RA的主机重传邻居请求之间的时间间隔（毫秒），0表示未指定。
  • ra time：RA报文发送间隔，默认200S
  • router lifetime：默认网关超时时间（秒），默认1800S，谁发送RA报文，谁就是网关。

修改ICMP差错报文产生间隔（毫秒）：

Route(config)#ipv6 icme error-interval 时间

ICMP重定向信息（类型：137）（只针对特定地址重定向，不会改变网关）：

和ipv4相同，当收到数据包和把数据包转发出去的是同一个接口时，像主机发送ICMP重定向，避免次优路径。
路由器会产生重定向报文，不会接受重定向报文。

DHCP V6（与IPV4相似）：

RS、RA不能分配DNS地址，所以还需要有DHCP

DHCP V6工作过程：
  1. 客户端发送RS，检测链路上的路由器。
  2. 如果找到，检查RA，确定是否可以使用DHCP（和IPV4不同，IPV6是否可以使用DHCP由路由器决定，主机不会发送发现报文）。
  3. 如果没有发现路由器或者DHCP可以使用，则发送DHCP请求。
    正常情况下路由器向主机发送的报文Mbit、Obit
  • M：表示主机使用DHCP获取前缀
  • O：表示主机使用DHCP获取除地址以外其他参数（如DNS）。
两种可能的组合：
  • M=0、O=0：主机不发送DHCP请求。
  • M=0、O=1：使用路由器分配的前缀，使用DHCP请求DNS
  • M=1、O=1：主机使用DHCP获取前缀和DNS。

DHCP V6 无状态自动配置（置位Obit）：

  • 置位Obit：
Route(config-if)#ipv6 nd other-config-flag
  • 调用DHCP server：
Route(config-if)#ipv6 dhcp server 名称
  • 开启DHCP池：
Route(config-dhcpv6)#ipv6 dhcp pool 名称
  • 配置DNS信息：
Route(config-dhcpv6)#dns server XXXX
Route(config-dhcpv6)#ipv6 dhcp server 名称（和接口相同）
Route(config-dhcpv6)#domain name 名称

DHCP V6 有状态自动配置（置位M、Obit）：

与无状态区别：

  • 加入配置，M置位：
Route(config-if)#ipv6 nd managed-config-flag
Route(config-if)#ipv6 address dhcp
  • 加入前缀：
Route(config-dhcpv6)#address prefix 2001:1234::/64
Route#show ipv6 dhcp int 接口

DHCP-PD：

  • 应用场景：
    ipv6每台主机都使用公有地址，家庭用户配置公有地址复杂，DHCP-PD运营商给用户路由器下的主机分配地址。

PMTU：

最小PMTU=1280

10 min重新发现一次MTU

zabbix ipv6主机 ipv6主机位_zabbix ipv6主机_04

RIP NG（IPV6 RIP）

  • 与IPV4 RIP区别：
    UDP端口号：521
    更新目标地址：FF02::9
    带毒性逆转的水平分割：
router(config-rtr)#Poison reverse

Garbage-collect（IPV4 RIP中的flush）：180s变为120s（180到时后计算120S，总共300S）
先起进程，然后接口下宣告：

router(config)#ipv6 router rip 名称
router(config-if)#ipv6 rip  名称 enable

IPV6过渡技术：IPV6穿越IPV4网络

Dual-stack（双栈）：

分配IPV4和IPV6地址，首先尝试IPV6访问，访问不成功尝试IPV4，需要从源到目标都支持IPV6和IPV4。访问网站时，先尝试解析IPV6地址，在尝试解析IPV4地址。需要路由器配置两个地址，运行两个IGP。

tunnel（隧道）：将IPV6包封装在IPV4中。
手动：源目IP手动指定
  • GRE：默认tunnel
IPV6封装GRE，GRE封装IPV4
Router(config)#interface tunnel 10
Router(config-if)#ipv6 address
Router(config-if)#ipv6 enable
Router(config-if)#tunnel sou X.X.X.X
Router(config-if)#tunnel destin X.X.X.X

在接口配置路由
在边界配置，内层承载任何数据包，把数据包封装在配置的tunnel源目IP中
IPV6直接封装到IP

Router(config-if)#tunnel mode ipv6ip
  • IPV6 over IPV4自动隧道
    一条tunnel对应多个节点，无需配置目标
    从特殊的IPV6地址中获取IPV4地址，或从特殊下一跳IPV6地址发现IPV4地址，通过IPV6地址获取应该封装的IPV4地址
    通过IPV4地址产生IPV6地址，IPV4：192.168.99.1 IPV6：::192.168.99.1
Router(config)#Int tunnel 1
Router(config-if)#Tunnel mode ipv6ip 6rd
Router(config-if)#Tunnel source 接口
  • 6 to 4 tunnel自动隧道（主要使用）
    无需配置目标，与IPV6 over IPV4相似

2002:

ipv4地址

::1

/128

Router(config)#Int tunnel 1
Router(config-if)#Tunnel mode  ipv6ip 6 to 4
Router(config-if)#Tunnel source 接口（需要把这个接口的IPV4地址写到IPV6地址）
Router(config-if)#Ipv6 add  2002:接口IPV4::1/128（IPV4：2.1.1.1，IPV6 ：2002:201:101::1。IPV4：202.100.3.1 IPV6：2002:CA64:301::1）
Router(config)#Ipv6 route 2002::/64  tunnel 1（地址规划也应该是2002:IPV4地址）

访问外网时，地址不是2002的地址，则在tunnel上写一条默认路由，下一跳写接口IP，不能写接口

  • ISATAP隧道（RFC 4214）
    主机到路由器的应用
    主机配置isatap：以windows为例
CMD：netsh interface isatap set router 远端地址

路由器isatap隧道地址格式：

任意前缀/64

0000:5EFE:

IPV4地址

Translation（翻译）：把IPV4地址翻译成IPV6

NAT-PT