为何要部署IPV6

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为何要部署 IPV6

·IPv4 的局限性：

1. 地址空间的局限性：IP 地址空间的危机由来已久，并正是升级到 IPv6 的主要动力。

2. 安全性：IPv4 在网络层没有安全性可言，安全性一直被认为是由网络层以上的层负责。

3. 自动配置：对于 IPv4 节点的配置比较复杂，让很多普通用户无所适从。

4.NAT：破坏了 Internet 端到端的网络模型。

5. 由于 IPv4 地址分配杂乱无章，没有层次性，网络设备需要维护庞大的路由表项。

6.IPv4 包头过于复杂，使得网络节点处理的效率不高。

IPV6 的好处：

1、超大的地址空间

2、全球可达性，不需要再用 NAT

3、全球重新部署，有规划，易于实现聚合

4、能自动配置，实现即插即用

5、方便的进行重编址

6、包头简单，通过扩展包头技术可实现以后的新技术扩展

ipv4 路由转发的时候，ip 包会改变 checksum(校验和) 和 TTL(每经过一个路由器 TTL 值减一)

ipv6 只变 TTL，没有校验和

CPU 现在无法实现 128 位的转发。

最好只是 64 位的。

·Theoretical limit: 4.3 billion  (十亿)  43 亿

Practical limit  : 250 million  (百万)  2.5 亿

Over 420 million Internet in Y2001

(less than 10% of the worldwide population)

没有广播，组播代替广播。所以没有 ARP。

IPv4 中的广播 (broadcast) 可以导致网络性能的下降甚至广播风暴 (broadcast storm). 在 IPv6 中, 就不存在广播这一概念了, 取而代之的是组播(multicast) 和任意播(anycast), 任意播也称为泛播.

IPV6 在以太网中的协议 ID 值是 0x86DD

·IPv4  点分十进制      32bit

IPv6  冒号分十六进制  128bit

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000=>::

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001=>0:0:0:0:0:0:0:1=>::1

2001:0000:0000:1234:0000:0000:0567:00ff=>2001::1234:0:0:567:ff  只能有一个::

fe80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0009=>fe80::9

URL 的 IPV6 地址表示

为了区分 IPV6 地址中的冒号和端口号前的冒号，要把 IPV6 地址用 [] 括起来

<www.example.net:8080/index.html>

<https:[2001:410:0:1:250:fcee:e450:33ab]:8443/abc.html>

IPV6 中掩码的表示：

在 IPV6 中掩码只能使用 CIDR 表示法

2001:410:0:1::45ff/128

2001:410::1/64

注意：在 IPV6 中没有广播地址和网络号保留地址

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可分为三大类：

1、单播地址

2、组播地址

3、任意播地址

单播 –Unicast : one to one

·单播地址用于一对一的连接

·IPv6 单播地址有以下六种类型：

1-Aggregate Global Unicast Address  2xxx:xxxxx/3  –  3FFF: :FFFF

2001::/16  IPV6 因特网地址

2002::/16  6to4 过渡地址

2-Link Local Address           FE80::/10  (前 10 位以 FE80 开头)

3-Site Local Address (Private)      FEC0::/10

4-Unspecified Address             0:0:0:0:0:0:0:0/128 => ::/128

5-Loopback Address             0:0:0:0:0:0:0:1/128 => ::1/128

6-IPv4 Compatible Address            ::192.168.30.1  => ::C0A8:1E01

以下是一些单播地址的具体说明：

1、可聚合全球单播地址 Aggregate global unicast address

由 IANA 分配的可在全球路由的公网 IP 地址

目前已分配的前缀：2000::/3    占用了 12.5% 的 IPV6 地址空间

2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000–3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

这个前缀中总共包含 8192 个 /16 的前缀

目前实际用于 IPV6 因特网运作的前缀：2001::/16

2002::/16 为使用 6 -TO- 4 过渡机制的节点保留

3ffe::/16 用于 6bone 测试目的的前缀

2、本地链路地址：link-local address

当在一个节点启用 IPV6，启动时节点的每个接口自动生成一个 link-local address

其前缀 64 位为标准指定的，其后 64 位按 EUI-64 格式来构造

注意：在本链路上，路由表中看到的下一跳都是对端的 Link Local 地址, 不是公网 IP 地址

前缀：FE80::/10

范围：只能在本地链路使用，不能在子网间路由

为何需要 link-local– 在一个接口可以配置很多 IPv6 地址，所以学习路由就有可能出现很多下一跳。

所以出现 Link Local 地址唯一标识一个节点。在本地链路看到下一跳都是对端的 Link Local 地址。

在网络重新编址过程中，节点和路由器的 Link Local 地址不会发生变化，可以很容易地做一个修改，不用担心网络不可达。

R1（config-if）#ipv6 address FE80:0:0:0:0123:0456:0789:0abc link-local  手工指定 link-local 地址

3、本地站点地址：site-local address

IPV6 的私网地址，就像 IPV4 中的私网保留地址一样

只占用到整个 IPV6 地址空间的 0.1%

前缀：FEC0::/10  其后的 54 比特用于子网 ID  最后 64 位用于主机 ID

范围：只能在本站点内使用，不能在公网上使用

例如：在本地分配十个子网

1、FEC0:0:0:0001::/64

2、FEC0:0:0:0002::/64

3、FEC0:0:0:0003::/64

10、FEC0:0:0:000A::/64

本地站点地址被设计用于永远不会与全球 IPV6 因特网进行通信的设备，比如：打印机、内部网服务器、网络交换机等

4、未指定地址 Unspecified address

形式：0:0:0:0:0:0:0:0

表示地址未指定，或者在写默认路由时代表所有路由

5、回环地址 Loopack address

形式：0:0:0:0:0:0:0:1

同 IPV4 中 127.0.0.1 地址的含义一样，表示节点自已

6、内嵌 IPV4 地址的 IPV6 地址  IPv4 Compatible Address

1、IPV4 兼容的 IPV6 地址 – 用于在 IPV4 网络上建立自动隧道，以传输 IPV6 数据包。

其中高 96bit 设为 0，后面跟 32bit 的 IPV4 地址

0000:0000:0000:0000:0000:0000:206.123.31.2

0000:0000:0000:0000:0000:0000:ce7b:1f02

由于这种机制不太好，现在已经不再使用，转而采用更好的过渡机制

2、映射 IPV4 的 IPV6 地址 – 仅用于拥有 IPV4 和 IPV6 双协议栈节点的本地范围

其中高 80bit 设为 0, 后 16bit 设为 1，再跟 IPV4 地址

0000:0000:0000:0000:0000:ffff:206.123.31.2

0000:0000:0000:0000:0000:ffff:ce7b:1f01

EUI-64 格式：扩展惟一标识符

在 IPV6 中，无状态自动配置机制使用 EUI-64 格式来自动配置 IPV6 地址

所谓无状态自动配置是指在网络中没有 DHCP 服务器的情况下，允许节点自行配置 IPV6 地址的机制。

EUI-64 的构造规则 – 根据接口的 MAC 地址再加上固定的前缀来生成一个 IPV6 的地址

工作原理：自动将 48bit 的以太网 MAC 地址扩展成 64bit，再挂在一个 64bit 的前缀后面，组成一个 IPV6 地址

一、将 48 位的 MAC 地址从中间分开，插入一个固定数值 FFFE

0050:3EE4:4C00–>0050:3EFF:FEE4:4C00

二、将第 7 个比特位反转，如果原来是 0，就变为 1, 如果原来是 1，就变为 0

0050:3EFF:FEE4:4C00–>0250:3EFF:FEE4:4C00

三、加上前缀 –FE80::0250:3EFF:FEE4:4C00  这就是一个完整的 IPV6 地址

反转的原因：

在 MAC 地址中，第 7 比特为 1 表示本地管理，为 0 表示全球管理

在 EUI-64 格式中，第 7 位为 1 表示全球惟一，为 0 表示本地惟一

组播地址 Multicast

在 IPV6 中没有广播，用组播来代替

前缀：FF00::/8  占用了 0.38% 的 IPV6 地址空间

1111    1111    4bit      4bit

|→固定值←||→标志←| |→范围←|

下面是一些组播指定地址：

FF02::1    all nodes  在本地链路范围的所有节点

FF02::2    all routers 在本地链路范围的所有路由器

FF02::5    all ospf routers

FF02::9    all rip routers 所有运行 RIP 的路由器

FF02::A    all eigrp routers 所有运行 eigrp 的路由器

FF05::2                在一个站点范围内的所有路由器

R1（config）#ipv6 unicast-routing    在路由器上开启 IPV6 路由功能

R1（config-if）#ipv6 enable        在接口下启用 IPV6，会自动生成一个 link-local 地址

R1（config-if）#ipv6 address 2001::1/64  指定一个 IP 地址，配置后会自

show ipv6 interface e0    显示 IPV6 接口的信息，包括 IPV6 地址，link-local 地址，加入的组播地址及被请求节点组播地址

IPV6 的路由：

< 静态路由 >

建议写法：

ipv6 route 2001::/64 2001::2 下一跳地址

<RIP>–ripng

在 IPV6 中使用 UDP521 端口，在 IPV4 中是 520 端口

使用组播地址：FF02::9

操作半径 15 跳

ipv6 unicast-routing

ipv6 router rip ABC  必须要有一个进程号

int s1/0

ipv6 rip ABC enable  必须进入接口下开启接口的 RIP

Show ipv6 route

Show ipv6 route rip

<OSPF>

在 IPV6 中使用的是 OSPFV3 版

R1(config)#Ipv6 router ospf 110

R1(config-router)#Router-id 2.2.2.2  注意：必须使用一个类似 IPV4 地址的标识，必须手工指定，不能自动选

R1(config)#Int s0

R1(config-if)#Ipv6 ospf 110 area 0  也是在接口下宣告

R1(config)#Int lo0

R1(config-if)#Ipv6 ospf 110 area 0  环回口依然是主机路由，128 位，可通过改网络类型来改动

Show ipv6 route ospf

以明文方式发送密码

·PAP 认证(PPP Password Authentication Protocol)：

主机和路由器之间，PAP 是单向认证

路由器之间，PAP 是双向认证

1）在接口下启用 PPP 封装:

R2/R4(config-if)#encapsulation ppp

2）建立本地用户数据库，用户名&密码

R2(config)#username R4 password R4 对方必须这个用户名和密码发给我才行

R4(config)#username R2 password R2

3）在接口下启用 PAP 认证：

R2/R4(config-if)#ppp authentication pap

4）发送对方为自己建立的用户名&密码：

R2(config-if)#ppp pap sent-username R2 password R2

(Challenge Handshake Authentication Protocol)

1）在 R2 和 R4 的 Serial0:

R2/R4(config-if)#encapsulation ppp

2）建立用户名&密码：

用户名：对方的 hostname（完全一致，区分大小写）

密 码：双方要一致（注意空格，区分大小写）

R2(config)#username R4 password cisco

R4(config)#username R2 password cisco

3）在接口启用 CHAP 认证：

R2/R4(config-if)#ppp authentication chap

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