网络-6 IPV6（上）

2024-10-21 06:24:10

一、iPv4与ipv6对比

1.ipv4与ipv6优缺点

1.1 Ipv4与ipv6对比，ipv4中的切片使用的三个字段：identification flags fragment offset，如果数据包不做分片，这三个字段一点用都没有。但是对于路由器而言这些字段要一个一个去读，所以这个机制让路由器资源消耗严重。

1.2 Ipv4中校验和checksum对于ttl值是要进行检测，浪费路由器处理资源。Ipv6删掉这个字段不需要。因为数据载荷有校验和，2层有校验和，所以3层的校验和取消了是没有任何问题的。

1.3 ipv4的报头为20-60字节，只有一个，包罗万象。如果不需要这么多的功能使用20字节就可以了。但是功能不够用就再option字段中选择所要的功能进行添加。这种方式只能封装一次。

1.4 ipv6修改了封装机制，可以封装任意多个ipv6报头。封装规则：必须Ipv6有ipv6 header，后面接着任意多个ipv6扩展报头。按照以下方式封装。Ipv6查看字段只需要查看主报头就可以了，扩展报头都是在主报头后面，所以ipv6转发效率高。

对于ipv4来说，路由器的性能如果吃紧的话，那么在ipv6中性能表现会更好。

2.安全性：

Ipv6自带ipsec，不需要防火墙，不需要路由器。

3.ipv6类型

单播、组播、任意播

组播可以完成一切

4.移动漫游

Ipv6做的更好，地址可以随着位置的不同，保持相同的IP地址

5.全球唯一性

地址足够多，冲击到mpls vpn

6.多宿主

Ipv4属于单宿主，一个接口的主IP可以对应多个辅助secondary IP地址。

Ipv6多宿主，一个接口可以有多个地址，并且都是主地址。对于结点A我是用一个地址表示我，结点B我用另一个地址表示我。

7.自动获得地址

Ipv6无状态地址自动配置

路由器配置一个IPv6地址，NDP邻居发现协议通知PC发现本机网络地址位，通过EUI-64扩展通用标识符将48位MAC形成64位地址。PC与路由器互动一下，自动获得IPV6。

问题来了，这种即插即用的特性对于少量pc效率高，但是有1万台主机呢，效率高吗？

8.地址转换

NAT-64

6to4 tunnel，两个ipv6园区跨越ipv4进行通信

静态隧道overylay GRE

动态隧道：

1.auto-tunnel 升级为6to4隧道

2.ISATAP主机到路由器之间建立隧道，remote access vpn，主机与路由器建立vpn，实现ipv4访问ipv6服务器

3.双栈：要求路由器设备性能必须足够强。当ipv6迁移完毕以后，ipv4淘汰

二、地址格式

1.默认路由：：

2.一个IPV6地址不能出现两段双冒号，只能出现一次双冒号。

3.设备将ipv6地址自动形成简写地址来表示

4.ipv6地址访问格式，要使用中括号将地址标识，https://[2001:0101::1]:8080

5.地址类型：

单播：1对1

组播：1对多

任意播：1对最近。服务器集群类似ngix，相同服务的几个结点配置为相同的ipv6地址

不能随便用任意播，只能对相同服务器的服务的ipv6地址配置为相同地址

三、单播地址：

1.Link-local地址fe80::mac地址，一旦接口开启了ipv6功能，那么就必须有link-local地址。

有且只有一个地址，可以手工配置，可以自动产生 EUI64 mac地址 48bit 24bit fffe 第七位0/1互换主机位（接口标识）fe80::64bit接口标识。在一个网络中是只有一个独一无二的link-local地址

2.global地址，不通网络之间的通信link-loacl地址无法实现。所以要使用global地址

私有地址：fec0::site local 场点本地地址

Fc00：：/7唯一本地地址

2001::/3 AGUA地址

3.dhcpv6服务器对于 global地址 64位网络位（前缀） DNS服务器 domain 但是不能获得网关信息。

想要网关信息必须使用NDP协议，路由器产生的协议。

有状态地址自动配置：1.dhcp有状态地址自动配置 2.dhcp无状态地址自动配置 DHCP服务器产生的协议

无状态自动配置：不能获得DNS服务器还有域名信息路由器产生的NDP协议

PC可以通过路由器获得的ipv6地址，但是没有域名。

Dhcpv6服务器可以获得域名，但是不能获得网关信息。

4.常见单播地址：

0::0未指定地址，一般是没有这种地址，最不济也是有一个链路本地地址。

四、组播地址：

FF开头的地址属于组播地址

Scope:

1是表示数据不能发送出去

2互联地址发送

3在子网内发送

4域内发送

5站点发送

8组织内发送

E全球

在ipv6中，默认情况下路由器被认为是一台主机，所以不会监听ff02::02，出发开启了ipv6 unicast，动态组播协议开启才能进行被监听。

一个单播地址对应一个被请求节点组播地址。

Ipv6牛逼，可以基于单播地址推算出组播地址，可以通过单播，组播地址进行通信。单播无法进行通信，可以尝试使用组播进行地址解析实现单播通信。

PCA----sw1-----PCB NDP NS NA可以进行邻居发现，进行通信得知邻居MAC地址

当两条主机的后24位对应组播地址是相同的，那么ipv6进行单播的发送也不会发送混乱的情况，由于NDP协议中的NS中有taget地址里面就是具体ipv6的单播地址的详细信息，所以保证了信息传递的唯一性。

IPv6 over Ethernet

以太网传递ipv6的标识：0x86DD ipv4为0800

Ipv6中发送组播数据把后32位提取出来，然后在前面添加3333

三、ipv6地址获取

1.无状态自动配置

有状态自动配置需要dhcp服务器：需要RS RA报文

NDP发现协议

Icmpv6

RS RA的关系 RS主机发送 RA路由发送：Mbit Obit这两个标志位特别重要：M位1表示使用ipv6拿地址。 O位表示dns、域名是否自动获取

0 0表示dhcpv6无状态地址配置

1 1表示dhcpv6有状态地址配置

网关高可用通过RA功能的优先级的使用：

通过hsrp vrrp高级网关冗余协议实现
通过NDP的RA功能的优先级来实现：

---路由器开启ipv6动态路由选择功能

---ethernet配置global地址

--60秒钟周期更新RA报文，通过网关优先级实现高可用

2.网络间的通信IPv6

数据之间进行ipv6 ping测试，只有IP地址是不够的，以太网规定，经过的数据必须要使用帧才能通信，所以必须有mac地址映射。需要使用ipv6与mac地址映射，但是arp表淘汰了，替代他的是ipv6邻居表，这就是ipv6主机之间的邻居关系。

Ipv6邻居关系状态机

3.path mtu discovery

数据包切片会导致链路流量增加，端到端通信质量特别差，路由器负荷增大。报文尺寸的大小通过测试包文进行整条链路的mtu检测。最小为1280，不可以小于这个值。

邻居发现协议集成了以下功能

替代arp 无状态自动配置路由器重定向

无状态自动配置：前缀公告重复地址检测（像免费arp）前缀重新编址

3.NDP-replace ARP

4.PC想要通过dhcpv6获取无状态地址，PC必须要事先有link-local地址

5icmp type133 134就是为了让PC获得ipv6地址。端到端通信中global地址或者是link-local地址都可以实现端到端通信。

6.ipv6的acl都是扩展的，默认acl最后的3条语句是：

Permit icmp any any nd-ns

Permit icmp an any nd-na

Deny ipv6 any any

7.dhcpv6工作机制

7.1默认租期时间24小时。

7.2PC与dhcpv6进行交互，获得ipv6地址是4步。为了使用效率提升就可以使用rapid commit模式，使用两步就能实现地址获取，但是如果有多台dhcp服务器提供服务，这种模式就是有弊端，不去检测地址冲突问题，可能会有地址冲突。

7.3跨网络dhcpv6服务，使用dhcpv6 relay，部署在PC的网关接口。dhcp服务器发送advertise（ipv4 dhcp offer）的时候，报文可以通过中继进行dhcpv6报文的转发。

7.4 ipv6的即插即用通过无状态dhcp获得的地址，但是没有dns是不能实现正常上网的，为了让pc在ipv6中就像在ipv4中那样正常使用，必须要部署dhcp服务器。

四、ipv6路由体系以及静态路由配置

Ipv6单播路由表

直连路由可以同时拥有任意多个global地址

非直连路由静态 RIPng EIGRPv6 OSPFv3 is-is BGP

思科路由器特性：

不开启ipv6 unicast路由协议，接口可以配置ipv6地址，静态路由不能生效，但是可以访问直连接口的路由，跨越直连设备的其他网络无法访问。

开启ipv6 unicast路由协议，静态路由功能恢复正常。路由迭代特性与ipv4一致。

RIPng介绍：

他与rip完全不一样。可以启用多个进程。

交换request reseponse报文进行交互

链路状态协议，几乎不会出现环路，因为Ipv6本身有很好的防环机制

Layer2|ipv6|udp\RIPng|FCS 使用udp521端口

Eigrp V6介绍：

Eigrp V6只能对ipv6做路由，路由器ID会用ipv4形式表示。默认关闭自动汇总。

双栈情况下需要开启eigrp v4进程和eigrp v6。

升级eigrp为64bit eigrp 命名式EIGRP，为了保障度量值可以被支持，需要rib metric-scale工具将超出的无法计算的路由变更为可以计算使用的路由。

Address-family特性与bgp类似，可以实现一个进程处理多栈的功能。

Ospf：

Ospfv2为ipv4，ospfv3为ipv6

Ospfv3升级，升级为Address-family实现一个进程处理多栈的功能。

Ospfv3支持一个接口，进入多个进程功能。

Ospfv3对于1类，2类LSA不包含任何的地址信息，是因为对于ipv6可以配置多个global地址，使用link lsa intra area lsa这就成为了8类LSA和9类LSA，由于这个特性ospfv2与ospfv3不能兼容。

IS-IS:

Isis一直可以支持ipv6，通过TLV扩展各种功能。

ISIS不用于企业。ISIS不能支持VPN，HUB-spoke VPN不能支持。

华为中只有bgp，ISIS可以使用一个进程的address-family完成双栈的支持。

MPBGP:

可以支持任何类型的路由。可以使用ipv4建立ipv6的邻居，使用route-policy修改下一跳为ipv6地址完成路由的传递。基于ipv6地址建立ipv4邻居，使用route-policy修改下一跳为ipv4地址完成路由的传递。

IPV6中的网络宣告：必须在接口下进行处理。

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