为何要部署IPV6.docx

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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，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（broadcaststorm）.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地址表示

   我们知道，IPv4地址长度为32位（4个字节）。

书写IPv4的地址是用一个字节来代表一个无符号十进制整数，四个字节写成由3个点分开的四个十进制数，例如：

10.1.123.56

对于128位的IPv6地址，定义相似的表示方法是必要的。

考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：

）分开，例如：

3ffe:

3201:

1401:

1:

280:

c8ff:

fe4d:

db39

   从上面的例子我们看到了手工管理IPv6地址的难度，也看到了DHCP和DNS的必要性。

为了进一步简化IPv6的地址表示，可以用0来表示0000，用1来表示0001，用20来表示0020，用300来表示0300，只要保证数值不便，就可以将前面的0省略。

比如：

   1080:

0000:

0000:

0000:

0008:

0800:

200C:

417A

   0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0A00:

0001

   可以简写为：

   1080:

0:

0:

0:

8:

800:

200C:

417A

   0:

0:

0:

0:

0:

0:

A00:

1

   另外，还规定可以用符号:

:

表示一系列的0。

那么上面的地址又可以简化为：

   1080:

:

0:

8:

800:

200C:

417A

   :

:

A00:

1

   IPv6地址的前缀（FP,FormatPrefix）的表示和IPv4地址前缀在CIDR中的表示方法类似。

比如0020:

0250:

f002:

:

/48表示一个前缀为48位的网络地址空间。

在IPV6中掩码只能使用CIDR表示法

2001:

410:

0:

1:

:

45ff/128

2001:

410:

:

1/64

IPV6的地址类型

可分为三大类：

1、单播地址

2、组播地址

3、任意播地址

可聚合全球单播地址可聚合全球单播地址相当于IPv4的公网地址，可以被路由的，可以正常使用的地址，但网络位最少为48位。

可聚合全球单播地址的范围是2000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000到3FFF:

FFFF:

FFFF:

FFFF:

FFFF:

FFFF:

FFFF:

FFFF

可聚合全球单播地址占IPv6总地址空间的8分之1，也就是说，所有IPv6地址中，只有8分之1是可以给网络正常使用的。

链路本地地址，链路本地地址只在一条链路中有效，也不能被路由，而不同链路的链路本地地址是可以重复的。

因为在链路上没有链路本地地址的情况下，IPv6是不能通信的，所以每个节点必须拥有一个链路本地地址，当一个节点上正常启动了IPv6之后，链路本地地址是不需要人工干预，会自己生成的，但也可以自己手工配置链路本地地址。

自动生成的链路本地地址，有默认的特殊格式，是以FE80:

:

/10（1111111010）打头，再加54个0，还差64位，这后面的64位，再使用EUI-64来填充，

回环地址表示节点自身，类似IPv4的127.0.0.0/8回环地址表示为0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0001    0:

0:

0:

0:

0:

0:

0:

1      :

:

1

组播地址就是一个目标为组播地址的数据包将被多个节点收到，地址以FF00:

:

/8（11111111）打头，.表示为FF00:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000:

0000/8

FF00:

0:

0:

0:

0:

0:

0:

0/8

任意播地址anycast：

共享IPv6的单播地址空间。

当一个单播地址被分配到多于一个的接口上时，发到该接口的报文被网络路由到路由协议度量的“最近”的目标接口上。

Unicast允许源结点向单一目标结点发送数据报，Multicast允许源结点向一组目标结点发送数据报，而Anycast则允许源结点向一组目标结点中的一个结点发送数据报，而这个结点由路由系统选择，对源结点透明；同时，路由系统选择“最近”的结点为源结点提供服务

 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，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

ICMPV6用来向源节点报告关于向目的地传输IP数据包的错误和信息。

定义了多种消息类型。

ICMPV6在IPV6中的协议号是58

在IPV6中ICMP的功能得到极大增强，除了原有的功能，还有以下几个主要作用

在IPV6中ICMP的主要功能：

1、路径MTU发现–PMTUD

2、替代地址解析协议–NDP（邻居发现协议）

3、无状态自动配置–NDP

4、重复地址检测–NDP

5、前缀重新编址—NDP

为NDP特有的范畴定义了新的ICMPV6消息：

NS（NeighborSolicitation）135  邻居请求

NA（NeighborAdvertisement）136  邻居通告

RS133  发到FF02:

:

2  路由器请求信息，发给所有路由器

RA134  发到FF02:

:

1  路由器通告信息，每200S发一次，发向所有节点

类型137  重定向消息

替代ARP

使用NS135和NA136消息

主机使用邻居请求消息NS135发向邻居的被请求节点组播地址，请求一个MAC地址，邻居回应一个NA136邻居通告消息

公告前缀–类似于DHCP

路由器周期性地发出RA134公告，每200S一次，主机收到后自动生成IP地址

只要在路由器的接口上配置了一个本地站点或全球可聚合单播地址，就启用了CISCO路由器上的IPV6前缀通告

默认情况下：

无状态自动配置公告的前缀长度为64比特

RS133  发到FF02:

:

2  请求信息，发给所有路由器

RA134  发到FF02:

:

1  通告信息，每200S发一次，发向所有节点 

IPV6静态路由配置：

IPv6route命令添加静态ipv6路由:

Router（config）#ipv6unicast-routing//全局启用IPV6单播路由功能

Router（config）#ipv6routeipv6-prefix/prefix-length{next-hop|interface}[distance]

配置R1和R2:

R1使用网络接口S1/0,通过下跳FE80:

:

CE00:

2FF:

FEA4:

0,可到达目的IPV6网络2001:

2:

2:

:

/48

r1（config）#ipv6route2001:

2:

2:

:

/48serial1/0FE80:

:

CE00:

2FF:

FEA4:

0

r2（config）#ipv6route2001:

1:

1:

:

/48serial1/0FE80:

:

CE00:

3FF:

FE68:

0

或:

r2（config）#ipv6route2001:

1:

1:

:

/482001:

A:

A:

A:

:

1

默认路由配置例子:

r2（config）#ipv6route:

:

/0serial1/0FE80:

:

CE00:

3FF:

FE68:

0

静态路由配置时要注意:

在IPV6规范中,不推荐使用聚合全球单播或本地站点地址作为下一跳地址,一般使用本地链路地址作为下一跳,但在配置本地地址作为一下跳时,在配置中必须指出路由器上相应的网络接口

IPv6的RIP，所有路由规则与IPv4RIPv2基本相同，不同之处是IPv4RIPv2使用UDP端口520，而RIPng使用UDP端口521，IPv4RIPv2数据包更新使用地址224.0.0.9，而RIPng使用更新地址为FF02:

:

9。

在配置RIPng时，方法不同于IPv4RIP，RIPng是采用先配置进程，然后需要让哪些接口运行在RIPng下，就必须到相应的接口下明确指定，并不像IPv4RIP那样在进程下通过network来发布。

配置步骤：

R1:

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 ipv6address2001:

1:

1:

1:

:

1/64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

interfaceSerial0/3

 noipaddress

 ipv6address2001:

A:

A:

A:

:

/64eui-64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

ipv6routerripccnp

R1（config）#ints0/3

R1（config-if）#ipvripccnpdefault-informationonly

发布默认路由

R2:

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 noipaddress

 ipv6address2001:

2:

2:

2:

:

1/64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

!

interfaceSerial0/2

 noipaddress

 ipv6address2001:

A:

A:

A:

:

/64eui-64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

 clockrate2000000

!

interfaceSerial0/3

 noipaddress

 ipv6address2001:

B:

B:

B:

:

/64eui-64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

 clockrate2000000

ipv6routerripccnp

R3:

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 noipaddress

 ipv6address2001:

3:

3:

3:

:

3/64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

interfaceSerial0/2

 noipaddress

 ipv6address2001:

B:

B:

B:

:

/64eui-64

 ipv6enable

 ipv6ripccnpenable

 clockrate2000000

!

ipv6routerripccnp

OSPFv3与OSPFv2（IPv4OSPF）的原理都是相同的，OSPFv3选举Router-ID的规则与OSPFv2相同，OSPFv3也是选择路由器上的IPv4地址作为Router-ID，如果设备上没有配置IPv4地址，那么必须手工指定Router-ID。

在配置OSPFv3时，先配置进程，然后需要让哪些接口运行在OSPFv3下，就必须到相应的接口下明确指定，并不像OSPFv2那样在进程下通过network来发布。

预配置：

（完成接口IPV6地址）

R1:

Enable

Conft

HostR1

interfaceLoopback0

 ipv6address2001:

1:

1:

1:

:

1/64

noshut

interfaceSerial0/3

 noshut

 ipv6address2001:

A:

A:

A:

:

/64eui-64

R2:

Enable

Conft

HostR2

interfaceLoopback0

ipv6address2001:

2:

2:

2:

:

1/64

interfaceSerial0/2

 noshut

 ipv6address2001:

A:

A:

A:

:

/64eui-64

interfaceSerial0/3

 noshut

 ipv6address2001:

B:

B:

B:

:

/64eui-64

R3:

Enable

Conft

HostR3

interfaceLoopback0

ipv6address2001:

3:

3:

3:

:

3/64

 interfaceSerial0/2

 noshut

 ipv6address2001:

B:

B:

B:

:

/64eui-64

配置步骤：

R1（config）#ipvunicast-routing

R1（config）#ipvrouterospf1

R1（config-rtr）#router-id1.1.1.1

R1（config-rtr）#exit

R1（config）#intloop0

R1（config-if）#ipvenable

R1（config-if）#ipvospf1area0

R1（config-if）#ints0/3

R1（config-if）#ipvenable

R1（config-if）#ipvospf1area0

R2（config）#ipv6unicast-routing

R2（config）#ipvrouterospf1

R2（config-rtr）#router-id2.2.2.2

R2（config-rtr）#ints0/2

R2（config-if）#ipvenable

R2（config-if）#ipvospf1area0

R2（config-if）#ints0/3

R2（config-if）#ipvenable

R2（config-if）#ipvospf1area0

R2（config-if）#intloop0

R2（config-if）#ipvenable

R2（config-if）#ipvospf1area0

R3（config）#ipvunicast-routing

R3（config）#ipvrouterospf1

R3（config-rtr）#router-id3.3.3.3

R3（config-rtr）#ints0/2

R3（config-if）#ipvenable

R3（config-if）#ipvospf1area0

R3（config-if）#intloop0

R3（config-if）#ipvenable

R3（config-if）#ipvospf1area0

EIGRPv6与IPv4EIGRP的原理都是相同的，但是EIGRPv6必须有router-id才能运行，所以在EIGRPv6不能获得router-id时，请手工配置router-id；在配置EIGRPv6时，先配置进程，然后需要让哪些接口运行在EIGRPv6下，就必须到相应的接口下明确指定。

注意的是EIGRPv6进程有个shutdown的特性，要用noshutdown开启进程.

IPV6BGP，是用来传递IPv4路由的，所传递的信息是IPv4的协议，如果要让BGP传递其它路由或协议，这就需要将BGP扩展为支持更多协议的BGP，如扩展BGP支持IPv6协议，支持vpnv4，这样的支持多协议的BGP，称为MultiprotocolBGP，即MP-BGP，要配置MP-BGP，就需要为除IPv4之外的协议单独创建address-family，但是建立BGP邻居和正常情况下一样，当邻居建立之后，还得到address-family下活动，这是MP-BGP的特性，而需要发布的网段，也需要到address-family下发布。

传递单播IPv6的address-family应该是address-familyipv6unicast，但关键字unicast如果省略，默认就是address-familyipv6unicast。

隧道技术：

当两个IPv6网络需要通信时，如果中间需要穿越IPv4网络，而由于IPv4网络中只能识别IPv4包头，并不能为IPv6数据提供正确的路径传输，这时就需要在IPv4网络中为IPv6创建一条隧道，来提供IPv6在IPv4中的传递，这样的隧道，就是把IPv6的数据全部封装在IPv4中，将IPv4当作链路层来传递的隧道形式，称为覆盖型隧道（OverlayTunnels）。

由于隧道是建立在IPv4基础上的，隧道又必须有起点和终点来明确隧道的路径，所以覆盖型隧道的起点和终点最好是使用IPv4地址，有时必须是IPv4地址，并且隧道在传输IPv6数据时，也应该在隧道的两端添加IPv6地址，来完成两端IPv6网络的通信。

隧道的起点和终点必须同时支持IPv4和IPv6。

当前在IOS中支持的覆盖型隧道共有以下几中：

Manual点对点，只传递IPv6数据包。

模式为：

ipv6ip

Genericroutingencapsulation（GRE）点对点，可以传递多种协议。

模式为：

greip

IPv4-compatible点到多点的，思科不建议使用。

模式为：

ipv6ipauto-tunnel

6to4点到多点的，使用地址为2002:

:

/16。

模式为：

ipv6ip6to4

Intra-SiteAutomaticTunnelAddressingProtocol（ISATAP）是点到多点的。

模式为：

ipv6ipisatap

teredotunneling:

一种通过网络地址转换器（NAT）发送IPv4封装的IPv6数据包的IPv6转换技术。

      6to4隧道也是一种自动构造隧道的方式。

6to4隧道是点到多点的自动隧道，主要用于将多个IPv6孤岛通过IPv4网络连接到IPv6网络。

6to4隧道通过IPv6报文的目的地址中嵌入的IPv4地址，可以自动获取隧道的终点。

6to4隧道采用特殊的地址：

6to4地址，它以2002开头，后面跟着32位的IPv4地址转化的32位16进制表示，构成一个48位的6to4前缀2002:

IPv4ADDR:

:

/48。

6to4隧道实验：

预配置：

R2

En

Conft

Hostr2

Ints0/3

Ipadd23.1.1.2255.255.255.0

Noshut

Intloop0

Ipadd2.2.2.2255.255.255.255

Routerospf1

Net0.0.0.0255.255.255.255area0

R3

En

Conft

Hostr3

Ints0/2

Ipadd23.1.1.3255.255.255.0

Noshut

Ints0/3

Ipadd34.1.1.3255.255.255.0

Noshut

Routerospf1

Net0.0.0.0255.255.255.255area0

R4

En

Conft

Hostr4

Ints0/2

Ipadd34.1.1.4255.255.255.0

Noshut

Intloop0

Ipadd4.4.4.4255.255.255.255

Routerospf1

Net0.0.0.0255.255.255.255area0

配置步骤：

R2：

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 ipaddress2.2.2.2255.255.255.255

interfaceTunnel0

 tunnelsourceLoopback0

 tunnelmodeipv6ip6to4

interfaceSerial0/2

ipv6enable

ipv6ospf1area0

ipv6route2002:

404:

404:

:

/48Tunnel0

ipv6routerospf1

 router-id2.2.2.2

 redistributestatic

R4:

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 ipaddress4.4.4.4255.255.255.255

interfaceTunnel0

tunnelsourceLoopback0

 tunnelmodeipv6ip6to4

interfaceSerial0/3

 ipv6enable

 ipv6ospf1area0

ipv6route2002:

202:

202:

:

/48Tunnel0

ipv6routerospf1

 router-id4.4.4.4

redistributestatic

R1:

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 ipaddress1.1.1.1255.255.255.255

 ipv6address2002:

202:

202:

1:

:

1/64

 ipv6enable

 ipv6ospf1area0

interfaceSerial0/3

ipv6enable

 ipv6ospf1area0

ipv6routerospf1

 router-id1.1.1.1

R2:

ipv6unicast-routing

interfaceLoopback0

 ipaddress5.5.5.5255.255.255.255

 ipv6address2002:

202:

202:

5:

:

5/64

 ipv6enable

 ipv6ospf1area0