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为何要部署IPV6

2018-02-12 23:54:38 643次

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

<IPV6地址的表示方法>

·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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<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

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

<IPV6的基本命令>

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

<PAP认证>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

<CHAP认证>(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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