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1、58 IPv6配置58.1 IPv6相关知识随着Internet的迅速增长以及IPv4 地址空间的逐渐耗尽，IPv4的局限性就越来越明显。对新一代互联网络协议（Internet Protocol Next Generation - IPng）的研究和实践已经成为热点，Internet工程任务工作小组(IETF)的IPng工作组确定了IPng的协议规范，并称之为IP版本6（IPv6），该协议的规范在RFC2460中有详细的描述。IPv6的主要特点： 更大的地址空间地址长度由IPv4的32位扩展到128位，即Ipv6 有2128-1个地址，IPv6采用分级地址模式，支持从Internet核心主干网
2、到企业内部子网等多级子网地址分配方式。 简化了报头格式新IPv6报文头的设计原则是力图将报文头开销降到最低，因此将一些非关键性字段和可选字段从报文头中移出，放到扩展的报文头中，虽然IPv6地址长度是IPv4 的四倍，但包头仅为IPv4的两倍。改进的 IPv6报文头在设备转发时拥有更高的效率，例如 IPv6报文头中没有校验和，IPv6设备在转发中不需要去处理分片( 分片由发起者完成)。 高效的层次寻址及路由结构IPv6采用聚合机制，定义非常灵活的层次寻址及路由结构，同一层次上的多个网络在上层设备中表示为一个统一的网络前缀，这样可以显著减少设备必须维护的路由表项，这也大大降低了设备的选路和存储开销
3、。 简单的管理：即插即用通过实现一系列的自动发现和自动配置功能，简化网络节点的管理和维护。比如邻接节点发现（Neighbor Discovery）、最大传输单元发现（ MTU Discovery）、路由器通告（Router Advertisement）、路由器请求（Router Solicitation）、节点自动配置（ Auto-configuration）等技术就为即插即用提供了相关的服务。特别要提到的是IPv6支持全状态和无状态两种地址配置方式，在IPv4中，动态主机配置协议DHCP 实现了主机IP地址及其相关配置的自动设置，IPv6承继IPv4 的这种自动配置服务，并将其称为全状态自动
4、配置(Stateful Autoconfiguration)。除了全状态自动配置，IPv6还采用了一种被称为无状态自动配置（Stateless Autoconfiguration）的自动配置服务。在无状态自动配置过程中，主机自动获得链路本地地址、本地设备的地址前缀以及其它一些相关的配置信息。 安全性IPSec是IPv4 的一个可选扩展协议，但是在IPv6中它是IPv6的一个组成部分，用于提供IPv6的安全性。目前，IPv6实现了认证头（Authentication Header，AH ）和封装安全载荷（Encapsulated Security Payload，ESP）两种机制。前者实现数据的
5、完整性及对 IP包来源的认证，保证分组确实来自源地址所标记的节点；后者提供数据加密功能，实现端到端的加密。 更好的QoS支持 IPv6包头的新字段定义了数据流如何识别和处理。IPv6 包头中的流标识（ Flow Label）字段用于识别数据流身份，利用该字段，IPv6 允许用户对通信质量提出要求。设备可以根据该字段标识出同属于某一特定数据流的所有包，并按需对这些包提供特定的处理。 用于邻居节点交互的新协议IPv6的邻居发现协议（Neighbor Discovery Protocol）使用一系列IPv6控制信息报文（ ICMPv6）来实现相邻节点（同一链路上的节点）的交互管理。邻居发现协议以及高
6、效的组播和单播邻居发现报文替代了以往基于广播的地址解析协议ARP、ICMPv4路由器发现等报文。 可扩展性 IPv6特性具有很强的可扩展性，新特性可以添加在IPv6 包头之后的扩展包头中。不象IPv4，包头最多只能支持40字节的的可选项，IPv6 扩展包头的大小仅受到整个IPv6包最大字节数的限制。目前已经实现的IPv6支持下列特性： IPv6协议 IPv6地址格式 IPv6地址类型 ICMPv6 IPv6邻居发现 路径MTU发现 ICMPv6重定向 地址冲突检测 IPv6无状态自动配置 IPv6地址配置 IPv6路由转发，支持静态路由配置 配置IPv6协议的各种参数 诊断工具 Ping IP
7、v658.1.1 IPv6地址格式IPv6地址的基本表达方式是X : X : X : X : X : X : X : X，其中X 是一个4 位十六进制整数 (16位)。每一个数字包含 4个比特，每个整数包含4个十六进制数字，每个地址包括8个整数，一共128位。下面是一些合法的IPv6 地址：2001:ABCD:1234:5678:AAAA:BBBB:1200:2100800 : 0 : 0 :0 : 0 : 0 : 0 : 11080 : 0 : 0 : 0 : 8 : 800 : 200C : 417A这些整数是十六进制整数，其中A到F表示的是10 到15。地址中的每个整数都必须表示出来，但
8、起始的0可以不必表示。某些IPv6 地址中可能包含一长串的0 (就像上面的第二和第三个例子一样) 。当出现这种情况时，允许用 “：”来表示这一长串的0。即地址800 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 1可以被表示为：800 : 1这两个冒号表示该地址可以扩展到一个完整的128位地址。在这种方法中，只有当 16位组全部为0时才会被两个冒号取代，且两个冒号在地址中只能出现一次。在IPv4和 IPv6的混合环境中还有一种混合的表示方法。IPv6地址中的最低32 位可以用于表示IPv4 地址，该地址可以按照一种混合方式表达，即X : X : X : X : X : X : d . d
9、 . d . d，其中X表示一个1 6位整数，而d表示一个8 位的十进制整数。例如，地址0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 192 .168 . 20 : 1就是一个合法的IPv6地址。使用简写的表达方式后，该地址也可以表示为：: : 192 .168 . 20 . 1由于IPv6 地址被分成两个部分：子网前缀和接口标识符，因此可以按照类似CIDR 地址的方式被表示为一个带额外数值的地址，其中该数值指出了地址中有多少位是代表网络部分(网络前缀)，即IPv6节点地址中指出了前缀长度，该长度与IPv6地址间以斜杠区分，例如：12AB:CD30:0:0:0:0/60，这个地址中用于选路的
10、前缀长度为60位。58.1.2 IPv6地址类型RFC2373中定义了三种IPv6地址类型： 单播(Unicast)：一个单接口的标识符。送往一个单播地址的包将被传送至该地址标识的接口上。 泛播(Anycast)：一组接口的标识符。送往一个泛播地址的包将被传送至该地址标识的接口之一(根据选路协议选择 “最近”的一个) 。 组播(Multicast)：一组接口(一般属于不同节点)的标识符。送往一个组播地址的包将被传送至加入该组播地址的所有接口上。 注意： 在IPv6中已经没有定义广播地址。下面逐一介绍这几类地址：58.1.2.1单播地址（Unicast Addresses）IPv6单播地址包括下
11、面几种类型： 可聚集全球地址 链路本地地址 站点本地地址 嵌有IPv4地址的IPv6地址1. 可聚集全球地址可聚集全球单播地址的格式如下：| 3 | 13 | 8 | 24 | 16 | 64 bits |+-+-+-+-+-+-+|FP| TLA |RES| NLA | SLA | Interface ID | | ID | | ID | ID | |+-+-+-+-+-+-+图中包括下列字段： FP字段(Format Prefix)：IPv6地址中的格式前缀，占3个比特，用来标识该地址在IPv6 地址空间中属于哪类地址。该字段为 0 0 1，表示这是可聚集全球单播地址。 TLA ID字段(
12、Top-Level Aggregation Identifier)：顶级聚集标识符，包含最高级地址选路信息。指的是网络互连中最大的选路信息。占1 3比特，可得到最大8192个不同的顶级路由。 RES字段(Reserved for future use)：保留字段，占8个比特，将来可能会用于扩展顶级或下一级聚集标识符字段。 NLA ID字段(Next-Level Aggregation Identifier)：下一级聚集标识符，占24个比特。该标识符被一些机构用于控制顶级聚集以安排地址空间。换句话说，这些机构(比如大型ISP)能按照他们自己的寻址分级结构来将此24位字段分开用。比如一个大型ISP
13、 可以用2位分割成4个内部的顶级路由，其余的22位地址空间分配给其他实体(如规模较小的本地ISP)。这些实体如果得到足够的地址空间，可将分配给它们的空间用同样的方法再子分。 SLA ID字段 (Site-Level Aggregation Identifier)：站点级聚集标识符，被一些机构用来安排内部的网络结构。每个机构可以用与IPv4同样的方法来创建自己内部的分级网络结构。若16位字段全部用作平面地址空间，则最多可有65535个不同子网。如果用前8位作该组织内较高级的选路，那么允许255个大型的子网，每个大型子网可再分为多达255个小的子网。 接口标识符字段 (Interface Identifier)：64位长，包含IEEE EUI-64接口标识符的64位值。2. 链路本地地址链路本地地址的格式如下：| 10 | bits | 54 bits | 64 bits | +-+-+-+|1111111010| 0 | interface ID |+-+-+-+链路本地地址用于单个网络链路上给主机编号。前缀的前10位标识的地址即链路本地地址。设备永远不会转发源地址或者目的地址带有链路本地地址的报文。该地址的中间54位置成0。后64位表示接口标识符，地址空间的这部分允许单个网络连接多达（2
