为何要部署IPV6

2018-01-16 11:35:37来源:cnblogs.com作者:奶茶,我只要敌敌畏人点击

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·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

 

------------------------------------------------------------------------------------------

 

<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   (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7比特为1表示本地管理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)

 

1R2R4Serial0:

 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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