第17章:IP版本6

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图17-6最后得出结论,指定在Company1内部使用的具体的四个子网。注意,图中以粗体显示了子网字段和前缀长度(本例中为64)。

图17-6

公司1与四个子网分配


注意- 在图中的子网号可略有删节,除去最后显示四重奏三个前导零。


图17-6仅显示分配给Company1的前缀的子网选项。但是,可以选择任意数量的子网位,只要主机字段保留足够的位来对子网中的所有主机进行编号。例如,可以使用/112前缀长度,将/48前缀扩展64位(4十六进制四边形)。然后,为设计中图17-6,您可以选择以下四个子网:

  • 2340:1111: AAAA级::0001:0000/112

  • 2340:1111:AAAA :: 0002:0000/112

  • 2340:1111:AAAA :: 0003:0000/112

  • 2340:1111: AAAA级::0004:0000/112

通过使用全球单播IPv6地址,互联网路由可以是非常有效的,企业可以有充足的IP地址和子网充足的,不要求对NAT的功能,以节省地址空间。

前缀术语

结束了这个话题之前,一些新的条款需要引入。全球单播IPv6地址的分配过程检查许多不同的前缀,与许多不同的前缀长度。文本散射几个更具体的方面,但更容易学习,表17-4总结了四个关键条款,与各自的含义一些提醒。

表以例如IPv6前缀及其含义

术语

分配

例如,从第17章

注册前缀

通过ICANN于RIR

2340 :: / 12

ISP前缀

由RIR到ISP1

2340:1111/32

站点前缀

由ISP给客户(网站)

2340:1111:AAAA / 48

子网前缀

由企业工程师为每个链接

2340:1111: AAAA级:0001/64

1虽然一个RIR可以前缀分配给ISP,一个RIR也可以指定一个前缀其他互联网注册机构,可以细分并分配额外的前缀,直到最后一个ISP,然后它的客户被分配到一些独特的前缀。

本章的下一部分将扩展对IPv6的讨论,包括其他类型的IPv6地址,以及控制和管理IPv6几种常见功能的协议。

IPv6的协议和寻址

IPv4主机需要了解几个基本的事实,才可以在简单的任务,如打开一个网页浏览器来查看网页成功。IPv4主机通常需要知道一个或多个域名系统(DNS)服务器的IP地址,以便他们可以使用DNS协议消息询问DNS服务器来解析名称为IPv4地址。他们需要知道路由器用作默认网关(默认路由器)的IP地址,与主机发送不同的子网到默认路由器发往主机的数据包。主机,当然,需要知道它的IPv4单播IP地址和掩码 - 或,与无类的术语表示,其IPv4地址和前缀长度从其中主机可以计算出链路上前缀(子网)。

出于同样的原因,IPv6主机需要相同的信息——dns IP地址,默认路由器IP地址,以及它们自己的地址/前缀长度。IPv6主机仍然使用主机名,它们需要将主机名解析为IPv6地址。IPv6主机仍然直接向同一子网上的主机发送数据包,但是他们向子网外目的地的默认路由器发送数据包。

虽然IPv6主机需要了解相同的信息,但与IPv4相比,IPv6改变了学习这些事实的机制。下面几节将研究主机可以通过哪些选项和协议来学习这些关键信息。同时,这些部分介绍了新IPv6协议使用的几种其他类型的IPv6地址。这些部分的最后总结了各种类型的IPv6地址的细节和术语。

DHCP对于IPv6

IPv6主机可以使用动态主机配置协议(DHCP)来学习和租借一个IP地址和相应的前缀长度(掩码),默认路由器的IP地址,以及DNS IP地址(es)。这个概念的工作原理基本上类似于IPv4的DHCP:主机发送一个(多播)IPv6数据包来搜索DHCP服务器。当服务器应答时,DHCP客户端发送一个请求租用一个IP地址的消息,服务器应答,列出IPv6地址,前缀长度,默认路由器,和DNS IP地址。从IPv4到IPv6,实际的DHCP消息的名称和格式发生了相当大的变化,所以DHCPv4和DHCPv6在细节上有所不同,但基本过程是相同的。(DHCPv4是指用于IPv4的DHCP版本,DHCPv6是指用于IPv6的DHCP版本。)

DHCPv4的服务器保留有关每个客户端的信息,如IP地址租用给该客户端和的时间长度的量,租赁是有效的。这种类型的信息被称为状态信息,因为它跟踪每个客户机的状态或状态。DHCPv6服务器碰巧有两种操作模式:有状态模式,其中服务器跟踪状态信息;无状态模式,其中服务器不跟踪状态信息。有状态DHCPv6服务器扮演的角色与旧的DHCPv4服务器相同,而无状态DHCPv6服务器在有状态DHCP的IPv6替代方案中扮演一个角色。无状态DHCP及其用途将在下一节中介绍。IPv6主机地址分配”)。

DHCPv4的和有状态的DHCPv6之间的一个区别是,IPv4主机发送IP广播寻找DHCP服务器,而IPv6主机发送IPv6组播。IPv6多播地址具有FF00 :: / 8的前缀,这意味着一个地址的前8位是二进制11111111,或FF十六进制。多播地址FF02 :: 1:2(普通写法FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0001:0002)已经被保留在IPv6中由主机使用发送数据包到一个未知的DHCP服务器,与该路由器工作这些数据包转发到相应的DHCP服务器。

IPv6主机地址分配

当企业网络中,工程师与每个路由器接口上通常配置静态IPv4地址使用IPv4IP地址接口子命令。与此同时,大多数最终用户的主机使用DHCP动态地学习他们的IP地址和子网掩码。对于互联网接入,路由器可以使用DHCP从ISP了解自己的公用IPv4地址。

IPv6遵循相同的通用模型,但路由器使用两种选项中的一种来分配静态IPv6地址,而终端用户主机使用两种选项中的一种来分配动态IPv6地址。下面几节将研究所有四个选项。但首先,要了解配置选项,您需要更多关于IPv6低阶64位地址格式的信息:接口ID。

IPv6接口ID和EUI-64格式

在本章前面,图17-5示出了IPv6全球单播地址的格式,与所述地址的第二半称为主机或接口ID。全局单播地址的接口ID部分的值可以被设置为任何值,只要在同一子网尝试使用相同的值没有其他主机。(IPv6的包括动态方法为主机以找出是否上子网存在重复的地址开始要使用的地址之前。)然而,所述接口ID的大小是故意选择通过插入的MAC地址,以允许IP地址的容易自动配置的网络卡插入接口ID字段中的IPv6地址。

MAC地址的长度为6个字节(48位),所以对于一台主机上的值自动地决定在8字节(64位)的接口ID字段的使用,IPv6的不能简单地只复制的MAC地址。要完成64位的接口ID,IPv6的填充2多个字节。有趣的是,这样做,IPv6的MAC地址分成两个3字节的两半,并插入六角FFFE在半部之间,以形成所述接口ID字段,以及设置1特殊位为二进制1。这格式,被称为EUI-64格式中,在被示出图17-7

图17-7

IPv6地址格式与接口ID和EUI-64

虽然似乎有点令人费解,它的工作原理。此外,只要稍加练习,你可以看一下IPv6地址,并迅速在地址末注意到FFFE,然后很容易地找到对应接口的MAC地址的两半。

是完整的,关于EUI-64的接口ID值图中指出了一个其他小细节。分裂的MAC地址为两半,并注入FFFE,是容易的。然而,EUI-64格式需要设置的第七位中的值以二进制1.根本原因是以太网MAC地址列与左边的每个字节的低序位的第一个字节,和所述高在正确的顺序位。所以,在一个字节的第八位(从左至右)在地址的最高位和第七位(从左至右)由第二最高位。在第一个字节的第七位从阅读留给这第二个最高位权,被称为通用/本地(U / L)位。设置为二进制0,则意味着该MAC地址是预烧的MAC地址。设置为1,则意味着MAC地址已本地配置。EUI-64表示,U / L位应该被设置为1,这意味着本地。

例如,下面两行列出了主机的MAC地址和对应的EUI-64格式接口ID,假设使用了使用EUI-64格式的地址配置选项:

  • 0034:5678:9ABC

  • 0234:56FF: FE78:9ABC


注意- 要改变的第七位(读取左到右)的例子中,转换十六进制00到二进制00000000,更改的第七位为1(00000010),然后转换回为十六进制,对十六进制02如前两个数字。


静态IPv6地址配置

静态IPv6地址配置两个选项都覆盖在这本书中,都是可用的路由器和主机上:整个地址的静态配置,并且与主机计算其EUI-64的接口ID来完成A / 64前缀的静态配置IP地址。本节说明使用路由器的概念。

在接口上配置IPv6地址,路由器需要的IPv6地址地址/前缀长度[EUI-64]接口子命令在每个接口。如果EUI-64关键字不包含,地址必须代表整个128位的地址。如果EUI-64关键字包含在内,地址应该表示64位前缀,路由器使用EUI-64格式创建接口ID。的prefix-length参数应该是子网前缀的长度。例如,示例17-1列出了路由器R1上的命令图17-6在本章的前面,它是公司1的企业路由器之一。它使用站点前缀长度/64。示例显示命令的两个版本(有和没有)EUI-64关键词。)

例子丹麦队配置静态IPv6地址

!第一接口是在子网1,并且将使用EUI-64作为接口ID!接口的FastEthernet0 / 0ipv6地址2340:1111:AAAA:1::/64 eui-64!下一接口阐明了整个128位,缩写。时间越长!版本是2340:1111:AAAA:0003:0000:0000:0001/64。它是在子网2!接口的Serial0 / 0/1ipv6地址2340:1111:AAAA级:2::1/64!第三个接口在子网4中,再次使用EUI-64格式接口ID。!接口的Serial0 / 1/1ipv6地址2340:1111:AAAA:4::/64 eui-64!R1 #显示IPv6接口FA0 / 0的FastEthernet0 / 0到了,线协议是向上启用IPv6,链路本地地址是FE80 :: 213:19FF:FE7B:5004全局单播地址(ES):2340:1111:AAAA:1:213:19FF:FE7B:5004,子网是2340:1111:AAAA:1 :: / 64 [EUI]!为简洁起见省略R1#线显示IPv6接口S0 / 0/1的Serial0 / 0/1到了,线协议是向上启用IPv6,链路本地地址是FE80 :: 213:19FF:FE7B:5004全局单播地址(ES):2340:1111:AAAA:3 :: 1,子网2340:1111:AAAA:3 :: / 64!为简洁起见省略R1#线显示ipv6接口s0/1/1的Serial0 / 1/1到了,线协议是向上启用IPv6,链路本地地址是FE80 :: 213:19FF:FE7B:5004全局单播地址(ES):2340:1111:AAAA:4:213:19FF:FE7B:5004,子网是2340:1111:AAAA:4 :: / 64 [EUI]!行不再赘述

这个例子的结束列出了完整的全球单播IPv6地址作为部分ipv6展示界面命令。当使用EUI-64的选项,该命令是特别有用的,因为配置命令没有列出整个IPv6地址。请注意,如果EUI格式被使用,ipv6展示界面命令指出,实际上(参见接口的Fa0 / 0和S0 / 1/1,相对于S0 / 0/1)。此外,路由器不具有与某些接口,包括串行接口相关联的MAC地址,以形成关于这些接口的EUI-64格式的接口ID,路由器使用LAN接口的MAC地址。在此情况下,S0 / 1/1的接口ID基于的Fa0 / 0的MAC地址。

无状态自动配置和路由器通告

IPv6支持IPv6地址的动态配置的两种方法。一个使用状态DHCPv6服务器,如前面提到的,工作方式相同DHCP IPv4中的概念,但在消息很多细节的DHCPv4和DHCPv6之间的差异。IPv6还提供了一个叫做替代无状态自动配置(不要与本节中介绍的无状态DHCP混淆)。通过无状态的自动配置,主机动态地学习子网上使用的/64前缀,然后通过使用基于网络接通卡(NIC) MAC地址的EUI-64接口ID来计算其其余的地址。

有关:
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工资调查:结果是