第10章:实施IPv6

思科出版社

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发件人创建具有Anycast地址的数据包作为目标地址,并将数据包转发到最近的路由器。路由器将数据包路由到最近的Anycast接口 - 分享该地址的最近的设备或接口。在WAN范围中,根据路由协议的度量的测量来找到最近的接口。在LAN范围中,根据关于关于的第一邻居找到最近的界面。

任播地址从单播地址空间分配,并具有与单播地址相同的格式,因此它们与单播地址无法区分。对于未配置为Anycast的设备,这些地址显示为单播地址。当单播地址被分配给多于一个接口时 - 从而将其转换为任播地址 - 必须明确地将分配地址的节点进行明确地配置为使用并且知道地址是ANYCAST地址。

IP中的anycast概念是1993年提出的;然而,迄今为止,几乎没有广泛使用anycast的经验。目前只有少数的anycast地址被分配,包括路由器子网anycast和移动IPv6家庭代理anycast。

源可以使用Anycast地址来控制流量流的路径。边界网关协议(BGP)多读网络中的ANYCAST使用的示例是客户有多个ISP和每个连接的多个连接。客户可以为每个ISP配置不同的Anycast地址,并为给定ISP的每个路由器配置相同的Anycast地址。源设备可以选择将数据包发送到的ISP;但是,沿路径的路由器确定了最接近的路由器,通过IPv6可以使用IPv6 ATORAST地址来达到最接近的路由器。

Anycast地址的另一个用途是当多个路由器连接到LAN时。这些路由器可以具有相同的IPv6 Anycast地址,以便遥控设备只需要识别ANYCAST地址;中间设备选择最佳路径以达到最接近的入口点。

IPv6多播地址

如第9章“实现IP多播”的第9章中所述,多播地址识别一组接口;发送到多播地址的流量同时向多个目的地行进到多个目的地。接口可以属于任意数量的组播组。多播对IPv6非常重要,因为它处于许多IPv6功能的核心,它是广播的替代品。

IPv6多播地址的格式为图10-10..IPv6多播地址由前缀ff00 :: / 8定义。地址的第二个八位字节定义了多播地址的生命周期(标志)和范围,如下所示:

  • 对于永久或众所周知的多播地址,标志参数等于0。对于临时多播地址,标志等于1。

  • 范围参数等于1对于接口范围(环回传输),2表示链路范围(类似于单播链路 - 本地范围),3用于子网 - 本地范围,其中子网可能跨越多个链路,4用于管理员 -本地范围(管理地配置),5为站点本地范围,8,用于组织范围(多个站点)和全局范围的E。

图10-10.

图10-10.

IPv6多播地址结构

例如,以FF02::/16开头的多播地址是一个具有link-local作用域的永久多播地址。IPv6组播报文中没有TTL字段,因为作用域是在地址内部定义的。

组播组号由组播地址的低112位组成。

组播地址FF00 ::至FF0F ::将标志设置为0并保留。在该范围内,以下是一些示例已分配的地址(有许多提供的分配; IANA跟踪分配):

  • FF02 :: 1- 链接上的“所有节点”(链接本地范围)

  • FF02 :: 2- 链接上的“所有路由器”

  • FF02 :: 9.-链路上的“所有RIP路由器”

  • FF02:: 1: FFXX: XXXX- solicicited -node链路上的组播,其中XX:XXXX为该节点对应的单播或任播地址的最右24位。当一个节点想要确定同一本地链路上另一个节点的链路层地址时,在本地链路上发送邻居请求消息,类似于IPv4中的地址解析协议ARP (address Resolution Protocol);下面的示例演示了这个过程。

  • FF05:: 101-站点内的“所有NTP服务器”(site-local范围)。(站点-本地组播范围有一个管理分配的半径,并且与现在废弃的站点-本地单播前缀FEC0::/10没有直接关联。)

征集节点多播地址用于IPv6,用于将IPv6地址的分辨率解决到LAN段的MAC地址。在非常罕见的情况下,目标的单播地址的最右24位在链接上不会是唯一的,但这不会导致问题,如使用设备中的示例所示图10-11

  • 节点A的IPv6地址为2001:DB8:200:300:400:500:1234:5678。

  • Node B具有IPv6地址2001:DB8:200:300:400:500:AAAA:BBBB,因此,并因此具有征集节点多播地址FF02:0:0:0:0:1:FFAA:BBBB,也可以是写作FF02 :: 1:FFAA:BBBB。

  • 节点C的IPv6地址为2001:DB8:200:300:400:501:AAAA:BBBB,因此其请求节点组播地址为FF02::1:FFAA:BBBB。注意,这与节点B的请求节点多播地址相同。

图10-11

图10-11

Network for IPv6请求节点组播地址示例

当节点A希望与节点B交换报文时,节点A向B的请求节点组播地址FF02::1:FFAA:BBBB发送邻居发现(solicitation)报文。该报文除了包含其他数据外,还包含节点A正在查找的完整IPv6地址2001:DB8:200:300:400:500:AAAA:BBBB;这被称为目标地址。

节点B和节点C都侦听相同的征集节点多播地址,因此它们都接收和处理数据包。节点B看到分组内的目标地址是它自己的并且与包括其MAC地址的邻居广告响应。同时,节点C看到数据包里面的目标地址不是它自己的并且没有响应。

以这种方式,节点可以具有相同的征集节点多播地址,但不会导致邻居发现或征集过程到故障。

无状态自动配置

重点

无状态自动配置

本地链路上的路由器可以(定期或根据主机请求)向本地链路上的所有节点发送网络信息,例如本地链路网络的64位前缀和默认路由。主机可以通过将其IPv6接口标识符(EUI-64格式)附加到本地链路64位前缀来自动配置自己。

这个过程如图所示10 - 1210 - 13, 和10 - 14,并导致完整的128位地址可用,保证全球唯一。

图10-12.

图10-12.

PC索引了用于网络信息的路由器

图10-13

图10-13

路由器发布网络信息

图10-14

图10-14

PC通过路由器发布来配置自己

图10-12.,PC发送路由器征集,具有以下源地址::和FF02 :: 2,所有路由器组播地址的目标地址,以请求无状态自动配置的前缀。在图10-13,路由器以路由器通告回应,源地址为路由器的链路本地地址,目的地址为FF02::1,即所有节点的组播地址。在图10-14,PC配置自身。称为重复地址检测(DAD)的过程检测并避免重复地址。

无状态自动配置允许设备“即插即用”,无需任何配置和任何服务器(如DHCP服务器)即可连接到网络。这一关键的IPv6特性支持在IPv6 Internet上部署新设备,如移动电话、无线设备、家用电器和家庭网络。

DHCP Version 6 (DHCPv6)是DHCP for IPv4的升级版本,也可用于向设备提供IPv6地址。无状态DHCPv6是一个介于无状态自动配置和有状态DHCPv6的胖客户端方法之间的概念(于2004年2月引入)。无状态DHCPv6也称为DHCP-lite。有关无状态DHCPv6的详细信息,请参见RFC 3736。IPv6的无状态动态主机配置协议(DHCP)服务

IPv6流动

移动性是今天网络中的一个非常重要的功能。移动IPv6协议,在RFC 3775中定义,IPv6的移动性支持,如图所示,允许IPv6节点保持可达可到达的,同时移动IPv6 Internet图10-15

图10-15

图10-15

IPv6 Mobility允许节点漫游并仍然连接

重点

IPv6移动性确保移动节点保持连接

每个IPv6移动节点始终由其识别家庭地址, 无论它在哪里。当它远离其家时,移动节点也与a相关联关怀地址,它提供有关移动节点当前位置的信息。寻址到移动节点的主地址的IPv6数据包透明地路由到其护理地址。无论是移动还是静止,所有IPv6节点都可以与移动节点通信。

在IPv6中,内置了移动性,这意味着任何IPv6节点都可以根据需要使用它。但是,在IPv4中,移动性是必须添加的新功能,因为节点需要它。

IPv6的路由标头使移动IPv6比移动IPv4更高效,比移动IPv4更高效;已创建一个新的“移动性”扩展标题。移动性利用IPv6的灵活性。例如,移动节点的归属地址与该移动节点的调查地址的绑定使用目的地选项标题,支持每个IPv6设备是强制性的。

IPv6移动与IPv4移动的不同之处在于:

  • IPv6地址空间使移动IPv6部署在任何环境。

  • 由于IPv6地址空间巨大,不再需要外国代理(节点家庭网络以外网络上的路由器)。

  • 不需要升级网络基础架构以允许移动IPv6节点。关注地址可以是所有移动节点的全局IPv6可路由地址。

  • 移动IPv6模型利用了IPv6协议本身的一些好处。示例包括选项头、邻居发现和自动配置。

  • 在许多情况下,三角形路由被消除,因为移动IPv6路由优化允许移动节点直接与其他节点通信。支持路由优化是协议的基本组成部分,而不是一组非标准的扩展。支持也被集成到移动IPv6中,以允许路由优化有效地与执行入口过滤的路由器共存。移动IPv6路由优化即使没有预先安排的安全关联也能安全运行。预计在全球范围内所有移动节点和对应节点之间部署路由优化。

  • 移动节点甚至与不支持移动性的其他节点透明地工作(如在IPv4移动性中所做的那样)。

  • 移动IPv6中的动态家庭代理地址发现机制向移动节点返回单个应答。IPv4中使用的定向广播方法从每个主代理返回独立的应答。

  • 使用IPv6路由头而不是IP封装,发送到移动节点的大多数数据包在移动IPv6中远离移动设备,而不是IP封装,减少了与移动IPv4相比的开销量。

IPv6配置和使用OSPF和其他用于IPv6的路由协议

本节介绍IPv6可用的路由协议,并专注于为IPv6实现OSPF所需的概念和任务。本节还介绍了启用IPv6和配置I​​Pv6地址。

IPv6路由协议

IPv6使用相同的“最长前缀匹配”路由IPv4无级域间路由(CIDR)使用。对处理更长的IPv6地址和不同标题结构所需的更新是必要的。目前,以下更新的路由协议可用:

  • 静态路线

  • RIP新一代(RIPng)(在RFC 2080中定义,为IPv6 RIPng

  • OSPF Version 3 (OSPFv3)(定义于rfc2740,为IPv6 OSPF

  • IPv6中间系统中间系统(IS-IS)

  • 用于IPv6的增强内部网关路由协议(EIGRP)

  • 多协议边框网关协议版本4(MP-BGP4)(在RFC 2545中定义,使用BGP-4多协议扩展IPv6域间路由,和rfc 2858,BGP-4的多协议扩展

这些协议在以下部分中描述。

重点

启用IPv6路由

思科IOSipv6 unicast-routingIPv6的Global Configuration命令启用IPv6路由,并且在配置任何IPv6路由协议之前需要。

静止路由

使用IPv6中的静态路由并以与IPv4相同的方式配置。每个RFC 2461有IPv6特定要求,IP版本6(IPv6)的邻居发现,路由器必须能够确定每个相邻路由器的链接本地地址,以确保重定向消息的目标地址通过其链路本地地址识别邻居路由器。对于静态路由,此要求意味着应使用路由器的链接本地地址来指定下一跳路由器的地址,而不是全球单播地址。

可以配置IPv6静态路由IPv6路线ipv6-prefix/prefix-length接口类型interface-number行政距离]全局配置命令,类似于IPv4静态路由。

RIPNG.

类似于IPv4的RIP,RIPng是一个距离矢量路由协议,具有15次跳的度量限制,它使用分裂范围和毒物相反,以防止路由环。IPv6功能包括以下内容:

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