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IPv6实例详解
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原文：http://www.qingsword.com/qing/749.html 这篇文章简单的介绍一下IPv6技术，其中会涉及到IPv6的表示格式（格式和IPv4有很大不同，刚开始可能不习惯）、在Cisco路由接口上配 置IPv6地址（普通静态配置和静态EUI-64配置）、IPv6静态和动态路由配置，最后会介绍一个IPv4到IPv6过渡阶段的技术（IPv6- Over-IPv4隧道）。 文章目录 [*1*].IPv6概述 IPv6地址格式 IPv6地址类型 [*2*].Cisco路由器配置IPv6地址 手工静态配置 静态EUI-64配置 [*3*].IPv6路由配置实例 如何配置IPv6静态路由 如何配置IPv6 RIPng [*4*].配置IPv6-Over-IPv4隧道实例 [*1*].IPv6概述 * IPv6地址格式IPv6地址一共有128位长度（IPv4一共是32位长度），每16位为一个分组，每个16位分组写成4个十六进制数，一共分为8组，中间用冒号分隔，下面举个例子: 1 2001:3CA1:010F:001A:121B:0000:0000:0010上面这个就是一个完整的IPv6地址格式，一共用冒号分为8组，每组4个十六进制数，每个十六进制数占4位，那么4个十六进制数字就是4X4=16位，即每组是16位，8组就是128位。 从上面这个例子看起来IPv6地址非常冗长，不过IPv6有下面几种简写形式: 1.IPv6地址中每个16位分组中前导零位可以去除做简化表示，但每个分组必须保留一位数字，请看下面的例子。 1 /*完整版的IPv6地址*/ 2 2001:3CA1:010F:001A:121B:0000:0000:0010 3 4 /* 5 * 简写去除前导0简写形式，可以看到第三个和第四个分组去除了前导0， 6 * 第七个和第八个分组因为全部是0，但必须保留一位数字。 7 * 这还不是最简写形式，请接着往下看。 8 */ 9 2001:3CA1:10F:1A:121B:0:0:102.可以将冒号十六进制格式中相邻的连续零位合并，用双冒号表示”::”,并且双冒号在地址格式中只能出现一次，请看下面的例子。 1 /*完整版的IPv6地址*/ 2 2001:3CA1:010F:001A:121B:0000:0000:0010 3 4 /*去除前导零并将连续的零位合并。*/ 5 2001:3CA1:10F:1A:121B::10 6 7 /*另一个完整的IPv6地址*/ 8 2001:0000:0000:001A:0000:0000:0000:0010 9 10 /* 11 * 可以看到虽然第二组和第三组也是连续的零位， 12 * 但双冒号只能在IPv6的简写中出现一次，运用到了后面更长的连续零位上。 13 * 这个地址还可以简写成这样2001::1A:0:0:0:10。 14 */ 15 2001:0:0:1A::10 16 17 /* 18 * 需要将上面这个地址还原也很简单，只要看存在数字的分组有几个， 19 * 然后就能推测出双冒号代表了多少个连续的零位分组。 20 * 一共有5个保留了数字的分组，那么连续冒号就代表了3个连续的零位分组。 21 */ 22 23 /* 24 * 需要注意的是，只有前导零位可以去除，如果这个地址写成下面这样就是错误的， 25 * 注意最后一组，不能去除1后面的那个0。 26 */ 27 2001:0:0:1A::1 /*这是错误的写法*/ * IPv6地址类型IPv6中的地址有单播地址（Unicast）、组播地址（Multicast）、任意播地址（Anycast）除此之外还包含一些特殊的地址，下面将介绍到。 1.全局单播地址 全局单播地址是全球可路由的，可以分配给任何个人和机构，IANA组织当前规定全局单播地址是2000::/3，然后IANA再将这个地址空间逐级分下去，/23是注册机构前缀，/32是ISP运营商前缀,/48是站点前缀，/64是子网前缀。 有一点很重要，IPv6中没有广播地址。 2.组播地址 IPv6组播地址的格式是FF00::/8，其作用与IPv4中的组播地址相同。 3.私有地址 IPv6中的私有地址和IPv4的私有地址意义相同，都是用作本地使用，只具有本地意义，IPv6中有两种私有地址: 链路本地地址（Link-local addresses）:当两个支持IPv6特性的路由器直连时，直连的接口会自动给自己分配一个链路本地地址，其主要作用是在没有管理员配置时设备就能互 相通信。链路本地地址中的前10bit是FE80（转换成二进制就是1111 1110 10，一共十位），后54bit全0，最后64bit是EUI-64地址（稍后会介绍到），也就是说链路本地地址的前缀是FE80::/64。 站点本地地址（Site-local addresses）:站点本地地址现在已经被废除。出于历史原因，这里还是简单的介绍一下，站点本地地址的前10bit是FEC0,后54位是0，最后 64位是EUI-64地址，因为IPv6地址空间很大，所以这种类型的私有地址没有了存在的必要。4.回环地址 IPv6中只有一个回环地址”0:0:0:0:0:0:0:1″,简写成”::1″，IPv6的回环地址功能和IPv4的127.0.0.0/8网段的回环地址功能是一样的。 5.不确定地址 IPv4中的不确定地址是用”0.0.0.0″表示，在IPv6中不确定地址使用”0:0:0:0:0:0:0:0″表示，简写成”::”。 [*2*].Cisco路由器配置IPv6地址 * 手工静态配置在GNS3中用一个小实例来简单演示一下的IPv6手工静态配置（必须在模拟器中给每个路由器添加至少一个快速以太网模块，否则两端会无法ping通，稍后介绍为什么）:
R1配置: 1 R1(config)#int s 0/0 2 /* 3 * 后面的/64代表子网掩码位，这是简写形式，这个地址的完整形式应该是: 4 * 2008:0012:0012:0012:0000:0000:0000:0001/64 5 */ 6 R1(config-if)#ipv6 address 2008:12:12:12::1/64 7 R1(config-if)#no shut 8 R1(config-if)#end 9 R1#R2配置: 1 R2(config)#int s 0/1 2 R2(config-if)#ipv6 address 2008:12:12:12::2/64 3 R2(config-if)#no shut 4 R2(config-if)#end 5 6 /*Ping测试，Ping一下R1*/ 7 R2#ping 2008:12:12:12::1 8 9 Type escape sequence to abort. 10 Sending 5,100-byte ICMP Echos to 2008:12:12:12::1,timeout is 2seconds: 11 !!!!! /*成功Ping通*/ 12 13 /*查看IPv6路由表*/ 14 R2#show ipv6 route 15 IPv6 Routing Table - 4 entries 16 Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP 17 U - Per-user Static route 18 .... 19 C 2008:12:12:12::/64 [0/0] 20 via ::, Serial0/1 21 L 2008:12:12:12::2/128 [0/0] 22 via ::, Serial0/1 23 L FE80::/10 [0/0] 24 via ::, Null0 25 L FF00::/8 [0/0] 26 via ::, Null0 27 R2# * 静态EUI-64配置首先还是通过一个实例来配置一下EUI-64，然后再介绍EUI-64是怎么得来的。 注意:在GNS3中配置EUI-64的时候，必须给两个路由添加上至少一个快速以太网接口。这是GNS3的一个小缺陷，因为真实路由器默认都是存在以太网接口的，而EUI-64地址需要使用以太网接口的MAC地址。
R1配置: 1 R1(config)#int s 0/0 2 /* 3 * 静态EUI-64的配置方法，前64位手工指定， 4 * 后64位地址使用eui-64地址来代替。 5 */ 6 R1(config-if)#ipv6 add 2008:12:12:12::/64 eui-64 7 R1(config-if)#no shut 8 R1(config-if)#end 9 R1#R2配置: 1 R2(config)#int s 0/1 2 R2(config-if)#ipv6 add 2008:12:12:12::/64 eui-64 3 R2(config-if)#no shut 4 R2(config-if)#end 5 R2#配置完成后，查看一下R2的S0/1接口到底被分配了一个什么样的地址: 1 R2#show ipv6 interface s 0/1 2 Serial0/1 is up, line protocol is up 3 /*这里是这个接口的链路本地地址*/ 4 IPv6 is enabled, link-local address is FE80::CE01:6FF:FE04:10 5 6 /*这个地方显示的就是我们配置的静态EUI-64地址*/ 7 Global unicast address(es): 8 2008:12:12:12:CE01:6FF:FE04:10, subnet is 2008:12:12:12::/64 [EUI] 9 Joined group address(es): 10 FF02::1 11 FF02::2 12 FF02::1:FF04:10 13 MTU is 1500 bytes 14 ICMP error messages limited to one every 100 milliseconds 15 ICMP redirects are enabled 16 ND DAD is enabled, number of DAD attempts: 1 17 ND reachable time is 30000 milliseconds 18 R2#从上面的输出中可以看到R2的S0/1接口的IPv6地址是: 2008:12:12:12:CE01:6FF:FE04:10/64 这个地址的前64位是我们静态指定的(2008:12:12:12),后面64位（CE01:6FF:FE04:10）是按照下面的方法得到的: 假设给路由器的fa1/0配置静态EUI-64地址，fa1/0接口的MAC地址是CE0106040010,前64位我们静态指定了 (2008:12:12:12)，后面的64位会使用这个接口的MAC地址中间插入FFFE得出(CE0106 FFFE 040010),用冒号按4位十六进制一组分隔就是(CE01:06FF:FE04:0010),写成简写形式就是 (CE01:6FF:FE04:10),这就是上面的IPv6地址的由来。 但是细心的朋友可能发现了，我们配置的R1和R2之间的连线是串行线路s0/0-s0/1，串行接口是没有MAC地址的，实际上，串行接口上配置 IPv6地址时，串行接口会使用路由器上最小的那个以太网接口的MAC地址来计算EUI-64地址（这就是为什么我要在GNS3中给R1和R2分别添加一 个fa1/0接口的原因，经过我的测试，如果不添加这个以太网接口，两边的路由会出现”链路本地地址”冲突的情况。也就是说，在GNS3中路由器没有添加 以太网接口时，默认情况下会两边使用相同的MAC地址计算EUI-64地址，这种情况在真实环境是不会发生的） [*3*].IPv6路由配置实例 * 如何配置IPv6静态路由使用GNS3配置下面的拓扑(R1、R2、R3上面都必须添加一个以太网接口，这是GNS3的一个小缺陷，上面”静态EUI-64配置”中已经解释过。):
图中，R1开启了一个回环接口，这个回环接口下配置了4个IPv6地址，和IPv4不同的是，IPv6在一个接口下配置多个IP地址的时候不需要添 加Secondary参数；R3也开启了一个回环接口；在R1和R3上使用默认路由指向R2，在R2上使用路由汇聚，将去往R1回环接口的4个IPv6地 址汇聚成一条静态路由，R2上另外一条静态路由去往R3的回环接口。请看下面的配置: R1配置: 1 /*路由默认不支持IPv6路由，需要用这条命令开启*/ 2 R1(config)#ipv6 unicast-routing 3 4 /*配置与R2相连的串口IPv6地址*/ 5 R1(config)#int s 0/0 6 R1(config-if)#ipv6 add 2008:12:12:12::1/64 7 R1(config-if)#no shut 8 9 /*在R1的lo0接口上配置了4个IPv6地址*/ 10 R1(config)#int lo 0 11 R1(config-if)#ipv6 add 2008:1:1:8::1/64 12 R1(config-if)#ipv6 add 2008:1:1:9::1/64 13 R1(config-if)#ipv6 add 2008:1:1:A::1/64 14 R1(config-if)#ipv6 add 2008:1:1:B::1/64 15 R1(config-if)#no shut 16 R1(config-if)#exit 17 18 /* 19 * 使用默认路由指向R2， 20 * 其中的::/0等价于0:0:0:0:0:0:0:0/0。 21 */ 22 R1(config)#ipv6 route ::/0 2008:12:12:12::2 23 R1(config)#end 24 R1#R2配置: 1 R2(config)#ipv6 unicast-routing 2 R2(config)#int s 0/0 3 R2(config-if)#ipv6 add 2008:12:12:12::2/64 4 R2(config-if)#no shut 5 R2(config-if)#int s 0/1 6 R2(config-if)#ipv6 add 2008:23:23:23::2/64 7 R2(config-if)#no shut 8 R2(config-if)#exit 9 10 /*指向R3回环接口的静态路由*/ 11 R2(config)#ipv6 route 2008:3:3:3::/64 2008:23:23:23::3 12 13 /* 14 * 指向R1回环接口的汇聚静态路由，路由的汇聚和IPv4是一样的， 15 * R1的回环接口上面的4个IPv6地址中的8、9、A、B都是十六进制数， 16 * 将他们转换成二进制就是: 17 * 8=10 00 18 * 9=10 01 19 * A=10 10 20 * B=10 11 21 * 二进制中前面两位是相同的，所以前缀长度64减去后面两位不同的，就是62了。 22 */ 23 R2(config)#ipv6 route 2008:1:1:8::/62 2008:12:12:12::1 24 R2(config)#end 25 R2#R3配置: 1 R3(config)#ipv6 unicast-routing 2 R3(config)#int s 0/1 3 R3(config-if)#ipv6 add 2008:23:23:23::3/64 4 R3(config-if)#no shut 5 R3(config-if)#int lo 0 6 R3(config-if)#ipv6 add 2008:3:3:3::1/64 7 R3(config-if)#no shut 8 R3(config-if)#exit 9 /*使用默认静态路由指向R2*/ 10 R3(config)#ipv6 route ::/0 2008:23:23:23::2 11 R3(config)#end 12 R3# 13 14 /*测试Ping R1回环接口任意一个IP都可以通*/ 15 R3#ping 2008:1:1:A::1 16 17 Type escape sequence to abort. 18 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2008:1:1:A::1, timeout is 2 seconds: 19 !!!!!配置完成后全网测试都能Ping通。不要关闭这个实验，我们在这个实验的基础上继续配置下面的RIPng动态路由。 * 如何配置IPv6 RIPngRIPng（Routing Information Protocol Next Generation，RIP下一代版本），是针对IPv6的RIP版本，和RIPv2非常相似，是一个距离矢量的路由协议，最大跳数是15，使用水平分 隔和毒性反转来阻止路由环路。RIPng使用多播地址FF02::9作为目的更新地址，发送更新使用UDP协议的521端口。 在上面一个实例的基础上，删除R1、R2、R3上面配置的静态路由，然后配置RIPng。 R1配置: 1 /*删除上一个实例中配置的默认路由*/ 2 R1(config)#no ipv6 route ::/0 3 4 /*启用RIPng协议，后面的test1是自定义的名称，只具有本地意义*/ 5 R1(config)#ipv6 router rip test1 6 R1(config-rtr)#exit 7 8 R1(config)#int lo 0 9 10 /*和IPv4的RIP不同,RIPng是直接在接口下开启RIPng*/ 11 R1(config-if)#ipv6 rip test1 enable 12 R1(config-if)#int s 0/0 13 R1(config-if)#ipv6 rip test1 enable 14 R1(config-if)#end 15 R1#R2配置: 1 R2(config)#no ipv6 route 2008:1:1:8::/62 2 R2(config)#no ipv6 route 2008:3:3:3::/64 3 R2(config)#ipv6 router rip test2 4 R2(config-rtr)#int s 0/0 5 R2(config-if)#ipv6 rip test2 enable 6 R2(config-if)#int s 0/1 7 R2(config-if)#ipv6 rip test2 enable 8 R2(config-if)#end 9 R2#R3配置: 1 R3(config)#no ipv6 route ::/0 2 R3(config)#ipv6 router rip test3 3 R3(config-rtr)#int s 0/1 4 R3(config-if)#ipv6 rip test3 enable 5 R3(config-if)#int lo 0 6 R3(config-if)#ipv6 rip test3 enable 7 R3(config-if)#end 8 R3#网络收敛后，在R3上查看IPv6路由表: 1 R3#show ipv6 route 2 IPv6 Routing Table - 12 entries 3 Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP 4 U - Per-user Static route 5 .... 6 /*这四条R开头的是R1的回环接口路由条目*/ 7 R 2008:1:1:8::/64 [120/3] 8 via FE80::CE01:DFF:FE4C:10, Serial0/1 9 R 2008:1:1:9::/64 [120/3] 10 via FE80::CE01:DFF:FE4C:10, Serial0/1 11 R 2008:1:1:A::/64 [120/3] 12 via FE80::CE01:DFF:FE4C:10, Serial0/1 13 R 2008:1:1:B::/64 [120/3] 14 via FE80::CE01:DFF:FE4C:10, Serial0/1 15 16 C 2008:3:3:3::/64 [0/0] 17 via ::, Loopback0 18 L 2008:3:3:3::1/128 [0/0] 19 via ::, Loopback0 20 21 /*这里是R1和R2相连的那个网段的路由条目*/ 22 R 2008:12:12:12::/64 [120/2] 23 via FE80::CE01:DFF:FE4C:10, Serial0/1 24 C 2008:23:23:23::/64 [0/0] 25 via ::, Serial0/1 26 L 2008:23:23:23::3/128 [0/0] 27 via ::, Serial0/1 28 L FE80::/10 [0/0] 29 via ::, Null0 30 L FF00::/8 [0/0] 31 via ::, Null0 32 R3# 33 34 /* 35 * RIPng的条目和RIP有很大不同，其中跳数比IPv4下运行RIP多1， 36 * 在默认情况下，进入路由表之前RIPng度量值就已经加了1。 37 * 38 * 另外可以看到，via也就是下一跳地址不是邻居的接口IPv6地址， 39 * 这个地址是邻居接口的本地链路地址，本地链路地址上面有介绍到， 40 * 是使用FE80::/64前缀加上EUI-64地址得到的。 41 */ [*4*].配置IPv6-Over-IPv4隧道实例在下面这个拓扑图中，R1和R3上面开启了回环接口来模拟IPv6网络，R1-R2-R3相连的串行接口运行的是IPv4网络，各设备的IP地址如图所示。
(同上面几个实例一样，一定不要忘记在GNS3中给各个路由添加一个以太网接口，虽然这里并没有使用这个以太网接口，但是链路本地地址的EUI-64部分需要这个以太网接口的MAC地址) 对于这样的拓扑结构，两端运行的是IPv6网络，中间是IPv4网络，可以使用一种叫做Tunneling(隧道)的技术，来实现两端的IPv6网络能够跨越IPv4网络进行通信: R1配置: 1 /*开启IPv6支持*/ 2 R1(config)#ipv6 unicast-routing 3 R1(config)#int lo 0 4 R1(config-if)#ipv6 add 2008:1:1:1::1/64 5 R1(config-if)#no shut 6 R1(config-if)#int s 0/0 7 R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0 8 R1(config-if)#no shut 9 R1(config-if)#exit 10 11 /*配置去往R2的IPv6默认路由*/ 12 R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.1.1.2 13 14 /*创建一个隧道接口*/ 15 R1(config)#int tunnel 0 16 17 /*隧道的源IP地址是R1的s0/0*/ 18 R1(config-if)#tunnel source 12.1.1.1 19 20 /* 21 * 隧道的目的IP地址是R3的s0/1,为了保证隧道两端能够正常通信, 22 * 隧道的源和目的必须是路由可达的（IPv4的路由要可达）。 23 */ 24 R1(config-if)#tunnel destination 23.1.1.3 25 26 /* 27 * 配置隧道模式,ipv6ip就是IPv6-Over-IPv4模式， 28 * 也就是将IPv6的包封装在IPv4的包中。 29 */ 30 R1(config-if)#tunnel mode ipv6ip 31 32 /*给隧道接口配置一个IPv6地址*/ 33 R1(config-if)#ipv6 add 2008:13:13:13::1/64 34 R1(config-if)#exit 35 36 /*配置IPv6默认路由，指向R3上面的隧道接口地址*/ 37 R1(config)#ipv6 route ::/0 2008:13:13:13::3 38 R1(config)#end 39 R1#R2配置: 1 R2(config)#int s 0/0 2 R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0 3 R2(config-if)#no shut 4 R2(config-if)#int s 0/1 5 R2(config-if)#ip add 23.1.1.2 255.255.255.0 6 R2(config-if)#no shut 7 R2(config-if)#end 8 R2#R3配置: 1 R3(config)#ipv6 unicast-routing 2 R3(config)#int s 0/1 3 R3(config-if)#ip add 23.1.1.3 255.255.255.0 4 R3(config-if)#no shut 5 R3(config-if)#int lo 0 6 R3(config-if)#ipv6 add 2008:3:3:3::3/64 7 R3(config-if)#no shut 8 R3(config-if)#exit 9 R3(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 23.1.1.2 10 R3(config)#int tunnel 0 11 R3(config-if)#tunnel source 23.1.1.3 12 R3(config-if)#tunnel destination 12.1.1.1 13 R3(config-if)#tunnel mode ipv6ip 14 R3(config-if)#ipv6 add 2008:13:13:13::3/64 15 R3(config-if)#exit 16 R3(config)#ipv6 route ::/0 2008:13:13:13::1 17 R3(config)#end 18 R3#配置完成后在R3上面Ping测试: 1 /*Ping R1的隧道地址，成功*/ 2 R3#ping 2008:13:13:13::1 3 4 Type escape sequence to abort. 5 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2008:13:13:13::1, timeout is 2 seconds: 6 !!!!! 7 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 28/59/76 ms 8 9 /*Ping R1的回环接口地址，成功*/ 10 R3#ping 2008:1:1:1::1 11 12 Type escape sequence to abort. 13 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2008:1:1:1::1, timeout is 2 seconds: 14 !!!!! 15 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 56/92/148 ms 16 17 /*Ping R1的串口地址，成功*/ 18 R3#ping 12.1.1.1 19 20 Type escape sequence to abort. 21 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.1.1.1, timeout is 2 seconds: 22 !!!!! 23 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 48/91/140 ms 24 R3#IPv6-Over-IPv4隧道实验完成，两端的IPv6网络可以穿越IPv4网络进行通信。 |
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