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三种IPv6动态地址分配方法

2024-07-13 18:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

三种IPv6动态地址分配方法

三种IPv6动态地址分配方法有无状态SLAAC、有状态DHCPv6、SLLAC+无状态DHCPv6

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RA包含了3个标志位:

A标记:Address Autoconfig flag,当该位置1时,表示主机地址由SLAAC自动生成; O标记:Other config flag,该位置1是,主机通过无状态DHCPv6获取地址; M标记:Managed Address Config flag,该位置1时,主机地址由有状态DHCPv6提供。

一、无状态SLAAC

SLAAC 是一种可以在没有 DHCPv6 服务器的情况下获取 IPv6 地址的方法。

SLAAC 的核心是 ICMPv6。 ICMPv6 与 ICMPv4 类似,但它包括其他功能,也是一种更稳定的协议。SLAAC 使用 ICMPv6 路由器请求消息和路由器通告消息提供通常本由 DHCP 服务器提供的编址和其他配置信息。

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路由器请求 (RS) 消息 - 当配置客户端以使用 SLAAC 自动获取其编址信息时,该客户端会将 RS 消息发送至路由器。将 RS 信息发送至 IPv6 所有路由器组播地址 FF02::2。路由器通告 (RA) 消息 - 路由器发送 RA 消息来提供所配置客户端的编址信息,以自动获取其 IPv6 地址。RA 消息包括本地数据段的前缀和前缀长度。客户端使用此信息创建自己的 IPv6 全局单播地址。**路由器定期发送 RA 消息或响应 RS 消息。**默认情况下,思科路由器每隔 200 秒发送一次 RA 消息。始终将 RA 消息发送到 IPv6 全节点组播地址 FF02::1。 **SLAAC 是无状态的。**无状态服务意味着没有维护网络地址信息的服务器。与 DHCP 不同, SLAAC 服务器不知道哪些 IPv6 地址正在使用中,哪些地址是可用的。

所以SLAAC有如下特征:

特点: SLAAC 是一种无状态的地址配置方法,它不需要中心管理或服务器。设备可以自动配置自己的 IPv6 地址,而不需要与 DHCPv6 服务器进行直接通信。地址分配: 在 SLAAC 中,IPv6 地址的分配是基于设备的 MAC 地址和网络的前缀信息。设备使用自己的 MAC 地址生成 IPv6 地址,然后将网络的前缀信息附加到生成的地址上。优点: SLAAC 是一种简单、轻量级的地址配置方法,不需要专门的 DHCPv6 服务器,并且使得设备能够迅速、自主地获取地址。 二、有状态DHCPv6(DHCPv6 IA NA)

在 DHCPv6 中,IA NA(Identity Association for Non-Temporary Addresses)是一种有状态的地址配置方式。IA NA 允许 DHCPv6 服务器为设备分配非临时的 IPv6 地址。

有关 IA NA 的一些关键点:

有状态分配: IA NA 是一种有状态的地址分配方式,因为设备需要与 DHCPv6 服务器进行通信以获取 IPv6 地址。非临时地址: IA NA 分配的地址是非临时的,这意味着分配的 IPv6 地址相对稳定,而不像临时地址那样可能会在一段时间后更改。配置参数: 除了 IPv6 地址之外,DHCPv6 服务器还可以提供其他配置参数,例如 DNS 服务器、网关信息等。

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三、SLAAC+无状态DHCPv6(DHCPv6 PD)

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DHCPv6 PD(Prefix Delegation)是一种 DHCPv6 的扩展,它通常与 SLAAC(Stateless Address Autoconfiguration)和无状态 DHCPv6 结合使用,以提供更全面的 IPv6 地址配置和前缀分配。

DHCPv6 PD 扩展了 DHCPv6 协议,允许 DHCPv6 服务器分配 IPv6 前缀(prefix)给路由器,以便路由器可以通过 SLAAC 或其他方式为网络内的设备生成 IPv6 地址。举个例子,PD服务器可以将2022:da8::/60前缀通过某个IPv6接口下发给PD客户端,同时一般会在PD客户端的上联设备上生成相应的路由。PD客户端收到该前缀后,可以在本地IPv6接口上动态使用该前缀的/64子网地址。

工作流程通常如下:

路由器向 ISP 的 DHCPv6 服务器请求 IPv6 前缀(PD 请求)。DHCPv6 服务器响应 PD 请求,将一个或多个 IPv6 前缀分配给路由器。路由器使用分配的前缀信息,通过 SLAAC 或其他方式为网络内的设备生成 IPv6 地址。

​ DHCPv6-PD在运营商场景中最为常见,当然也可以用在其他较大的分层设计的网络中。以运营商为例,DHCPv6-PD服务器往往是供应商边界(Provider Edge,PE)路由器,而DHCPv6-PD客户端则是客户前置设备(Customer Premise Equipment,CPE)路由器。首先,PE路由器作为PD服务器,会提前设置好一定范围的前缀分配列表,然后将这些前缀列表通过直连CPE的接口自动分配给各个CPE路由器。然后,CPE路由器从上联接口收到PE路由器自动分配的前缀后,对此前缀做子网划分,这个子网划分一般是提前规划好并应用在各个下联接口的。待获取到前缀后,CPE路由器自动就在各个下联接口下生成了IPv6地址,并可进一步通过自动地址配置技术下发给最终客户主机使用。

四、支持 IPv4 和 IPv6 的双栈网络中,PPPoE(IPv4)和 DHCPv6(IPv6)结合使用

​ PD客户端作路由器默认有三个接口(Interface),一个WAN(PPPoE),一个WAN6(默认是DHCPv6客户端),一个LAN。PPP协议是工作在数据链路层的,在你建立PPPoE连接之前并没有获取到IP地址,而PPPoE在握手过程中则会将IPv4地址发回,PD路由器发送IPv6路由通告(RA),之后客户端按照RA中指定的前缀,生成合适的IPv6地址,如果检查唯一性通过了,则地址获取成功。

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​ 简短的说法是ipv6状态下ISP建立DHCPv6-pd服务器,用户路由器为DHCPv6-pd客户端,客户端拿到前缀后再发路由通告RA给内网的终端设备,给每个设备按这个前缀设置一个公网的ipv6地址。



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