首页 > 其他分享 >HCIP-25 IPv6概述

HCIP-25 IPv6概述

时间：2024-12-05 20:21:48浏览次数：4  
标签：25 组播 R1 R2 地址 IPv4 IPv6 HCIP

目录
IPv4协议是目前广泛部署的因特网协议。在因特网发展初期，IPv4以其协议简单、易于实现、互操作性好的优势而得到快速发展。但随着因特网的迅猛发展，IPv4设计的不足也日益明显，IPv6的出现，解决了IPv4的一些弊端。
IPv6（Internet Protocol Version 6）也被称为IPng（IP Next Generation）。它是Internet工程任务组IETF（Internet Engineering Task Force）设计的一套规范，是IPv4（Internet Protocol Version 4）的升级版本。
本文将介绍IPv6的基本概念、IPv6地址分类、IPv6报文格式等。

IPv6概述

IPv4现状

2011年2月3日，IANA（Internet Assigned Numbers Authority，因特网地址分配组织）宣布将其最后的468万个IPv4地址平均分配到全球5个RIR（Regional Internet Registry，区域互联网注册管理机构），此后IANA再没有可分配的IPv4地址。

全球IPv6发展现状

Why IPv6 ?

IPv6优势

“无限”地址空间： 地址长度为128bit，海量的地址空间，满足物联网等新兴业务、有利于业务演进及扩展。
层次化的地址结构 ： 相较于IPv4地址，IPv6地址的分配更加规范，利于路由聚合（缩减IPv6路由表规模）、路由快速查询。
即插即用 ： IPv6支持无状态地址自动配置（SLAAC），终端接入更简单。
简化的报文头部 ： 简化报文头，提高效率；通过扩展包头支持新应用，利于路由器等网络设备的转发处理，降低投资成本。
安全特性 ： IPsec、真实源地址认证等保证端到端安全；避免NAT破坏端到端通信的完整性。
移动性： 对移动网络实时通信有较大改进，整个移动网络性能有比较大的提升。
增强的QoS特性 ： 额外定义了流标签字段，可为应用程序或者终端所用，针对特殊的服务和数据流，分配特定的资源。

IPv6过渡技术简介

由于NAT技术的应用，缓解了IPv4地址不足产生的问题，但是部署IPv6是解决IPv4地址不足的最终方案。当前世界上不同地区对部署IPv6的需求强烈程度不一，且当前IPv4网络仍然占主流地位，因此短时间内IPv6和IPv4将会共存。
IPv4网络演变为IPv6网络主要有以下三种技术：
双栈技术：在一台设备上同时启用IPv4协议栈和IPv6协议栈的技术。
隧道技术：将一种协议的数据封装在另一种协议中的技术。
转换技术：将IPv6地址和IPv4地址进行转换的一种技术。
没有最好的过渡技术方案，没有任何一种技术方案能够解决所有问题，通常是多种技术组合成不同的过渡方案，满足不同的网络访问场景。
IPv4/IPv6双栈：
IPv4及IPv6并存。
对现有IPv4业务影响较小。
简单、易理解
网络规划设计工作量相对更少。
现有软硬件已经支持双栈

隧道技术
将IPv4流量封装在IPv6隧道中
将IPv6流量封装在IPv4隧道中。
部署隧道技术的设备需支持双栈
仅适用于实现孤岛互通的临时状态，并不适用于长期、稳定的业务形态。

转换技术
将IPv4流量转换成IPv6
适用于纯IPv4网络与纯IPv6网络之间的通信
破坏了端到端连接的完整性。
网络管理/审计变得复杂。
需在网络中部署网络层协议转换（NAT）设备、DNS设备。

IPv6路由协议简介

IPv6地址介绍

IPv6地址概述

IPv6地址

IPv6地址的长度为128bit。一般用冒号分割为8段，每一段16bit，每一段内用十六进制表示。

与IPv4地址类似，IPv6也用“IPv6地址/掩码长度”的方式来表示IPv6地址。
IPv6地址： 2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF/64

地址空间

为什么IPv6协议的地址长度是128bit？
CPU处理字长发展至今分别经历了4bit、8bit、16bit、32bit、64bit等，当数据能用2的指数幂字长的二进制数表示时，CPU对数值的处理效率最高。
IPv4地址长度为32bit，原因之一就是当时互联网上的主机CPU字长为32bit。从处理效率和未来网络扩展性上考虑，将IPv6的地址长度定为128bit是十分合适的。
IPv6的128bit地址是一个什么概念？
IPv4有（232）= 4,294,967,296个地址。
IPv6有（2128 = 296x232 ）= 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456个地址(340万亿万亿万亿个地址)，相当于地球表面每平方米可以分配到67万亿个地址。
夸张的说，地球上每一粒沙子都可以分配到一个IPv6地址。

IPv6地址格式

IPv6地址结构

一个IPv6地址可以分为如下两部分：
网络前缀：nbit，相当于IPv4地址中的网络ID。
接口标识：（128-n）bit，相当于IPv4地址中的主机ID。
IPv6单播地址示例：2001:0DB8:6101:0001:5ED9:98FF:FECA:A298/64。

IPv6地址前缀

鉴于IPv4地址在规划和分配上的局限性，IETF对IPv6地址类型进行了精细划分，不同类型的IPv6地址被赋予了不同的前缀，且受地址分配机构的严格管理。
现阶段，常用的IPv6地址或前缀有：

IPv6地址接口标识

接口ID可通过三种方式生成：手工配置、系统自动生成，或基于IEEE EUI-64规范生成。
其中，基于IEEE EUI-64规范自动生成接口ID的方式最为常用，该方式将接口的MAC地址转换为IPv6接口标识。

IPv6地址类型

IPv6地址类型


单播地址（Unicast Address）：标识一个接口，目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口。在IPv6中，一个接口拥有多个IPv6地址是非常常见的现象。
组播地址（Multicast Address）：标识多个接口，目的地址为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口。只有加入相应组播组的设备接口才会侦听发往该组播地址的报文。
任播地址（Anycast Address）：任播地址标识一组网络接口（通常属于不同的节点）。目标地址是任播地址的数据包将
发送给其中路由意义上最近的一个网络接口。
IPv6没有定义广播地址（Broadcast Address）

IPv6常见单播地址 - GUA

GUA（Global Unicast Address，全球单播地址），也被称为可聚合全球单播地址。该类地址全球唯一，用于需要有互联网访问需求的主机，相当于IPv4的公网地址。

IPv6常见单播地址 - ULA

ULA（Unique Local Address，唯一本地地址）是IPv6私网地址，只能够在内网中使用。该地址空间在IPv6公网中不可被路由，因此不能直接访问公网。

IPv6常见单播地址 - LLA

LLA（Link-Local Address，链路本地地址）是IPv6中另一种应用范围受限制的地址类型。LLA的有效范围是本地链路，前缀为FE80::/10。

IPv6组播地址

IPv6组播地址标识某个组，目的为组播地址的报文会被送到该组播组内的成员。组播地址由前缀（FF::/8），标志（Flag）字段、范围（Scope）字段以及组播组ID（Group ID）4个部分组成。

IPv6组播MAC

组播IPv6报文的目的IP为组播IPv6地址，同样，目的MAC为组播MAC地址。
组播MAC的前16bit为“33:33”，是专门为IPv6组播预留的MAC地址前缀。后32bit从组播IPv6地址的后32bit直接映射而来。

被请求节点组播地址

当一个节点具有了单播或任播地址，就会对应生成一个被请求节点组播地址，并且加入这个组播组。该地址主要用于邻居发现机制和地址重复检测功能。被请求节点组播地址的有效范围为本地链路范围。

被请求节点组播地址 - 示例

PC1发送数据至PC2前，首先需要获取其MAC地址。PC1将发起类似IPv4中ARP的解析流程，IPv6使用ICMPv6的NS及NA报文来实现地址解析过程，NS报文的目的IPv6地址为目标IPv6单播地址对应的被请求节点组播地址。

IPv6任播地址

任{播地址标识一组网络接口（通常属于不同的节点）。任播地址可以作为IPv6报文的源地址，也可以作为目的地址。

IPv6地址和IPv4地址比较

IPv6地址规划举例

IPv6地址规划举例

IPv6地址使用建议

地址规划要点
一般而言，ISP从地址分配机构获取的IPv6地址至少为/32前缀长度。企业用户获得的前缀长度往往为/48。
虽然IPv6地址空间巨大，但是在规划网络时，依然需要对地址进行合理规划。
确保IPv6地址的全网唯一性（除某些特殊的应用外，如anycast）。
确保IPv6地址规划的连续性、可聚合性、可扩展性。
业务地址：可在IPv6地址中规划适当bit用于承载业务信息、VLAN信息或位置信息，利于路由规划、QoS部署。
用户地址：考虑为不同业务类型的用户预留连续的地址段。通过特定bit确定用户类型、分布区域等。
建议为终端网段（用户主机、服务器等）分配/64的前缀长度。
建议为P2P链路分配/127的前缀长度。
建议为Loopback接口分配/128的前缀长度。

IPv6基础配置

配置介绍

  1. 使能设备的IPv6报文转发功能。
    [<Huawei> system-view
    [Huawei] ipv6

  2. 使能接口的IPv6功能。
    [Huawei] interface interface-type interface-number
    [Huawei-GigabitEthernet1/0/0] ipv6 enable

  3. 配置IPv6全球单播地址和链路本地地址
    [Huawei-GigabitEthernet1/0/0] ipv6 address { ipv6-address prefix-length | ipv6-address/prefix-length }
    每个接口下最多可配置10个全球单播地址和1个链路本地地址。

  4. 使能设备OSPFv3功能。
    [<Huawei> system-view
    [Huawei] ospfv3 [ process-id ]
    OSPFv3支持多进程,一台路由器上启动的多个OSPFv3进程之间由不同的进程号区分。OSPFv3进程号在启动OSPFv3时进行设置,它只在本地有效,不影响与其它路由器之间的报文交换。

  5. 配置OSPFv3的Router ID。
    [Huawei-ospfv3-1] router-id router-id
    OSPFv3的Router ID必须手工配置,如果没有配置ID号,OSPFv3无法正常运行。

  6. 在接口上使能OSPFv3的进程,并指定所属区域。
    [Huawei] interface interface-type interface-number
    [Huawei-GigabitEthernet1/0/0] ospfv3 process-id area area-id

案例：配置一个双栈网络


配置需求：
配置R1、R2的接口IP地址。
R1和R2分别配置OSPFv2和OSPFv3，实现PC1和PC2的双栈互访。

  1. 在R1、R2全局和相关接口使能IPv6功能（以R1为例）。
[R1]ipv6
[R1]interface GigabitEthernet 1/0/0
[R1-GigabitEthernet1/0/0]ipv6 enable
[R1]interface GigabitEthernet 2/0/0
[R1-GigabitEthernet2/0/0]ipv6 enable
  1. 在PC、R1、R2相应接口配置IPv4和IPv6全球单播地址（以R1为例）。
[R1]interface GigabitEthernet 1/0/0
[R1-GigabitEthernet1/0/0]ip address 10.0.12.1 24
[R1-GigabitEthernet1/0/0]ipv6 address 2001:DB8:1::1 64
[R1]interface GigabitEthernet 2/0/0
[R1-GigabitEthernet2/0/0]ip address 192.168.1.254 24
[R1-GigabitEthernet2/0/0]ipv6 address 2001:DB8:2::1 64

在R1、R2配置OSPFv2使得PC1和PC2可以通过IPv4网络通信。

[R1]ospf 1 router-id 10.0.1.1
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[R1-ospf-1]

[R2]ospf 1 router-id 10.0.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.3.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[R2-ospf-1]

在R1、R2配置OSPFv3使得PC1和PC2可以通过IPv6网络通信。

[R1]ospfv3
[R1-ospfv3-1]router-id 10.0.1.1
[R1-ospfv3-1]quit
[R1]interface gigabitethernet1/0/0
[R1-gigabitethernet1/0/0]ospfv3 1 area 0
[R1]interface gigabitethernet2/0/0
[R1-gigabitethernet2/0/0]ospfv3 1 area 0

[R2]ospfv3
[R2-ospfv3-1]router-id 10.0.2.2
[R2-ospfv3-1]quit
[R2]interface gigabitethernet1/0/0
[R2-gigabitethernet1/0/0]ospfv3 1 area 0
[R2]interface gigabitethernet2/0/0
[R2-gigabitethernet2/0/0]ospfv3 1 area 0

在R1上Ping PC1的IPv6地址（IPv4略）。

<R1>ping ipv6 2001:db88:2::2
 PING 2001:db88:2::2 : 56 data bytes, press CTRL_C to break
 Reply from 2001:DB88:2::2
 bytes=56 Sequence=1 hop limit=255 time = 40 ms
 Reply from 2001:DB88:2::2
 bytes=56 Sequence=2 hop limit=255 time = 10 ms

在PC1上Ping PC2的IPv6地址（IPv4略）。

PC1>ping 2001:db88:3::2
Ping 2001:db88:3::2: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 2001:db88:3::2: bytes=32 seq=1 hop limit=64 time<1 ms
From 2001:db88:3::2: bytes=32 seq=2 hop limit=64 time=16 ms
From 2001:db88:3::2: bytes=32 seq=3 hop limit=64 time=16 ms
From 2001:db88:3::2: bytes=32 seq=4 hop limit=64 time<1 ms

IPv6作为下一代互联网协议，具备了IPv4无法比拟的诸多优点，可以完美解决现阶段IPv4无法满足的业务发展的问题。
IPv6不仅仅具有庞大的地址空间，除此以外，IPv6还简化了报文头，提升了路由器报文转发效率；IPv6地址易于划分与规划，便于路由聚合；IPv6可以实现即插即用，增强了QoS等等……
通过版本升级（OSPFv3）或者协议扩展（IS-IS、BGP4+），使得在IPv4网络中常用的动态路由协议在IPv6网络中仍然可以使用。

标签：25,组播,R1,R2,地址,IPv4,IPv6,HCIP
From： https://www.cnblogs.com/liam-wuhan/p/18587480/hcip-25

相关文章

  • 软件设计：实验 25：访问者模式
    实验25：访问者模式本次实验属于模仿型实验，通过本次实验学生将掌握以下内容：1、理解访问者模式的动机，掌握该模式的结构；2、能够利用访问者模式法解决实际问题。 [实验任务一]：打包员在我们课堂上的“购物车”的例子中，增加一个新的访问者：打包员，负责对购物车中货物装包。实验要......
  • No.25 笔记 | 信息收集与Google语法的实践应用
    什么是信息收集？信息收集（InformationGathering）是渗透测试的第一步，其目的是通过各种手段收集目标的漏洞和弱点，为后续的攻击策略提供依据。正所谓“知己知彼，百战百胜”，信息收集的重要性如同战争中的情报工作，决定了渗透测试的复杂程度与成功几率。信息收集的分类主动信息......
  • 2025最强秋招八股文（精简、纯手打）
    一、Java基础篇1.接口和抽象类的区别相似点：（1）接口和抽象类都不能被实例化（2）实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法不同点：（1）抽象类可以包含普通方法和代码块，接口里只能包含抽象方法，静态方法和默认方法，（2）抽象类可以有构造方法，而接口没有（3）抽象类中的成员变量......
  • # 20222403 2024-2025-1 《网络与系统攻防技术》实验八实验报告
    1.实验内容(1)Web前端HTML能正常安装、启停Apache。理解HTML，理解表单，理解GET与POST方法，编写一个含有表单的HTML。(2)Web前端javascipt理解JavaScript的基本功能，理解DOM。在（1）的基础上，编写JavaScript验证用户名、密码的规则。在用户点击登陆按钮后回显“欢迎+输入的用户名”尝......
  • To B企业：2025继续打价格战，只有死路一条
    从双十一数不清的促销、满减还有消费券，到大模型厂商的“你低价，我免费”中可以窥见，最近几年，在产品泛滥、市场红利消失的困境中，“价格战”已从ToC卷到ToB赛道。企业纷纷裁员、调整业务方向，也说明了时下许多ToB企业焦虑的是，如何“活”下来。 面对市场增长放缓、供给侧“内卷”的......
  • C#/.NET/.NET Core技术前沿周刊 | 第 15 期（2024年11.25-11.30）
    前言C#/.NET/.NETCore技术前沿周刊，你的每周技术指南针！记录、追踪C#/.NET/.NETCore领域、生态的每周最新、最实用、最有价值的技术文章、社区动态、优质项目和学习资源等。让你时刻站在技术前沿，助力技术成长与视野拓宽。欢迎投稿、推荐或自荐优质文章、项目、学习资源等......
  • HCIP-22 IP组播基础
    目录IP组播基本概念点到多点业务的困境使用组播承载点到多点业务组播数据报文结构组播IP地址组播MAC地址组播网络基本架构组播服务模型组播数据转发原理组播数据转发的困局组播路由与RPF检查RPF检查工作原理RPF路由选举规则组播分发树组播数据转发流程组播协议介绍网络中存在各种......
  • 小迪网络安全2025期 笔记整理（持续更新）
    基础入门篇一、常见资产架构1.1Web篇1.1.1Web2.0架构1.1.2Web类别1.1.3Web额外配置1.1.4Web额外配置1.2App&小程序篇1.2.1App&小程序开发方式二、抓包&抓包软件2.2~2.3抓包Http/Https/Other数据包三、无回显&不出网3.1无回显3.2不出网......
  • 20222325 2024-2025-1 《网络与系统攻防技术》实验八实验报告
    1.实验内容(1)Web前端HTML能正常安装、启停Apache。理解HTML，理解表单，理解GET与POST方法，编写一个含有表单的HTML(2)Web前端javascipt理解JavaScript的基本功能，理解DOM在（1）的基础上，编写JavaScript验证用户名、密码的规则。在用户点击登陆按钮后回显“欢迎+输入的用户名”尝试注......
  • 2025年开发者必备的12个开源项目推荐
    在当代软件开发中，掌握优秀的开源工具能大幅提升工作效率，让项目更加完美优秀。在这里，我整理了12种开源工具，涵盖AI集成、应用构建等领域，无论你是初学者还是资深开发者，都能从中受益。1.Taipy–构建Python数据和AIWeb应用程序 Taipy是一个开源Python库，可帮助您......

赞助商

阅读排行

网站主页关于我们联系我们网站地图

本网站内容转载自其他媒体，侵权联系[admin##ips99.com]。

Copyright © 2020-2023 IPS99 版权所有 IPS99