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字段值 IPv4字段共
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字段值 IPv4字段共
字段值解释Version版本版本字段可以区分V4和V6版本V4是0100V6是0110需要注意的是V4和V6头部除了版本字段位置相同外其他都是不一样的因此两个协议不能直接互相操作。IHL保存Type Of Service8字节前6为DS字段后两位是ECN字段参考QOS章节Total LengthIdentificationFlagsFragment OffsetTime to LiveProtocolHeader ChecksumSource AddressDestination AddressOptionsPadding
Version版本:
IHL:
IPV6都可以保证端到端全球唯一并且也不需要NAT,PAT
多宿主
Link Local链路本地地址用来做网络内
IPV6把一个广播域成为一个链路
IPV6允许同一个链路上不同的节点AGUA的网络位不一致
能够同时拥有多个地址多宿主
自动配置
无状态地址自动配置
DHCP无状态DHCP有状态
有状态地址自动配置
IPV6的地址重编制
IPV6任何一对多的流量都是组播没有广播
FF02::1
单播组播任意播 IPv6
概述
首先v6的出现是因为v4的地址紧缺问题导致。v6的地址将不同于v4v4构成由32bit4字节并且是二进制。v6构成是由128bits16字节并且是16进制。他们在表示形式上也有着巨大的差异化。
IPv6地址格式
首先格式
无脑格式直接将128位全部表现出来
例
压缩前2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF
压缩后2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF压缩表示
将地址中的0省略但是省略也不是想省就行的。是有规范的省略的
1省略掉段中没必要出现的0一个地址只能一次省略::
说明可以看出由于该地址8个段全为0所以用**::就都表示了出来计算机拿到这个压缩后的地址时发现比以往正常的128位少了128位。就会在:*的地方补上缺少的0。
例3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
压缩前2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF
压缩后2001:0410 :: FB00:1400:5000:45FF 需要注意的是压缩的是段第一个例子中8个段全为0那么就可 以都压缩但是例2中七个段为0那么只可以压缩7个段。
例4 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
压缩前3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001
压缩后
是3ffe:0000:1010:2a2a: 0000:0000:0000:0001
或3ffe:0000:00001010:2a2a::0000:0000:0001
或3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001这个例子需要注意了他2,3,4,7段都是0但这样也就出现了一个问题那么这个格式压缩后计算机再解压出来会有好几种形式。由于压缩了4个不是连续的段落所以计算机并不知道前面压缩的是几个段落后面压缩的是几个段落所以在压缩IPV6地址中一个地址只能出现一个::
2省略前导向的0
首先什么是前导向就是前面的0例如一个数字0301你省略中间的0就变成了031计算机填充时有两种结果:0310和0301省略后面的0也是一样的所以是省略前面 也就是前导向的0
例1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
压缩前2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF
压缩后2001:410::FB00:1400:500:45FF这是在省略没必要段落的0上再次的简化。
v4内嵌v6
这就和Qos中的CS字段相得益彰了具体讲解这个懒得说了。就说下是怎么弄的
v6是128位它们相差了96想要内嵌到v6中就需要增添这96位0。
例
::192.168.1.1
0000:0000:0000:192.168.1.1 前面太多0懒得写了**注**IPv6中没有广播地址v6不建议划子网如果非要划网络位请不要低于48位。
IPv6地址类型
首先在v4的地址中将地址有着类别划分私有地址组播广播和不可用地址等。而在v6中也类似的地址类型需要了解的有三种单播任意播和组播。
Unicast单播
单播地址分为Link-Local Address链路本地地址、Unique Local Address唯一站点地址和Aggregatable Global Address可聚合全球地址以及回环地址。
▷ 全球单播对应IPv4的公网 ▷ 唯一本地对应IPv4的私网 ▷ 链路本地在IPv4中也有对应就是169.254.x.x这在IPv4中也叫链路本地
▷ ::1表示环回地址对应IPv4中的127.0.0.1 ▷ ::表示未指定地址对应IPv4中的0.0.0.0
Link-Local Address
v4节点将数据包发给下一节点时必须在数据包中封装三层IP地址再封装下一节点的二层链路地址MAC才能够发送并且封装的二层MAC地址确实为下一节点的真实地址对方才能接收。这就是二层链路地址的功能而V6中的链路本地地址也是和这个差不多的性质。
链路本地地址前缀是FE80::/64类似地址:FE80::713e:a426:d167:37ab这个概念如同v4中的169.254也就是DHCP分配失败时自动生成的地址。凡是源地址和或目的地址含有链路本地地址的报文路由器都不应当转发这样的报文只能LAN中互通。
链路本地地址是必须要存在的。没有这个地址的v6是不能通信的这个地址默认自动产生也恶意手动设置。自动产生的地址默认以FE80::/10打头再加54个0还差64就由EUI-64来填充 EUI-64结构
EUI-64其实就是MAC地址将48位MAC平均分成两份前面24后面24.中间补上FEFE(16位)。
例
MAC地址00:12:33:5C:82:E1
EU1-6400:12:33FFEE:5C:82:E1Serial串行链路是没有MAC地址的一般情况下当一个接口上启用v6后会自动产生链路本地地址但是Serial链路是没有MAC地址的。通常会借用设备上第一个以太网插槽的第一个接口的地址。也就是说没有MAC地址的接口通常会使用设备上MAC地址池第一个地址。
Unique Local Address
唯一站点地址是单播中受限制的地址只能在一个站点中使用不会默认启用这个地址不能在公网上路由这就如同v4中的私网保留地址而唯一站点地址占用整个地址空间的0.1%
前缀FECO::/10 其后54bit用于子网ID最后64bit用于主机ID。
唯一站点地址被设计用于永远不用与全球V6英特网进行通信的设备例如打印机、内部网服务器、网络交换机等。
Global Address
相当于是v4中的公网地址可以被路由且正常使用的地址网络位最少为48.范围是2000::到3FFF:FFFF:FFFF后面都是F。可聚合全球单播地址是2和3打头的地址占用整个地址空间的8分之一。
两种生成方式手动配置和自动配置
1自动配置根据获取方式分为
无状态根据路由通告报文RA(Router Advertisement)包含的prefix自动配置v6地址组成方式是Prefix(EUI64 or 随机)。无状态也称为SLAAC
有状态通过DHCPv6方式获得地址。
2其中有状态分为两种
有状态DHCPv6IPv6地址、其他参数(如DNS)均通过DHCPv6获取
无状态DHCPv6IPV6地址依然通过RA生成其他参数(如DNS)均通过DHCPv6获取
**明确有状态和无状态的区别**首先请明确一点有无状态仅针对IPv6地址分配方式并不包含其他参数。有状态是可控和可管理的在网络中存在一个地址管理者它能够识别客户端根据不同的客户端分配对应的v6地址客户端于服务端之间需要维护IP地址的租期及续约。目前实现这种效果的就是DHCPv6。IP地址管理者就是DHCPv6 Server。
无状态是不可控和难管理的在网络中只有网关没有地址管理者。因此无人去识别客户的每个客户端根据网关发送的相同的RA报文内容自行配置v6地址。
配置效果请参考附件:IPv6中有无状态配置过程.md
回环地址类似v4中的127.0.0.1/8。v6中是::1
任意播
组播
任意播地址
任意播地址表示一组接口当一个发往某个任意播地址的数据包只被最近的接口收到这个地址是由路由协议定义的。不能手工配置但是我们无法看到一个地址就能区别出到底是单播地址还是任意播地址因为任意播地址的表示格式和单播地址是一样的也就是说任意播地址就是用普通的单播地址来表示的。任意播地址只能出现在路由器上并且不能作为数据包的源地址来使用。
组播
组播地址是以FE00::8开头
ISATAP隧道
概要
ISATAP(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)是一种过渡进制这是和6TO4隧道一样都可以用于连接被V4隔离的V6孤岛通过将V4地址嵌入到V6地址中并将V6封包封装在V4中传送在主机相互通信中抽出IPv4地址建立tunnel。但具体实现的流程IPv6地址和应用范围不尽相同。
首选要求PC是V4/V6双栈PC并且要有支持该机制的路由器ISATAP路由器可以在网络中的任何位置只需要PC能够访问这台路由器接下来可以通过我们可以通过在路由器上部署ISATAP这样网络中支持ISATAP的双栈主机在需要访问IPV6资源的时候可以与ISATAP路由器建立ISATAP隧道ISATAP主机根据ISATAP路由器下发的IPv6前缀构造自己的IPv6地址这个v6地址时被自动关联到ISATAP主机本地产生的一张ISATAP虚拟网卡上的并且这个ISATAP路由器设置为自己是IPV6默认网关如此一来后续的这台主机就能通过这台ISATAP路由器去访问IPv6的资源。
在许多场合客户为了节省成本又希望网络中的IPv6主机能够访问V6资源同时又不愿意对现有网络做大规模的变更及设备升级那么就可以采用这种方法
功能组件
1、自动隧道
ISATAP的隧道机制也是自动的隧道在主机和ISATAP路由器之间被创建。主机所选需要知道ISATAP路由器的V4地址。
2、ISATAP地址格式
分配给ISATAP路由器的V6地址是全局单播地址该地址的前缀将被ISATAP主机用于自己的V6地址构造。ISATAP主机通过在V4建立起来的ISATAP隧道从ISATAP路由器发送的信息中接收/64的IPv6前缀并且使用这个前缀结合“特殊的接口标识”来构造自己的V6地址。
3、接口标识
ISATAP在主机上启用后会产生一个ISATAP虚拟网卡该虚拟网卡会产生一个64bits的特殊接口标识有点类似EUI-64但是产生机制不同它是专为ISATAP保留的32位0200:5EFE加上主机配置的V4地址构成假设ISATAP主机是1.1.1.1那么虚拟网卡的64bits接口标识就是 另一方面在路由器上部署ISATAP后路由器会产生一个Tunnel接口用于响应ISATAP主机的隧道建立请求这个TUNNEL接口同样会产生接口标识。地址的格式是IANA保留给ISATAP的32比特的0000:5EFE后追加32比特的V4地址。如下图假设ISA路由器配置的V4地址用于隧道是2.2.2.2 那么ISA Tunnel的地址标识就是 这里关于64bits接口标识中“为ISATAP保留的” 高阶32bits也就是前缀上面红色的地址字段貌似有着全局唯一和私有之分不过在IETF的
ISA主机和路由器产生的64bits接口标识可进一步用于构造隧道接口的链路本地地址以及V6全局单播地址。另外因为ISATAP的操作范围在站点内所以ISA主机和路由器的V4地址可以是私有地址也可以是公有地址。
工作机制 6to4隧道
