IPv6
IPv6
IPv4
IPv4: 互联网协议版本 4, 工作在网络层,用于分配逻辑地址,在网络层进行逻辑寻址
IPv4 协议的缺点:
IPv4 地址枯竭.
报文头部设计不合理,因为报文头部长度不是定长.
IPv4 协议过度依赖 ARP 协议,导致在网络中广播报文过度泛滥.
32bit 2^32=4E9
延缓 IPv4 地址枯竭的方式:
NAT: 由于可以实现多个私网地址共用一个公网地址,极大程度上延缓了 IPv4 公网地址的消耗
VLSM,CIDR,DHCP: 虽然无法增加 IPv4 地址的空间,但是提高了 IPv4 地址的使用率
IPv6 特点
近乎无限的地址空间:从 IPv4 的 32bit 增加到了 128bit.
简化了报文头部:现在 IPv6 报文头部是固定长度,从而提高了设备的处理效率,并且增加了灵活的扩展头机制,从而提高了 IPv6 的扩展性.
即插即用:配置 IPv6 的方式更加简单,并且可以实现设备之间的自动配置.
增强了 QoS 特性:增加了流标记域,可以为应用程序或者终端所使用,针对特殊的服务和数据流,分配特定的资源.
IPv6 地址
1 个十进制数 =>8bit
1 个十六进制数 =>4bit
IPv6 地址:长度为 128bit, 为了方便书写,使用十六进制进行表示,每四个十六进制数为一段,共分为 8 段,并且用冒号隔开,这种表示方法称之为” 冒号分十六进制表示法”.
IPv6 地址包括两部分:
网络前缀:类似于 IPv4 中的网络位
接口标识:类似于 IPv4 中的主机位
并且在使用 IPv6 地址时,也会用 “/xx” 来表示该 IPv6 地址的网络前缀,类似于子网掩码的作用.
IPv6 地址缩写
2001:0db8:0000:0000:0008:0800:200c:417a
第一步:每段内如果以数字 0 开头,则 0 可以省略.
2001:db8:0000:0000:8:800:200c:417a
第二步:如果该段为 0000, 则可以简写成一个 0.
2001:db8:0:0:8:800:200c:417a
第三步:如果在 IPv6 地址中出现了连续的多个 0, 则可以简写成 “::”.
2001:db8::8:800:200c:417a
注意: “::”, 双冒号的表示方法在 IPv6 地址缩写中只能使用一次.
2001:0db8:0000:0000:0000:0008:0000:0000 |
IPv6 地址分类
IPv6 地址的分类: IPv6 中没有广播地址
单播地址:表示配置的设备接口的 IPv6 地址,用于指导报文发往某一设备.
组播地址:表示一组 IPv6 设备,用于 IPv6 的组播通信.
任播地址:表示具备相同服务的设备,该组设备可以配置相同的任播地址,任播地址采用和单播地址相同的地址空间。并且任播地址只能作为目的地址使用,不能作为源地址使用.
IPv6 的单播地址
全球单播地址:全球范围唯一,类似于 IPv4 中的公网地址,可以用于 IPv6 的互联网所使用.
前 3bit 固定为 001 开头,2000::/3
0x0010=2
0x0011=3
45bit 全局路由前缀:是由运营商进行分配.
16bit 的子网 ID: 用于企业内部分配子网.
唯一本地地址:是 IPv6 中的私网地址,只能够在内网中使用,该地址不可以被公网路由,因此不能直接访问公网.
前 8bit 固定为 1111 1101, FD00::/8
40bit 的全局 ID: 通过伪随机数产生,虽然是通过随机产生,但是冲突概率很低.
16bit 的子网 ID: 用于企业内部分配子网.
链路本地地址:在 IPv4 中没有对应的概念,是一种应用范围受限制的地址类型,链路本地地址只在本地链路内生效,源或者目的为链路本地地址的数据不会被转发到另一条链路上,一般用于基于 IPv6 工作的协议使用的,例如,IPv6 的邻居发现,IPv6 地址无状态自动配置等
前 10bit 固定为 1111 1110 10, FE80::/10
54bit 固定为 0
实验 - IPv6 静态路由
1. 使能 IPv6 功能
系统视图下
[R1]ipv6 |
2. 在接口下使能 IPv6 功能
interface GigabitEthernet0/0/0 |
查看 IPv6 路由表
display ipv6 routing-table |
查看接口的 IPv6 协议摘要信息 (查看接口的 IPv6 地址)
display ipv6 interface brief |
3. 配置静态路由实现全网互通
[R1]ipv6 route-static 2002:: 64 2001::2 |
4. 进行连通性测试
[R1]ping ipv6 2002::2 |
链路本地地址的自动生成方式:
采用 EUI-64 算法生成,EUI-64 算法根据设备的唯一硬件地址 (MAC 地址), 生成全球唯一的 64bit 的接口 ID, 从而配置网络前缀得到一个唯一的链路本地地址.
计算规则:
1. 将 MAC 地址从最中间隔开,插入 FFFE.
2. 将 MAC 地址的第 7bit 进行反转.
00e0-fcf0-1886 |
1. 插入 FFFE
00e0-fcff-fef0-1886 |
2. 第 7bit 进行反转
0 0 e 0 |
3.FE80:: 前缀
FE80::02e0:fcff:fef0:1886
实验 - 链路本地地址
interface GigabitEthernet0/0/0 |