【HCIE】14.IPV6基础

为什么要使用IPV6地址？

IPV4地址不够用（NAT，私网地址，变长子网划分）

IPV4报文是可变长的，所以还要先去查看长度字段才能分出哪些是头部，这样就造成了速度较慢，无法用在现在对网络速度要求非常快的物联网时代

IPV4的校验字段可以不用（以太有校验，TCP也有校验，这样还需要对IPV4的报文进行校验）

IPV4的分片功能（大多数报文不会分片，但是padding字段还是要读取的）

IPV6地址

IPv6地址格式

长度为128比特，共划分8段，每段有16个2进制数。每段由4个十六进制数表示，并用冒号隔开。

IPv6地址包括网络前缀和接口标识两部分。

IPv6地址压缩格式

每一组中的前导0（仅前3个0）都可以省略

地址中包含的连续全为0的组，可以用双冒号“::”来代替

例：

2001:0001:00000000:0000:0010:0000:0001

2001:1:0:0:0:10:0:1

2001:1::10:0:1

IPv6报文格式

头部是固定长度，长度40个字节，一共包含8个字段

version，版本

Traffic Class，类似于QOS

Flow Label，各个厂家可以做独立的开发，并没有普及使用（原版含义：可以直接把五元组算好之后写到这个字段里面，加快了读取速度）

paylaoad length，载荷长度

Next Header，相当于IPV4里面的protocol字段，标识把数据交给哪个上层协议

Hop Limit，IPV4的TTL

IPv4与IPv6格式对比

IPv6扩展报头

ipv6模块把一些不常用的功能没有放到固定的报文头部里面，放到了分片里面（可以根据固定头部里面的Next header字段查看是否有扩展头部或者指向哪个扩展头部）

扩展报头是载荷，而且是可以变长

扩展报头种类

逐条选项报头，主要用于巨型帧的表示。每台设备都要读取这个内容：例如，payload length这个字段是用来表示长度的，如果最大只能写65535，但是这个IPV6后面带了10万多个字节，这样payload length字段就无法表示载荷的长度，那么就可以把payload length字段写0，然后next header字段指向扩展报头，这样就可以利用扩展报头来表示巨型载荷的长度。

目的选项报头，例如A向B发送一个数据帧，中间设备是不可以查看目的选项报头的内容，只有B与A才可以查看目的选项报头。

路由报头，例如接收到IPV6报文，之后要进行查询路由表发现这个数据包要转发给X，但是IPV6报文后面跟着有路由报头（路由报头要求下一跳交给C），那么就要按照路由报头的要求进行转发。SRV6的雏形

分段报头，用于标识是怎么进行分片的，分片ID是怎么标识的，有分片就带这个报头，没有分片就不携带。

认证报头，提供认证等。

封装安全净载报头，类似于认证报头。

IPV6地址类型

组播地址

地址范围FF00:: /8，用来标识一组接口，发往组播地址的数据将被转发给侦听改地址的多个设备

永久分配或众所周知：例如224.0.0.5或者224.0.0.6

预留组播地址

组播地址的MAC地址映射

组播的地址都是映射出来的

3333开头，后面的32位把IPV6的最后32位拿出来构成48位的地址使用

*被请求节点组播地址

FF02::1:FF00:0/104

取代了广播功能，不知道对方IP地址的时候，就封装这个MAC地址为目的地址。

设备拥有一个单播地址的时候（2001::1），接口就会自动加入到一个被请求节点组播组里面（FF02::1:FF[单播地址的后面24位]）

如题，配了一个地址会加到几个组里面？

是一台路由器就会加入到FF02::2，支持组播就要加入FF02::1

答：加入了四个组（自己配的地址和链路本地地址都会加入被请求节点组播地址；还有FF02::2,FF02::1）

IPV6在同一个接口下面可以配置多个IP地址

被请求节点组播组前104位是固定的，有可能一个接口下两个地址会在同一个被请求组播组里面。

单播地址

可聚合全球单播地址

定义用于IPV6 internet。他们是全局唯一和全局可路由

类似IPV4公网地址

由前缀，子网ID和接口标识组成

链路本地地址

在一个节点启动IPV6协议栈时，节点的每个接口会自动配置一个链路本地地址。该地址专门用来和相同连路上的其他主机通信。

地址前缀FE80::/10，将接口ID添加在后面作为地址的低64位。

每一个IPV6接口都必须具备一个链路本地地址，这个前缀是不可以被路由的，只能在广播域中使用这个地址。

1.配置一个全球单播地址
ipv6
int g0/0/0
	ipv6 enable
	ipv6 address 2001::1 64
 
2.手动配置一个本地链路地址
ipv6
int g0/0/0
	ipv6 enable
	ipv6 address fe80::1 link-local
 
3.自动产生
ipv6
int g0/0/0
ipv6 enable
ipv6 address auto link-local

接口ID有三种产生方式（软件自动，手动指定，EUI-64）

EUI-64

1. 把网卡的MAC地址提出来
2. 把MAC地址还原成48位二进制
3. 把48位二进制分解，前面24位+后面24位，在中间插入FFFE（16个二进制数）
4. 将MAC地址的第七位取反
5. 得到一个完整的64位2进制数，再还原成16进制

例：

1. 00e0-fcf7-7b51
2. 00e0 fc fffe f7 7b51
3. 02e0 fc fffe f7 7b51
4. 02e0:fcff:fef7:7b51

唯一本地地址

避免产生像IPV4的死亡地址泄露到公网而造成的问题，RFC4193定义了唯一本地地址

IPV4兼容地址

IPV4与IPV6之间进行互访使用的

任播地址

一种解决方案，就是全球单播地址，在最近的地方会走不同的服务器

ICMP V6

ICMPv6是IPV6的基础协议之一，用于向源节点传递报文转发的信息或者错误。协议类型号为58。

邻居发现（过去的ARP）、无状态地址配置（自动产生地址）、重复地址检测（免费ARP）、PMTU发现

邻居发现协议 NDP

NS是组播，NA是单播

地址解析，类似于ARP的功能

邻居请求

相当于过去的ARP，现在发的是ICMP里面的子集NDP里面的一个报文NS

邻居通告

过去单播要回ARP，现在回的消息不叫ARP叫NA

R位：是不是一个路由器发出来的

S位：是不是有人向我发了一个NS回了一个NA

O位：相当于刷新MAC

1. 刚配上IPV6地址会向外发送两个ICMP V6消息，相当于免费ARP探测

   

2. ping ipv6 2001::2

   

   
   会产生MAC地址表
3. 后面的ping现在就可以通了，现在没有arp表，只有dis ipv6 neighbors