IPV6技术系列②——IPv6地址配置

Posted 2021-02-17

IPv6简介

IPv6即 Internet Protocol Version 6，为IP协议的下一代版本。
IPv6是IETF(互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force)设计的用于替代目前广泛使用的IPv4的下一代IP协议，有着“可以为世界每一粒沙子分配一个网址”的盛名。
由于IPv4在网络地址范围极为有限，严重限制了互联网的应用和发展。这种矛盾在5G、物联网等新兴技术即将流行的今天尤为突出。而IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源短缺的问题，同时也解决了多种接入设备连入互联网的障碍 。
目前广泛被使用的IP协议即IPv4，由4字节构成，以“点分十进制”为表示格式，占32bit，地址范围共有2^32-1个。IETF组织将IPv4地址分为A、B、C、D、E五大类别，其中E类地址保留，仅用于实验开发使用。因此，IPv4地址中可供使用的地址范围仅有A、B、C、D类。但是随着CIDR、VLSM等技术的提出，地址分类的概念越来越淡化出人们的认知。
而IPv6则彻底颠覆了原本的设计概念，采用多播形式代替原有的广播技术，使得在一些利用广播工作的协议例如ARP（地址解析协议）在请求节点地址时变得更为有效。同时，极大扩展的地址空间为网络的进一步发展提供了良好的保障，IPv6由原来的32bit扩展为128bit，以“冒号分十六进制”为表示格式，地址空间变为2^128个，即340兆兆兆个。同时使用逐眺扩展报头和巨包净荷选项扩展报头，使得原有IPv4中最大IP数据包为65535字节扩展到IPv6数据包的4 294 967 295字节，为网络传输提高了可能。

IPv6分类

IPv4中有单播地址，组播地址，广播地址；而在IPv6中，取消了广播地址的概念，增加了任播地址，即单播地址，多播地址，任播地址。
IPv6单播地址中可分为全局单播地址、链路本地地址、环回地址、未指定地址、唯一本地地址、内嵌IPv4的地址等几大类别，但在实际使用中并未进行仔细划分，在此不做详细说明。
单播地址进行划分时的3-1-4法则：
即3个十六位组（48bit）表示全局路由前缀
1个十六位组（16bit）表示子网ID
4个十六位组（64bit）表示接口ID
IPv6中常见的特殊地址：
① ::1 本地环回地址 相当于IPv4中 127.x.x.x
② :: 相当于IPv4中 0.0.0.0
③ FF 开头 组播v6地址 例如 FF::5 类似224.0.0.5
IPv6地址表示规则：
2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B/48
每组中的前导“0”可以省略
2031:0:130F:0:0:9C0:876A:130B/48
零压缩即地址中包含的连续两个或多个均为0的十六位组，可以用双冒号“::”来代替
2031:0:130F::9C0:876A：130B
但零压缩仅能使用一次

IPv6地址配置

1、网络拓扑结构
模拟器下载链接：链接：https://pan.baidu.com/s/1QCIx36U8l5dBnFcukuJxPQ
提取码：t7qg

IP地址分配如图：

2、配置步骤
1.激活IPv6功能
默认情况下，Cisco设备的IPv6流量转发功能是关闭的，需要使用IPv6，必须先开启IPv6流量转发功能。
（1）开启IPv6流量转发功能
???ipv6 unicast-routing
2.配置正常的IPv6地址
（1）在接口下配置正常IPv6地址，如下图所示：
PC1

PC2

PC0

说明：配置的地址前64位为网络地址；后64位为主机位。
???图形化界面配置PC的IP地址需在IP Configuration 中的ipv6Configuration 下配置

Router 0

Router 1

Router 2

Router 3

（2）show命令查看接口的IPv6地址
Router 0

Router 1

Router 2

Router 3

说明：可以看到接口F0/0已经接受我们配置的地址。
?
3.使用EUI-64格式配置静态地址
（1）配置包含EUI-64的IPv6地址
Router 0

Router 1

Router 2

Router 3

（2）show命令查看接口的IPv6地址（以Router 0为例）

?
4、启用接口IPv6功能进行地址自动配置
说明：一个接口上可以仅启用IPv6功能，而不配置IPv6地址
（1）启用接口IPv6功能
以Router 1为例

（2）查看接口IPv6状态

说明：接口e1/0可以只开启IPv6功能而不配置地址，由启动了IPv6功能的接口自动生成一个链路本地地址。