对IPv6技术的实战探讨

   IPv4 是全球通用因特网协议的当前版本。事实证明，该版本稳固耐用、便于实施、且能够和多种协议及应用设备良好协同。 尽管 IPv4 自 20 世纪 80 年代初首次确立以来就几乎未曾改动，但是其始终支持因特网的升迁，一直发展到目前的全球规模。 然而，随着因特网与因特网服务不断地突飞猛进，IPv4 在因特网的目前规模与复杂性面前已暴露其不足之处。 IPv6 是专为弥补这些不足而开发出来的，以便让因特网能够进一步发展壮大。

IPv6的地址格式

      128 位 IPv6 地址用冒号（“:”）分为八个 16 位十六进制号码。 其首选格式为：

 

 xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx

 

      例如： 2031:0000:1F1F:0000:0000:0100:11A0:ADDF 下列惯例也用于表示 IPv6 地址，其中包括使其缩短并更易于表示的方法：

• 前头的零可以去掉。
• 0000 = 0（压缩排列）。
• “::”代表一组或多组 16 位零，并且在一个地址中仅能出现一次。 例如：2001:0:13FF:09FF:0:0:0:0001 = 2001:0:13FF:09FF::1
• 后四个 8 位可使用十进制来表示 IPv4 地址。 例如，一个与 IPv6 相一致的 IPv4 地址为 0:0:0:0:0:0.192.168.0.1。

IPv6的地址划分

      IPv6的地址分为单播地址、任播地址和组播地址，其具体的分配方式为：

单播

用于确认单独接口的一个地址。 发往单播地址的数据包被发送到该地址所确认的接口。 按照数据包的可到达性，单播支持以下类型的地址：

全球单播地址。 能够全球到达和确认的地址。 全球单播地址由一个全球选路前缀、一个子网 ID 和一个接口 ID 组成。当前全球单播地址分配使用的地址范围从二进制值 001 (2000::/3) 开始，即全部 IPv6 地址空间的八分之一。

站点本地单播地址。 只能在客户站点内到达和确认的地址，类似于 IPv4 专用地址 10.0.0.0/8 和 192.168.0.0/16。站点本地单播地址包含一个 FEC0::/10 前缀、子网 ID 以及接口 ID。

链路本地单播地址。 只能由与同一本地链路相连的节点到达和确认的地址。 链路本地单播地址使用 FE80::/ 10 前缀和一个接口 ID。

任播

任播地址是分配给一套属于不同节点的接口的全球地址。 发往一个任播地址的数据包被发送到最近的接口。 任播地址具有以下限制：

任播地址不得用作 IPv6 数据包的源地址。

任播地址不得分配给 IPv6 主机， 但是可以分配给 IPv6 路由器。

组播

与在 IPv4 中一样，组播地址被分配给一套属于不同节点的接口。 发往组播地址的数据包被发送到该地址所确定的所有接口。 IPv6 组播地址使用 FF00::/8 前缀，全部 IPv6 地址空间的 1/256。

IPv6的基本配置

      IPv6是为了解决IPV4 地址即将用尽而开发出的一个新的IP 地址，虽然它是IPv4升级版本，但有很多方面都和IPv4不同，分为单播、任意播和多播。其中多播地址的所有结点地址代替了IPv4 中的广播，而且都有自己的地址格式，因此要从最简单的静态路由做起。

试验拓扑

   IPv6静态路由的试验拓扑如下图1-1所示：每台路由器都以串行点对点的模式连接，路由器的以太网接口都连接在一台交换机上，彼此可以互相访问。在此试验中，需要用到R1和R2两台路由器。

I-1 IPv6静态路由试验拓扑图

试验过程

      基本试验过程将在R1和R2上来实施，参照上图13-2，需要配置路由器R1与R2的直连接口的IPv6地址，并且建立测试地址loopback0，启动静态路由协议。

基本的IPv6静态路由试验

在R1路由器上的基本配置

interface Loopback0
no ip address
IPv6 address 2000:0:0:1::1/64   设置IPv6格式的IP地址
!
interface Serial1/0
no ip address
IPv6 address 2001:0:0:2::1/64    设置IPv6格式的IP地址i

clockrate 64000
！
IPv6 unicast-routing    一定要打这条命令，因为默认情况下IPv6 路由选择功能是关闭的
！
IPv6 route 2002:0:0:3::/64 2001:0:0:2::2 启动静态路由协议，下一跳是对端的IP地址，静态路由协议和IPv4一样，只不过变成了IPv6格式

在R2路由器上的基本配置

interface Loopback0
no ip address
IPv6 address 2002:0:0:3::2/64
!
interface Serial1/0
no ip address
IPv6 address 2001:0:0:2::2/64
!
IPv6 unicast-routing
!
IPv6 route ::/0 2001:0:0:2::1 （这里用：：/0 表示默认静态路由）

基本的IPv6静态路由结果测试

R1#sh ipv route       R1上的路由表：用sh IPv6 route 打开

IPv6 Routing Table - 9 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
C 2000:0:0:1::/64 [0/0]
via ::, Loopback0
L 2000:0:0:1::1/128 [0/0]
via ::, Loopback0
C 2001:0:0:2::/64 [0/0]
via ::, Serial1
L 2001:0:0:2::1/128 [0/0]
via ::, Serial1
S 2002:0:0:3::/64 [1/0]
via 2001:0:0:2::2
L FE80::/10 [0/0]
via ::, Null0
L FF00::/8 [0/0]
via ::, Null0

我们可以看到有一条S 的路由，是我们写的，他的管理距离是1，下一条是R2 的S1口。

R2#sh ipv route         查询R2 的路由表

IPv6 Routing Table - 7 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
S ::/0 [1/0]
via 2001:0:0:2::1
C 2001:0:0:2::/64 [0/0]
 via ::, Serial1
L 2001:0:0:2::2/128 [0/0]
via ::, Serial1
C 2002:0:0:3::/64 [0/0]
via ::, Loopback0
L 2002:0:0:3::2/128 [0/0]
via ::, Loopback0
L FE80::/10 [0/0]
via ::, Null0
L FF00::/8 [0/0]
via ::, Null0
有一条默认静态路由。

测试一下R1到R2环回接口的连通性

R1#ping IPv6 2002:0:0:3::2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2002:0:0:3::2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 28/31/32 ms

R2#ping IPv6 2000:0:0:1::1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2000:0:0:1::1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 32/32/32 ms
OK！成功了

IPv6的负载均衡试验

      IPV6 的负载和IPV4 的负载是一样的，都可以在两条链路上走，实现负载。我们可以通过修改管理距离来把负载的一条链路做成浮动静态路由，方法和IPV4 的一样在静态路由后面加上管理距离值。在R1和R2之间增加以太网的第二条链路。

在R1路由器上的基本配置

interface Loopback0
no ip address
IPv6 address 2000:0:0:1::1/64        建立环回接口的IP地址
!
interface Serial1/0
no ip address
IPv6 address 2001:0:0:2::1/64         建立串行接口的IP地址
clockrate 64000
!
interface f0/0
no ip address
IPv6 address 2003:0:0:1::1/64      建立以太网接口的IP地址
！
IPv6 unicast-routing
!
!
（一定要打这条命令，因为默认情况下IPV6 路由选择功能是关闭的）
!
!
IPv6 route 2002:0:0:3::/64 f0/0 2003:0:0:1::2
IPv6 route 2002:0:0:3::/64 Serial1/0 2001:0:0:2::2 联合接口和下一跳地址一起写
！

在R2路由器上的基本配置

interface Loopback0
no ip address
IPv6 address 2002:0:0:3::2/64
!
interface Serial1/0
no ip address
IPv6 address 2001:0:0:2::2/64
!
interface f0/0
no ip address
IPv6 address 2003:0:0:1::2/64
!
IPv6 unicast-routing
!
IPv6 route ::/0 f0/0 2003:0:0:1::1 联合接口和下一跳一起写的默认路由
IPv6 route ::/0 2001:0:0:2::1

基本的IPv6负载均衡结果测试

R1# sh ipv route    查看R1上的路由表：用sh IPv6 route 打开

IPv6 Routing Table - 9 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
C 2000:0:0:1::/64 [0/0]
via ::, Loopback0
L 2000:0:0:1::1/128 [0/0]
via ::, Loopback0
C 2001:0:0:2::/64 [0/0]
via ::, Serial1
L 2001:0:0:2::1/128 [0/0]
via ::, Serial1
S 2002:0:0:3::/64 [1/0]
via 2001:0:0:2::2, Serial1
via 2003:0:0:1::2, Ethernet0
C 2003:0:0:1::/64 [0/0]
via ::, Ethernet0
L 2003:0:0:1::1/128 [0/0]
via ::, Ethernet0
L FE80::/10 [0/0]
via ::, Null0
L FF00::/8 [0/0]
via ::, Null0

可以看到有一条S 的路由，里面有两个下一跳地址，也就说我们能通过这两个地址到达目标，实现了负载均衡的目的

R2# sh ipv route         查看R2 的路由表

IPv6 Routing Table - 9 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
S ::/0 [1/0]
via 2001:0:0:2::1
via 2003:0:0:1::1, Ethernet0
C 2001:0:0:2::/64 [0/0]
via ::, Serial1
L 2001:0:0:2::2/128 [0/0]
via ::, Serial1
C 2002:0:0:3::/64 [0/0]
via ::, Loopback0
L 2002:0:0:3::2/128 [0/0]
via ::, Loopback0
C 2003:0:0:1::/64 [0/0]
via ::, Ethernet0
L 2003:0:0:1::2/128 [0/0]
via ::, Ethernet0
L FE80::/10 [0/0]
via ::, Null0
L FF00::/8 [0/0]
via ::, Null0
有两条默认静态路由。

测试一下R1到R3环回接口的连通性

R1#ping IPv6 2002:0:0:3::2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2002:0:0:3::2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 28/31/32 ms

R2#ping IPv6 2000:0:0:1::1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2000:0:0:1::1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 32/32/32 ms
OK！成功了