网络安全-骨干网与WLAN4

骨干网与WLAN

IPv6概述

IPv4现状

Ipv4现状

• IPv4地址不足，在NAT技术加持下，依然无法支撑全球使用
• 2011年2月3日，最后的468万个IPv4地址平均分配到全球5个RIR，此后IANA再没有可分配的IPv4地址
• 2019年11月25日IPv4地址分配完毕

全球IPv6发展现状

Why IPv6？

IPv6报文结构

IPv6报文一般由三个部分组成

• 基本报头：路由器通过解析基本报头就能完成绝大多数的报文转发任务
• 扩展报文：提供一些扩展的报文转发信息，如分段、加密等，该部分不是必须的
• 上层数据协议单元：一般由上层协议报头和它的有效载荷组成，该部分与IPv4的上层协议数据单元相似

IPv6基本报头

IPv6头部相较于IPv4的改进

IPv6基本报头解析

• IPv6基本报头也称之为固定报头。固定报头包含8个字段，总长度为40个字节
• 这8个字段分别为：
  • 版本（Version）：该字段规定了IP协议的版本，值为6。长度为4bit
  • 流量类型（Traffic Class）：该字段功能和IPv4中的服务类型功能类似，表示IPv6数据报文的类或优先级。长度为8bit
  • 流标签（Flow Label）：与IPv4相比，该字段是新增的，该字段长度为20bit。可以通过源IPv6地址+流标签来唯一确定一条数据流，也可以通过目的IPv6地址+流标签来唯一确定一条数据流
  • 载荷长度（Payload Length）：该字段表示IPv6数据报有效载荷的长度，有效载荷是指紧跟IPv6报头的数据报的其它部分（即扩展报头），该字段长度为16bit，能表示最大长度为65535Byte的有效载荷
  • 下一个报头（Next Header）：8bit,类似IPv4中的协议字段，主要为表示上层协议数据单元中的协议类型
  • 跳数限制（Hop Limit）：8bit, 类似于IPv4中的TTL字段，主要是定义数据包经过的最大跳数，每经过一台设备，该值减1，该值为0时，数据包会被丢弃
  • 源IPv6地址：128bit，发送方地址
  • 目的IPv6地址：128bit，接收方地址

IPv6地址分类

IPv6地址

IPv6地址

• IPv6地址的长度为128bit，一般用冒号分割为8段，每一段16bit，每一段内用十六进制表示
• 与IPv4地址类似，IPv6也用“IPv6地址/掩码长度”的方式来表示IPv6地址
• IPv6地址中的字母大小不敏感，例如A等同于a
• IPv6地址：2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF/64

IPv6地址空间

IPv6的128bit地址是一个什么概念？

• IPv4有(2的32次方) = 4,294,967,296个地址
• IPv6有(2的128次方 =2的96次方x2的32次方) =340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456个地址(340万亿万亿万亿个地址)，相当于地球表面每平方米可以分配到67万亿个地址
• 夸张的说，地球上每一粒沙子都可以分配到一个IPv6地址

IPv6地址格式

IPv6地址结构

一个IPv6地址可以分为如下两部分

• 网络前缀：nbit，相当于IPv4地址中的网络ID
• 接口标识：(128-n) bit，相当于IPv4地址中的主机ID

IPv6单播地址示例:2001:0DB8:6101:0001:5ED9:98FE:FECA:A298/64

IPv6地址前缀

常用的IPv6地址或前缀有：

IPv6地址或前缀	含义
2001::/16	用于IPv6 Internet，类似于IPv4公网地址
2002::/16	用于6to4隧道
FE80::/10	链路本地地址前缀，用于本地链路范围内的通信
FF00::/8	组播地址前缀，用于IPv6组播
::/128	未指定地址，类似于IPv4中的0.0.0.0
::1/128	环回地址，类似于IPv4中的127.0.0.1

IPv6地址类型

IPv6地址分类

单播地址（Unicast Address）

• 标识一个接口，目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口
• 在IPv6中，一个接口拥有多个IPv6地址是非常常见的现象

组播地址（Multicast Address）

• 标识多个接口，目的地址为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口

• 只有加入相应组播组的设备接口才会侦听发往该组播地址的报文

任播地址（Anycast Address）

• 任播地址标识一组网络接口 (通常属于不同的节点)
• 目标地址是任播地址的数据包将发送给其中路由意义上最近的一个网络接口

IPv6没有定义广播地址（BroadcastAddress）

IPv6地址和IPv4地址比较

	IPv4	IPv6
地址空间	2^32	2^128
表示方式	点分十进制	冒号隔开的十六进制
地址类型	单播、组播、广播	单播、组播、任播
其它	A、B、C等主类地址	IPv6中无此概念
	组播地址 (224.0.0.0/4)	IPv6组播地址 (FFO0::/8)
	广播地址	IPv6中无此概念
	未指定的地址0.0.0.0/32	未指定的地址::/128
	环回地址127.0.0.0/8	环回地址是::1/128
	公网IP地址	全球单播地址
	私网IP地址(10.0.0.0/8，172.16.0.0/12以及192.168.0.0/16)	唯一本地地址 (FD00::/8)
	APIPA地址(169.254.0.0/16)	链路本地地址(FE80::/10)

IPv6基本配置

IPv6基本配置

<Huawei>system-view
[Huawei]ipv6                               //开启IPv6报文转发功能

[Huawei]interface G0/0/0
[Huawei-G0/0/0]ipv6 enable                 //启动接口的IPv6功能
[Huawei-G0/0/0]ipv6 address 2001:12::1 64  //配置IPv6地址

IPv6静态路由实验

配置命令

[Huawei]ipv6 route-static 2001:2:: 64 2001:12::1

IPv4&IPv6双栈

OSPFv3配置命令

[R1]ospfv3 1
[R1-ospfv3-1]routerid 1.1.1.1
[R1-ospfv3-1]quit
[R1]int g0/0/1
[R1-G0/0/1]ospfv3 1 area 12         //进入接口配置OSPFv3
[R1-G0/0/1]intg0/0/0
[R1-G0/0/0]ospfv3 1 area 12