IPV6知識(shí)點(diǎn)與OSPFv3原理與配置

今天和海翎光電的小編咱們一起聊聊IPv6的報(bào)頭。下圖是IPV4和IPV6的對(duì)比圖，個(gè)人感覺還是比較直觀的，我們就以這張圖來梳理IPv6的報(bào)頭內(nèi)容。

一、IPv4的報(bào)頭內(nèi)容

首先，我們先重新回顧一下IPv4的報(bào)頭內(nèi)容，對(duì)于這個(gè)內(nèi)容比較熟悉的朋友可以直擊跳過：

1.Version(4位)用來表明IP協(xié)議版本，如果是IPv4協(xié)議，為0100（也就是十進(jìn)制的4）

2.IHL(Internet Header Length)來記錄頭部的總長(zhǎng)度。

3.Type of Service 服務(wù)類型。Type of Service最初是用來給IP包分優(yōu)先級(jí)，比如語音通話需要實(shí)時(shí)性，所以它的IP包應(yīng)該比Web服務(wù)的IP包有更高的優(yōu)先級(jí)。后來，Type of Service被實(shí)際分為兩部分：Differentiated Service Field (DS, 前6位)和Explicit Congestion Notification (ECN, 后2位)，前者依然用來區(qū)分服務(wù)類型，而后者用于表明IP包途徑路由的交通狀況。

4.total length 總長(zhǎng)度，包括報(bào)頭的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

5.Identification標(biāo)識(shí)，用于區(qū)分不同的數(shù)據(jù)報(bào)。

6.flags，標(biāo)定是否進(jìn)行了分段。

7.fragment offset，分段偏移量，在分組太大的時(shí)候，提供分段和重組功能。

8.Time to Live最初是表示一個(gè)IP包的最大存活時(shí)間：如果IP包在傳輸過程中超過Time to Live，那么IP包就作廢。后來，IPv4的這個(gè)區(qū)域記錄一個(gè)整數(shù)(比如30)，表示在IP包接力過程中最多經(jīng)過30個(gè)路由接力，如果超過30個(gè)路由接力，那么這個(gè)IP包就作廢。IP包每經(jīng)過一個(gè)路由器，路由器就給Time to Live減一。當(dāng)一個(gè)路由器發(fā)現(xiàn)Time to Live為0時(shí)，就不再發(fā)送該IP包。

9.Protocol，用來說明上層協(xié)議的端口，也就是IP包之上的協(xié)議是什么（tcp為6，udp為17）。

10.Header Checksum區(qū)域。這個(gè)checksum用于校驗(yàn)IP包的頭部信息。

11.Source Adrresss表示源IP地址。

12.Destination Address表示目的地的IP地址。

13.options.用于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，調(diào)試，安全。

下圖是通過ensp模擬器抓包時(shí)的ip報(bào)頭，大家可以對(duì)照的再次回顧一下各報(bào)頭的含義和作用。

二、IPv6報(bào)頭

下面我們來看IPv6報(bào)頭：

保留的內(nèi)容：

IPv6的報(bào)頭保留了IPv4報(bào)頭中的version，Source Adrresss，Destination Address。

變動(dòng)的的內(nèi)容：

1.Payload Length用來表示IPv6的數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度。整個(gè)IP包為40 bytes + Payload Length。2.Hop Limit區(qū)域，IPv6用于記錄的也是最大路由接力數(shù)，與IPv4的Time to Live功能相同。Hop Limit避免了IP包在互聯(lián)網(wǎng)中無限接力。3.Next Header，與IPv4的Protocol功能一致，用來說明上層協(xié)議的端口。4.Traffic Class在IPv6中也被如此分成兩部分。通過IP包提供不同服務(wù)的想法，并針對(duì)服務(wù)進(jìn)行不同的優(yōu)化的想法已經(jīng)產(chǎn)生很久了，但具體做法并沒有形成公認(rèn)的協(xié)議。

新增的區(qū)域：

Flow Label是IPv6中新增的區(qū)域。它被用來提醒路由器來重復(fù)使用之前的接力路徑。這樣IP包可以自動(dòng)保持出發(fā)時(shí)的順序。這對(duì)于流媒體之類的應(yīng)用有幫助。

刪除了6項(xiàng)內(nèi)容：

1.IHL(Internet Header Length)來記錄頭部的總長(zhǎng)度。因?yàn)镮Pv6的報(bào)頭總長(zhǎng)度是固定的40字節(jié)。2Header Checksum區(qū)域。IPv6的校驗(yàn)依賴高層的協(xié)議來完成，而且我們都知道，不僅高層協(xié)議有校驗(yàn)，在二層的封裝上，也有FCS進(jìn)行校驗(yàn)。因此，IPv6刪除了這個(gè)區(qū)域。3.options。因?yàn)镮Pv6沒有options，它的頭部是固定的長(zhǎng)度40 bytes，所以IPv6中并不需要IHL區(qū)域。4.Identification標(biāo)識(shí)，用于區(qū)分不同的數(shù)據(jù)報(bào)。5.flags，標(biāo)定是否進(jìn)行了分段。6.fragment offset，分段偏移量，在分組太大的時(shí)候，提供分段和重組功能。

下面是IPv6在ensp中的抓包數(shù)據(jù)。

三、IPv6的表示

首先，我們?cè)谠O(shè)備上進(jìn)行IPv6地址的配置。需要注意的是，在配置IPv6地址的時(shí)候，首先要在全局開啟IPv6，然后進(jìn)入接口后，還需要再次開啟IPv6的服務(wù)。

為了讓大家全面的了解IPv6地址的表示，在配置地址的時(shí)候是使用的完全表示，當(dāng)我們使用dis this命令進(jìn)行查看的時(shí)候，顯示的地址是壓縮表示的方法。

從IPv6的完全表示方式來看，IPv6的地址是由8組4個(gè)16進(jìn)制數(shù)來表示的，共128位（ipv4是點(diǎn)分十進(jìn)制，由4組4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來表示，共32位）

從IPv6的完全表示方式來看，IPv6的地址是由8組4個(gè)16進(jìn)制數(shù)來表示的，共128位（ipv4是點(diǎn)分十進(jìn)制，由4組4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來表示，共32位）

四、IPv6地址的壓縮

地址壓縮規(guī)則主要有以下四點(diǎn)：

1.每個(gè)組前導(dǎo)的0可以省略，比如0101可以省略成101，2.如果該組所有都為0，則可以寫成一個(gè)"0"，比如0000可以省略為03. 若連續(xù)2個(gè)或者多個(gè)組都為0，則可以使用"：：”代替,4."::"這只能出現(xiàn)一次

五、EUI-64簡(jiǎn)述

EUI-64是一個(gè)產(chǎn)生IPV6接口ID的方式。主要實(shí)現(xiàn)將接口mac轉(zhuǎn)為接口ipv6的ip，命令為

A.具體轉(zhuǎn)換方式如下：

1.先獲取到接口的硬件地址，可以在全局模式下輸入dis int g0/0/0

通過查看，該接口的硬件地址為：5489-9828-2a5a

2.將FFFE從硬件地址的正中間插入，變成：5498-98FF-FE28-2A5A

3.將第7位進(jìn)行置位，

4.加上設(shè)定的前綴，組成新的IPv6的地址。

B.需要注意的是：

1.如果給定的前綴不滿足64bit，在接口ID部分往前補(bǔ)0.

2.如果前綴超過64bit，華為會(huì)報(bào)錯(cuò)，思科是進(jìn)行截取。

C. eui-64的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)勢(shì)：能夠盡可能的避免地址的沖突。

缺點(diǎn)：可由鏈路地址反推網(wǎng)絡(luò)地址，存在一定的安全隱患

五、鏈路本地地址（Link-local-address,LLA）

1.地址空間：FE80:: ~FEBF:FFFF(之后各組都為FFFF)2.范圍：僅在廣播域內(nèi)有效，不能跨越3層網(wǎng)絡(luò)3.產(chǎn)生方式： a.自動(dòng)產(chǎn)生，由FE80:: /10作為前綴和EUI-64產(chǎn)生接口ID部分，比如下圖

b.自己設(shè)定，具體命令如下：

通過設(shè)定可以看出本機(jī)的LLA的變更

Tips: ::為保留地址，類似有ipv4中的 0.0.0.0 :: 1是回環(huán)地址 類似于ipv4中的127.0.0.1

圖一：IPv6地址梳理

六、OSPFv3 的基礎(chǔ)配置命令 (1)

1.啟動(dòng) OSPFv3

[Huawei] ospfv3 [ process-id ] [ vpn-instance vpn-instance-name ]創(chuàng)建并運(yùn)行 OSPFv3 進(jìn)程，并將創(chuàng)建的 OSPFv3 進(jìn)程與 VPN 實(shí)例進(jìn)行綁定（可選）。[Huawei-ospfv3-1] router-id router-id配置設(shè)備在該 OSPFv3 進(jìn)程中所使用的 Router ID。

注意：如果用戶沒有指定 Router ID，則 OSPFv3 進(jìn)程無法運(yùn)行。

2.在接口上使能 OSPFv3

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]

ospfv3 process-id area area-id [ instance instance-id ]

在接口上使能 OSPFv3 的進(jìn)程，并指定所屬區(qū)域，也可以指定接口所屬的實(shí)例 ID。

注意：配置此命令前，必須先創(chuàng)建 OSPFv3 進(jìn)程和使能 IPv6 功能。

OSPFv3 的配置命令與配置方式與 OSPFv2 類似，其他配置命令不再贅述，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考《HCIP-Datacom-Core Technology》課程。

OSPFv3 的基礎(chǔ)配置命令 (2) 3.（可選）配置接口的 OSPFv3 網(wǎng)絡(luò)類型

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ospfv3 network-type { broadcast | nbma | p2mp [ non-broadcast ] | p2p }[ instance instance-id ] 缺省情況下，接口的 OSPFv3 網(wǎng)絡(luò)類型根據(jù)物理接口的數(shù)據(jù)鏈路層封裝而定。以太網(wǎng)接口的缺省網(wǎng)絡(luò)類型為 Broadcast，串口（封裝 PPP 協(xié)議或 HDLC 協(xié)議時(shí)）的缺省網(wǎng)絡(luò)類型為 P2P。

4.進(jìn)入 OSPFv3 區(qū)域視圖

[Huawei-ospfv3-1] area area-id區(qū)域 ID 可以采用十進(jìn)制整數(shù)或 IPv4 地址形式輸入，但顯示時(shí)是 IPv4 地址形式。

檢查 OSPFv3 基本功能的配置結(jié)果

[Huawei] display ospfv3 [ process-id ] lsdb [ area area-id ][ originate-router advertising-router-id | self-originate ][ { router | network | inter-router [ asbr-router asbr-router-id ] |{ inter-prefix | nssa } [ ipv6-address prefix-length ] | link | intra-prefix | grace }

[ link-state-id ] ]

process-id：OSPFv3 進(jìn)程號(hào)。整數(shù)形式，取值范圍是 1～65535。

area area-id：區(qū)域的標(biāo)識(shí)?？梢允鞘M(jìn)制整數(shù)或 IPv4 地址格式。如果是十進(jìn)制

整數(shù)，取值范圍是 0～4294967295。如果是 IPv4 地址格式，取值是點(diǎn)分十進(jìn)制。

external：顯示數(shù)據(jù)庫中 AS-external LSA 的信息。inter-prefix：顯示數(shù)據(jù)庫中Inter-Area-Prefix LSA 的信息。

inter-router：顯示數(shù)據(jù)庫中 Inter-Area-Router LSA 的信息。

intra-prefix：顯示數(shù)據(jù)庫中 Intra-Area-Prefix LSA 的信息。

nssa：顯示數(shù)據(jù)庫中 NSSA LSA 的信息。

link：顯示數(shù)據(jù)庫中 Link-LSA 的信息。

network：顯示數(shù)據(jù)庫中 Network-LSA 的信息。

router：顯示數(shù)據(jù)庫中 Router-LSA 的信息。

link-state-id：鏈路狀態(tài) ID。點(diǎn)分十進(jìn)制格式。

originate-router advertising-router-id：指定發(fā)布 LSA 的路由器的 Router ID。點(diǎn)分十進(jìn)制格式。

asbr-router asbr-router-id：指定 ASBR 路由器的 Router ID。點(diǎn)分十進(jìn)制格式。

selforiginate：顯示數(shù)據(jù)庫中由本路由器發(fā)布的 LSA 信息。

ipv6-address prefix-length：指定 IPv6 目的地址及前綴長(zhǎng)度。

?ipv6-address 是 32 位 16 進(jìn)制數(shù)，格式為 X:X:X:X:X:X:X:X。

?prefix-length 是整數(shù)形式，取值范圍是 0～128

[Huawei] display

ospfv3 [ process-id ] routing [ ipv6-address prefix-length | abr-routes | asbr-r

outes | intra-routes | inter-routes | ase-routes | nssa-routes | [ statistics ] ]

process-id：OSPFv3 進(jìn)程號(hào)。整數(shù)形式，取值范圍是 1～65535。

ipv6-address：指定 IPv6 地址。32 位 16 進(jìn)制數(shù)，格式為 X:X:X:X:X:X:X:X。

prefix-length：指定前綴長(zhǎng)度。整數(shù)形式，取值范圍是 0～128。

abr-routes：顯示 OSPFv3 中所有 ABR 的路由信息。

asbr-routes：顯示 OSPFv3 中所有 ASBR 的路由信息。

intra-routes：顯示 OSPFv3 中區(qū)域內(nèi)路由的統(tǒng)計(jì)信息。

inter-routes：顯示 OSPFv3 中區(qū)域間路由的統(tǒng)計(jì)信息。

ase-routes：顯示 OSPFv3 中 AS 外部路由的統(tǒng)計(jì)信息。

nssa-routes：顯示 OSPFv3 中 NSSA 區(qū)域路由的統(tǒng)計(jì)信息。

statistics：顯示 OSPFv3 中所有路由表的統(tǒng)計(jì)信息。

OSPF 雙棧配置舉例

場(chǎng)景描述：

某公司通過部署 OSPFv2 實(shí)現(xiàn) IPv4 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。該公司為了保證未來的業(yè)務(wù)發(fā)展，同時(shí)部署了 IPv6 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試，在該網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行 OSPFv3 實(shí)現(xiàn)了 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。 所有路由器運(yùn)行 OSPFv2 和 OSPFv3 協(xié)議，整個(gè)自治系統(tǒng)分為 3 個(gè)區(qū)域。配置完成后，每臺(tái)路由器都應(yīng)學(xué)到 AS 內(nèi)的所有網(wǎng)段的 IPv4 路由和 IPv6 路由。

七、 部署 IPv4 網(wǎng)絡(luò) (1) 1、配置各路由器接口的 IPv4 地址。（略）

2、配置 OSPF 基本功能

八、 部署 IPv4 網(wǎng)絡(luò) (2)

九、部署 IPv6 網(wǎng)絡(luò) (1) 1、全局及接口下使能 IPv6 功能，配置各路由器接口的 IPv6 地址。（略）

2、啟動(dòng) OSPFv3 功能。

部署 IPv6 網(wǎng)絡(luò) (2)

3、接口使能 OSPFv3 功能。

查看 OSPFv3 網(wǎng)絡(luò)的鄰居信息

可以通過 display ospf peer 查看 OSPFv2 的鄰居信息。對(duì)比 OSPFv2 和 OSPFv3 的鄰居信息，發(fā)現(xiàn)選出的 DR 和 BDR 是一致的，說明 DR選舉方式相同。

查看 OSPFv3 網(wǎng)絡(luò)的路由信息

可以通過 display ospf routing 查看 OSPFv2 的路由信息。對(duì)比 OSPFv2 和 OSPFv3 的路由信息，發(fā)現(xiàn)到“同一”網(wǎng)段的路徑一致，說明路由計(jì)算方式相同

查看 OSPFv3 網(wǎng)絡(luò) LSDB 信息

可以通過 display ospf lsdb 查看 OSPFv2 的 LSDB 信息，可以看到有 Type1、Type2和 Type3 三種 LSA

審核編輯：湯梓紅