◆李治西
浅谈IPV6地址获取方式
◆李治西
(贵州经贸职业技术学院 贵州 558022)
本文介绍了IPv4地址的获取方式,分析了IPv6地址的手动配置、无状态自动获取、有状态自动获取三种获取方式,并给出相关网络设备的配置方法,供相关读者参考。
IPv6;地址获取;DHCPv6
目前的全球因特网采用TCP/IP协议族,广泛使用的IP协议版本号为4(即IPv4),其地址长度为32位。不论在何种网络设备、终端设备上配置、获取IPv4地址,有手工配置、自动获取两种方式。
将已知的IPv4地址,通过命令行、Web配置界面或操作系统配置界面等方式为设备配置IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器。如Windows 10 系统,通过(网卡)“本地连接”—>“属性”—>“Internet协议版本4(TCP/IPv4)”进行配置;REHL7系统,通过网卡配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33,修改IPADDR、NETMASK等参数来进行配置。
手工配置IPv4地址,稍不注意就会导致网络中的IP地址冲突,严重时将影响用户正常使用网络。这时,可以采用自动获取的方式来进行IPv4地址的配置,避免局域网中IP地址冲突现象的发生,同时可以极大地减轻网络管理员的工作负担。
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)是TCP/IP协议簇中的一种,主要是用来给网络客户端分配动态的IP地址,同时简化了客户端TCP/IP的设置,可以在网络设备、操作系统(如Windows Server 2012 Linux)中配置DHCP服务。
2019年11月25日,欧洲网络协调中心(RIPE NCC)宣布,全球所有43亿个IPv4地址已分配完毕,其实世界各国早就已经开始布局IPv6。2018年8月24日,教育部办公厅就印发了关于贯彻落实《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》的通知,明确指出“到2020年底,教育系统的各类网络、门户网站和重要应用系统完成升级改造,支持IPv6访问。”
IPv6协议使用128位的地址替代了32位的IPv4地址。IPv4地址分为网络号、主机号两个部分,但在IPv6地址中,则使用前缀来标识地址中的网络部分。128位的IPv6地址,以16位为一组来划分,每一组使用十六制度的数字表示,每一组之间采用冒号分隔,共8组。如IPv6地址:2001:30:10::254/64,其网络部分(网段)为2001:30:10:0000。同时,为了简化表示方法,IPv6可以使用一个双冒号“::”来表示任何由全0组成的1个或者多个的16位分组。如IPv6地址:ff03:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0004,可以表示为ff03::4。
目前,在网络设备、终端设备上配置、获取IPv6地址,有手动配置、无状态自动获取、有状态自动获取三种获取方式。
将已知的IPv6地址,通过命令行、Web配置界面或操作系统配置界面等方式为设备配置IPv6地址、子网前缀长度、默认网关、DNS服务器。在操作系统上配置IPv6地址的方法与配置IPv4地址的方法差不多,但是需要首先确定操作系统是否支持IPv6协议,如果不支持,需对系统进行相关配置。如Windows 10系统,需要在(网卡)“本地连接”—>“属性”添加“Internet协议版本6(TCP/IPv6)”,REHL7系统,通过修改配置文件/etc/sysctl.conf的参数来支持IPv6。
IPv6协议一个最显著的特征就是它的“即插即用”性,邻居发现协议(Neighbor Discovery Protocol,NDP)是实现这个特性的一个关键协议,它提供了路由发现、前缀发现、参数发现、地址自动配置等功能来实现“即插即用”。
当一台IPv6客户机第一次链接到链路上的时候,无状态自动获取地址会通过MAC-to-EUI64转换方法来实现客户机接口地址的分配。这个方法在接口的MAC地址中间插入16位的保留数值,并将它的全局/本地地址翻转设置为1,从而把它转换为64位的接口ID。然后,再使用IPv6的NPD协议的路由器请求(RS)消息、路由器通告(RA)消息来获取IPv6地址的前缀,从而构成128位的IPv6地址。
如在神州数码CS6200系列交换机上,可通过配置以下命令,实现客无状态自动获取IPv6地址。
switch(config)#interface vlan 200
switch(config-if-valn200)#ipv6 address 2001:30:20::254/64 //配置vlan200的ipv6地址
switch(config-if-valn200)#no ipv6 nd suppress-ra //打开路由公告功能
switch(config-if-valn200)#ipv6 nd ra-lifetime 7200 //配置路由公告的生存期为7200秒
这时,只要客户端计算机连接到该交换机属于vlan200的接口上,就会自动获取到IPv6地址。
有状态自动获取IPv6地址,就是通过配置DHCPv6(动态主机配置协议的IPv6版本)协议来实现。
在有状态地址配置过程中,DHCPv6 服务器分配一个完整的 IPv6 地址给主机,并提供 DNS地址和域名等其他配置信息。在实际应用中,可以配合使用无状态自动获取、有状态自动获取两种方式,从而更好地发挥IPv6协议的“即插即用”性。
如在神州数码CS6200系列交换机上,可通过配置以下命令,实现有状态自动获取IPv6地址。
switch(config)#service dhcpv6 //开启DHCPv6服务
switch(config) #ipv6 dhcp pool pool1 //设置DHCPv6的地址池名称为pool1
switch(config-pool1-config) #network-address 2001:30:10::1 2001:30:10::254 //指定地址池的地址范围
switch(config-pool1-config)#excluded-address 2001:30:10::254 //指定保留地址
switch(config-pool1-config) #dns-server 2001:30:10::254 //配置DNS服务器地址
switch(config-pool1-config) #lifetime 1000 300 //配置有效生存期1000秒,优选生存期300秒
switch(config)#interface vlan100
switch(config-if-valn100)#ipv6 address 2001:30:10::254 //配置vlan100的ipv6地址
switch(config-if-valn100)#ipv6 dhcp server pool1 preferenc 80 //在vlan100上启用DHCPv6服务
这时,只要客户端计算机连接到该交换机属于vlan100的接口上,就会通过DHCPv6服务自动获取到IPv6地址。
随着IPv6协议的广泛应用,未来我们需要将原有IPv4协议为主的网络逐渐过渡到IPv6协议为主的网络。IPv6地址的配置方法多样,运用灵活,能够在不同的网络规划中,满足不同用户的需求,同时,也减轻了网络管理员日常维护网络的压力。
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[5]王隆杰.思科网络实验室CCNP(交换技术)实验指南(第2版)[M].电子工业出版社,2018, 3.