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【干貨】IPV6 知識點與OSPFv3 原理與配置

今天和海翎光電的小編咱們一起聊聊IPv6的報頭。下圖是IPV4和IPV6的對比圖，個人感覺還是比較直觀的，我們就以這張圖來梳理IPv6的報頭內容。

一、IPv4的報頭內容

首先，我們先重新回顧一下IPv4的報頭內容，對于這個內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（也就是十進制的4）

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

3.Type of Service 服務類型。Type of Service最初是用來給IP包分優(yōu)先級，比如語音通話需要實時性，所以它的IP包應該比Web服務的IP包有更高的優(yōu)先級。后來，Type of Service被實際分為兩部分：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 總長度，包括報頭的長度和數據的長度。

5.Identification標識，用于區(qū)分不同的數據報。

6.flags，標定是否進行了分段。

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

8.Time to Live最初是表示一個IP包的最大存活時間：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的這個區(qū)域記錄一個整數(比如30)，表示在IP包接力過程中最多經過30個路由接力，如果超過30個路由接力，那么這個IP包就作廢。IP包每經過一個路由器，路由器就給Time to Live減一。當一個路由器發(fā)現(xiàn)Time to Live為0時，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checksum用于校驗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.用于網絡測試，調試，安全。

下圖是通過ensp模擬器抓包時的ip報頭，大家可以對照的再次回顧一下各報頭的含義和作用。

二、IPv6報頭

下面我們來看IPv6報頭：

保留的內容：IPv6的報頭保留了IPv4報頭中的version，Source Adrresss，Destination Address。

變動的的內容：

1.Payload Length用來表示IPv6的數據部分的長度。整個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，與IPv4的Time to Live功能相同。Hop Limit避免了IP包在互聯(lián)網中無限接力。

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包提供不同服務的想法，并針對服務進行不同的優(yōu)化的想法已經產生很久了，但具體做法并沒有形成公認的協(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使用之前的接力路徑。這樣IP包可以自動保持出發(fā)時的順序。這對于流媒體之類的應用有幫助。

刪除了6項內容：

1.IHL(Internet Header Length)來記錄頭部的總長度。因為IPv6的報頭總長度是固定的40字節(jié)。

2Header Checksum區(qū)域。IPv6的校驗依賴高層的協(xié)議來完成，而且我們都知道，不僅高層協(xié)議有校驗，在二層的封裝上，也有FCS進行校驗。因此，IPv6刪除了這個區(qū)域。

3.options。因為IPv6沒有options，它的頭部是固定的長度40 bytes，所以IPv6中并不需要IHL區(qū)域。

4.Identification標識，用于區(qū)分不同的數據報。

5.flags，標定是否進行了分段。

6.fragment offset，分段偏移量，在分組太大的時候，提供分段和重組功能。

下面是IPv6在ensp中的抓包數據。

三、IPv6的表示

首先，我們在設備上進行IPv6地址的配置。需要注意的是，在配置IPv6地址的時候，首先要在全局開啟IPv6，然后進入接口后，還需要再次開啟IPv6的服務。

為了讓大家全面的了解IPv6地址的表示，在配置地址的時候是使用的完全表示，當我們使用dis this命令進行查看的時候，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16進制數來表示的，共128位（ipv4是點分十進制，由4組4個十進制數來表示，共32位）

從IPv6的完全表示方式來看，IPv6的地址是由8組4個16進制數來表示的，共128位（ipv4是點分十進制，由4組4個十進制數來表示，共32位）

四、IPv6地址的壓縮

地址壓縮規(guī)則主要有以下四點：

1.每個組前導的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"0"，比如0000可以省略為0

3. 若連續(xù)2個或者多個組都為0，則可以使用"：：”代替,

4."::"這只能出現(xiàn)一次

五、EUI-64簡述

EUI-64是一個產生IPV6接口ID的方式。主要實現(xiàn)將接口mac轉為接口ipv6的ip，命令為

A.具體轉換方式如下：

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位進行置位，

4.加上設定的前綴，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0.

2.如果前綴超過64bit，華為會報錯，思科是進行截取。

C. eui-64的優(yōu)缺點：

優(yōu)勢：能夠盡可能的避免地址的沖突。

缺點：可由鏈路地址反推網絡地址，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：僅在廣播域內有效，不能跨越3層網絡

3.產生方式：

a.自動產生，由FE80:: /10作為前綴和EUI-64產生接口ID部分，比如下圖

b.自己設定，具體命令如下：

通過設定可以看出本機的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 的基礎配置命令 (1)

1.啟動 OSPFv3

[Huawei] ospfv3 [ process-id ] [ vpn-instance vpn-instance-name ]創(chuàng)建并運行 OSPFv3 進程，并將創(chuàng)建的 OSPFv3 進程與 VPN 實例進行綁定（可選）。[Huawei-ospfv3-1] router-id router-id配置設備在該 OSPFv3 進程中所使用的 Router ID。

注意：如果用戶沒有指定 Router ID，則 OSPFv3 進程無法運行。

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 的進程，并指定所屬區(qū)域，也可以指定接口所屬的實例 ID。

注意：配置此命令前，必須先創(chuàng)建 OSPFv3 進程和使能 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，詳細內容請參考《HCIP-Datacom-Core Technology》課程。

OSPFv3 的基礎配置命令 (2)

3.（可選）配置接口的 OSPFv3 網絡類型

[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 網絡類型根據物理接口的數據鏈路層封裝而定。以太網接口的缺省網絡類型為 Broadcast，串口（封裝 PPP 協(xié)議或 HDLC 協(xié)議時）的缺省網絡類型為 P2P。

4.進入 OSPFv3 區(qū)域視圖

[Huawei-ospfv3-1] area area-id

區(qū)域 ID 可以采用十進制整數或 IPv4 地址形式輸入，但顯示時是 IPv4 地址形式。

檢查 OSPFv3 基本功能的配置結果

[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 進程號。整數形式，取值范圍是 1～65535。
area area-id：區(qū)域的標識。可以是十進制整數或 IPv4 地址格式。如果是十進制
整數，取值范圍是 0～4294967295。如果是 IPv4 地址格式，取值是點分十進制。
external：顯示數據庫中 AS-external LSA 的信息。inter-prefix：顯示數據庫中Inter-Area-Prefix LSA 的信息。
inter-router：顯示數據庫中 Inter-Area-Router LSA 的信息。
intra-prefix：顯示數據庫中 Intra-Area-Prefix LSA 的信息。
nssa：顯示數據庫中 NSSA LSA 的信息。
link：顯示數據庫中 Link-LSA 的信息。
network：顯示數據庫中 Network-LSA 的信息。
router：顯示數據庫中 Router-LSA 的信息。
link-state-id：鏈路狀態(tài) ID。點分十進制格式。
originate-router advertising-router-id：指定發(fā)布 LSA 的路由器的 Router ID。點分十進制格式。
asbr-router asbr-router-id：指定 ASBR 路由器的 Router ID。點分十進制格式。
selforiginate：顯示數據庫中由本路由器發(fā)布的 LSA 信息。
ipv6-address prefix-length：指定 IPv6 目的地址及前綴長度。