IPv6笔记

〇、IPv6介绍

IPv6的出现是为了从根本上解决IPv4地址耗尽的问题(IPv4地址早在2011年就正式耗尽了)。IPv4版本的IP地址只有4字节大小,即32位长度的IP地址。IPv6版本的IP地址有16字节大小,即128位的长度。

(1)IPV6优点

1、IPv4是美国的,IPv6是全球的(你懂的,不限于单方面控制)。

1、全世界都在使用公网地址(无需NAT:保障端到端通信)。

2、性能、效率(更简单的报文提高了路由器的效率,但目前IPv6的时延比较高)

(2)IPv6地址

  • IPV6地址由128位组成,使用8个16位段来表示,每个16位段使用十六进制数字表示即每4个十六进制为一组,之间使用英文冒号':'分开,格式为:x:x:x:x:x:x:x:x x代表4个十六进制位,举例:2035:0001:2BC5:0000:0000:087C:0000:000A
  • 简写规则:省略前导0、双冒号省略连续0
  • 前缀:通过在IPV6地址后面加一个斜线/,再跟一个十进制的数字来标识一个IPV6地址的起始位由多少位是前缀位,一般前缀为56或64位,如:3ffe:1994:100:a::/64
  • 后缀长度为64位,根据MAC地址动态创建。

一、从报文说起

ipv4and6.png
  • Version(版本):该字段表示IP版本,值为6。版本字段用来表示IP数据报使用的是IPv6协议封装,占4位,对应值为6(0110)。
  • Traffic class(流量类别/通信分类):该字段及其功能类似于IPv4的业务类型字段。该字段以区分业务编码点(DSCP)标记一个IPv6数据包,以此指明数据包应当如何处理。通信分类字段用来标识对应IPv6的通信流类别,或者说是优先级别,占8位,类似于IPv4中的ToS(服务类型)字段。
  • Flow label(流标签):该字段用来标记IP数据包的一个流,当前的标准中没有定义如何管理和处理流标签的细节。/流标签字段时IPv6数据报中新增的一个字段,占20位,可用来标记报文的数据流类型,以便在网络层区分不同的报文。流标签字段有源节点分配,通过流标签、源地址、目的地址三元组方式就可以唯一标识一条通信流,而不用像IPv4那样需要使用五元组方式(源地址、目的地址、源端口、目的端口和传输层协议号)。这样发动的最大好处有两点:一是流标签可以和任意的关联,需要标识不同类型的流(可以是非五元组)时,无需对流标签做改动;二是流标签在IPv6基本头中,使用IPSec时此域对转发路由器可见,因此转发路由器可以在使用IPv6报文IPSec的情况下仍然可以通过三元组(流标签、源地址、目的地址)针对特定的流进行QoS(质量服务)处理。
  • Payload length(有效载荷长度):该字段表示有效载荷的长度,有效载荷是指紧跟IPv6基本报头的数据包,包含IPv6扩展报头。/有效载荷长度字段是以字节为单位的标识IPv6数据报中有效载荷部分(包括所有扩展报头部分)的总长度,也就是除了IPv6的基本报头以外的其他部分的总长度,占20位。
  • Next header(下一报头):该字段指明了跟随在IPv6基本报头后的扩展报头的信息类型。/下一个头部字段用来标识当前报头(或者扩展报头)的下一个头部类型,占8位。每种扩展报头都有其对应的值。下一个头部字段内定义的扩展报头类型与IPv4中的协议字段值类似,但在IPv6数据报中,紧接着IPv6报头的可能不是上层协议头部(当没有扩展报头或者为最后一个扩展报头时才是上层协议头),而是IPv6扩展报头。这一机制下处理扩展报头更搞笑,因为标识了数据报中对应的上层协议或者扩展报头类型,转发路由器只需处理必须处理的扩展报头,提高了转发效率。
  • Hop Limit(跳数限制):跳数限制于IPv4报文中的TTL字段类似,指定了报文可以有效转发的次数,占8位。报文每经过一个路由器结点,跳数值就减1,当此字段值减到0时,则直接丢弃该报文。
  • 源地址(Source IP Address):源IP地址字段标识了发送该IPv6报文源节点的IPv6地址,占128位。
  • 目的IP地址(Destination IP Address):目的IP地址字段标识了IPv6报文的接受节点的IPv6地址,占128位。

IP报头部分固定为40字节长度(64[4+8+20+20+8]+128+128)bit,有效载荷部分最长不得超过65535字节(64KB)。

二、地址段分配和国内常用地址段

(1)国内DNS(部分)

  • 国内公共DNS:240c::6666、240c::6644
  • 中国联通公共DNS:2408:8899::8、2408:8888::8
  • 中国电信:
  • 中国移动:
  • 百度:2400:da00::6666

(2)国内运营商主要公众网段

  • 电信:240e::/20
  • 移动:2409:8000::/20
  • 联通:2408:8000::/20
  • 教育网:2001:da8::/32、2400:a980::/32
  • 百度:2400:da00::/32、240c:4000::/22
  • 阿里巴巴:2408:4000::/22
  • 腾讯:2402:4e00::/32
  • 雪人计划:240c::/28

三、IPv6相关网络工具及DNS解析

(1)dig

dig ipv6.baidu.com AAAA @240c::6666

(2)curl

curl -6 http://ipv6.baidu.com/ -v

(3)ping/ping6

1.Windows

ping -6 ipv6.baidu.com

2.Linux

ping6 ipv6.baidu.com

(4)telnet

telnet 240e:a8::6789 80

(4)tcping

tcping 240e:a8::6789 80

(5)mtr

mtr 240e:a8::6789

(6)traceroute6

traceroute6 240e:a8::6789

(7)ip&route

ip -6 route 240e:a8::6789

(8)浏览器

浏览器地址栏输入的IP应该是:

http://[240e:a8::6789]/

因IPv6和IPv4格式不同,为避免有些浏览器不支持IP访问,建议不要配置直接使用IPv6地址访问,应使用域名访问。

DNS解析:

  • 同一个域名可同时解析A记录和AAAA记录,但不能同时解析CNAME记录
  • 若CNAME解析记录中的域名同时解析A记录和AAAA记录,等同于该域名同时解析A记录和AAAA记录

四、配置IPv6

(1)CentOS配置ipv6

编辑 /etc/sysctl.conf

net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 0
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 0
net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6 = 0

查看配置结果 sysctl -p

[root@baidu-bcc ~]# ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.16.0.8  netmask 255.255.240.0  broadcast 172.16.15.255
        inet6 240c:4082:0:1311::4  prefixlen 128  scopeid 0x0<global>
        inet6 fe80::f816:3eff:fe27:31c2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

(2)Windows配置IPv6(需要运营商提供IPv6)

命令行执行:ipconfig/all 查看IP

C:\Users\lite>ipconfig/all

Windows IP 配置

   主机名  . . . . . . . . . . . . . : Little-work
   主 DNS 后缀 . . . . . . . . . . . :
   节点类型  . . . . . . . . . . . . : 混合
   IP 路由已启用 . . . . . . . . . . : 否
   WINS 代理已启用 . . . . . . . . . : 否

以太网适配器 以太网:

   连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
   描述. . . . . . . . . . . . . . . : Realtek PCIe GBE Family Controller
   物理地址. . . . . . . . . . . . . : F4-4D-30-58-44-5B
   DHCP 已启用 . . . . . . . . . . . : 否
   自动配置已启用. . . . . . . . . . : 是
   IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.1.58(首选)
   IPv6 地址. . . . . . . . . . . . . : 240c:4082:0:1311::4(首选)
   子网掩码  . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
   默认网关. . . . . . . . . . . . . : 192.168.1.2
   DNS 服务器  . . . . . . . . . . . : 114.114.114.114
                                       223.5.5.5
   TCPIP 上的 NetBIOS  . . . . . . . : 已启用

(3)Windows连接手机特点连接IPv6

如果你所在运营商没有提供IPv6,但手机流量有IPv6,可由手机打开热点提供给Windows IPv6。

ipv6-4g-windows.png


常用IPv6测试工具


参考文献

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