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協議版本，如果是IPv4協議，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。當一個路由器發現Time to Live為0時，就不再發送該IP包。

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

10.Header Checksum區域。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包在互聯網中無限接力。3.Next Header，與IPv4的Protocol功能一致，用來說明上層協議的端口。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議。

新增的區域：

Flow Label是IPv6中新增的區域。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。2Header Checksum區域。IPv6的校驗依賴高層的協議來完成，而且我們都知道，不僅高層協議有校驗，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區域。4.Identification標識，用于區分不同的數據報。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03. 若連續2個或者多個組都為0，則可以使用"：：”代替,4."::"這只能出現一次

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的優缺點：

優勢：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 ]創建并運行 OSPFv3 進程，并將創建的 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 協議或 HDLC 協議時）的缺省網絡類型為 P2P。

4.進入 OSPFv3 區域視圖

[Huawei-ospfv3-1] area area-id區域 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：區域的標識?？梢允鞘M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 ID。點分十進制格式。

originate-router advertising-router-id：指定發布 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布的 LSA 信息。

ipv6-address prefix-length：指定 IPv6 目的地址及前綴長度。

?ipv6-address 是 32 位 16 進制數，格式為 X:X:X:X:X:X:X:X。

?prefix-length 是整數形式，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 進程號。整數形式，取值范圍是 1～65535。

ipv6-address：指定 IPv6 地址。32 位 16 進制數，格式為 X:X:X:X:X:X:X:X。

prefix-length：指定前綴長度。整數形式，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 中區域內路由的統計信息。

inter-routes：顯示 OSPFv3 中區域間路由的統計信息。

ase-routes：顯示 OSPFv3 中 AS 外部路由的統計信息。

nssa-routes：顯示 OSPFv3 中 NSSA 區域路由的統計信息。

statistics：顯示 OSPFv3 中所有路由表的統計信息。

OSPF 雙棧配置舉例

場景描述：

某公司通過部署 OSPFv2 實現 IPv4 網絡的互聯互通。該公司為了保證未來的業務發展，同時部署了 IPv6 網絡進行業務測試，在該網絡中運行 OSPFv3 實現了 IPv6 網絡的互聯互通。 所有路由器運行 OSPFv2 和 OSPFv3 協議，整個自治系統分為 3 個區域。配置完成后，每臺路由器都應學到 AS 內的所有網段的 IPv4 路由和 IPv6 路由。

七、 部署 IPv4 網絡 (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 網絡 (2)

九、部署 IPv6 網絡 (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 OSPFv3 功能。

部署 IPv6 網絡 (2)

3、接口使能 OSPFv3 功能。

查看 OSPFv3 網絡的鄰居信息

可以通過 display ospf peer 查看 OSPFv2 的鄰居信息。對比 OSPFv2 和 OSPFv3 的鄰居信息，發現選出的 DR 和 BDR 是一致的，說明 DR選舉方式相同。

查看 OSPFv3 網絡的路由信息

可以通過 display ospf routing 查看 OSPFv2 的路由信息。對比 OSPFv2 和 OSPFv3 的路由信息，發現到“同一”網段的路徑一致，說明路由計算方式相同

查看 OSPFv3 網絡 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