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

• IPv6雪人计划全球根DNS分布情况 雪人DNS项目{:target="_blank"}
• 国内地址查询：ipv6国内地址查询{:target="_blank"}

（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

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常用IPv6测试工具

• IPv6地址检测
• 国家IPv6发展监测平台

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参考文献

• IPv6入门教程
• IPv6数据报头部格式
• IPV6网络协议基础知识 IPV6地址和IPV6报文格式详细介绍