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【干货】IPV6 知识点与OSPFv3 原理与配置

     今天和海翎光电的小编咱们一起聊聊IPv6的报头。下图是IPV4和IPV6的对比图，个人感觉还是比较直观的，我们就以这张图来梳理IPv6的报头内容。1.png



    一、IPv4的报头内容
    首先，我们先重新回顾一下IPv4的报头内容，对于这个内容比较熟悉的朋友可以直击跳过：
    1.Version(4位)用来表明IP协议版本，如果是IPv4协议，为0100（也就是十进制的4）
    2.IHL(Internet Header Length)来记录头部的总长度。
    3.Type of Service 服务类型。Type of Service最初是用来给IP包分优先级，比如语音通话需要实时性，所以它的IP包应该比Web服务的IP包有更高的优先级。后来，Type of Service被实际分为两部分：Differentiated Service Field (DS, 前6位)和Explicit Congestion Notification (ECN, 后2位)，前者依然用来区分服务类型，而后者用于表明IP包途径路由的交通状况。
    4.total length 总长度，包括报头的长度和数据的长度。
    5.Identification标识，用于区分不同的数据报。
    6.flags，标定是否进行了分段。
    7.fragment offset，分段偏移量，在分组太大的时候，提供分段和重组功能。
    8.Time to Live最初是表示一个IP包的最大存活时间：如果IP包在传输过程中超过Time to Live，那么IP包就作废。后来，IPv4的这个区域记录一个整数(比如30)，表示在IP包接力过程中最多经过30个路由接力，如果超过30个路由接力，那么这个IP包就作废。IP包每经过一个路由器，路由器就给Time to Live减一。当一个路由器发现Time to Live为0时，就不再发送该IP包。
    9.Protocol，用来说明上层协议的端口，也就是IP包之上的协议是什么（tcp为6，udp为17）。
    10.Header Checksum区域。这个checksum用于校验IP包的头部信息。
    11.Source Adrresss表示源IP地址。
    12.Destination Address表示目的地的IP地址。
    13.options.用于网络测试，调试，安全。
    下图是通过ensp模拟器抓包时的ip报头，大家可以对照的再次回顾一下各报头的含义和作用。
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二、IPv6报头
  下面我们来看IPv6报头：
保留的内容：IPv6的报头保留了IPv4报头中的version，Source Adrresss，Destination Address。
 变动的的内容：
1.Payload Length用来表示IPv6的数据部分的长度。整个IP包为40 bytes + Payload Length。
2.Hop Limit区域，IPv6用于记录的也是最大路由接力数，与IPv4的Time to Live功能相同。Hop Limit避免了IP包在互联网中无限接力。
3.Next Header，与IPv4的Protocol功能一致，用来说明上层协议的端口。
4.Traffic Class在IPv6中也被如此分成两部分。通过IP包提供不同服务的想法，并针对服务进行不同的优化的想法已经产生很久了，但具体做法并没有形成公认的协议。
新增的区域：
Flow Label是IPv6中新增的区域。它被用来提醒路由器来重复使用之前的接力路径。这样IP包可以自动保持出发时的顺序。这对于流媒体之类的应用有帮助。
删除了6项内容：
1.IHL(Internet Header Length)来记录头部的总长度。因为IPv6的报头总长度是固定的40字节。
2Header Checksum区域。IPv6的校验依赖高层的协议来完成，而且我们都知道，不仅高层协议有校验，在二层的封装上，也有FCS进行校验。因此，IPv6删除了这个区域。
3.options。因为IPv6没有options，它的头部是固定的长度40 bytes，所以IPv6中并不需要IHL区域。
4.Identification标识，用于区分不同的数据报。
5.flags，标定是否进行了分段。
6.fragment offset，分段偏移量，在分组太大的时候，提供分段和重组功能。
下面是IPv6在ensp中的抓包数据。
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三、IPv6的表示
    首先，我们在设备上进行IPv6地址的配置。需要注意的是，在配置IPv6地址的时候，首先要在全局开启IPv6，然后进入接口后，还需要再次开启IPv6的服务。
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为了让大家全面的了解IPv6地址的表示，在配置地址的时候是使用的完全表示，当我们使用dis this命令进行查看的时候，显示的地址是压缩表示的方法。
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从IPv6的完全表示方式来看，IPv6的地址是由8组4个16进制数来表示的，共128位（ipv4是点分十进制，由4组4个十进制数来表示，共32位）
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从IPv6的完全表示方式来看，IPv6的地址是由8组4个16进制数来表示的，共128位（ipv4是点分十进制，由4组4个十进制数来表示，共32位）
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四、IPv6地址的压缩
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地址压缩规则主要有以下四点：
1.每个组前导的0可以省略，比如0101可以省略成101，
2.如果该组所有都为0，则可以写成一个"0"，比如0000可以省略为0
3. 若连续2个或者多个组都为0，则可以使用"：：”代替,
4."::"这只能出现一次

五、EUI-64简述
   EUI-64是一个产生IPV6接口ID的方式。主要实现将接口mac转为接口ipv6的ip，命令为
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A.具体转换方式如下：

1.先获取到接口的硬件地址，可以在全局模式下输入dis int g0/0/0

11.png

通过查看，该接口的硬件地址为：5489-9828-2a5a

2.将FFFE从硬件地址的正中间插入，变成：5498-98FF-FE28-2A5A

3.将第7位进行置位，

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4.加上设定的前缀，组成新的IPv6的地址。
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B.需要注意的是：

1.如果给定的前缀不满足64bit，在接口ID部分往前补0.

2.如果前缀超过64bit，华为会报错，思科是进行截取。

C. eui-64的优缺点：

优势：能够尽可能的避免地址的冲突。

缺点：可由链路地址反推网络地址，存在一定的安全隐患


五、链路本地地址（Link-local-address,LLA）
1.地址空间：FE80:: ~FEBF:FFFF(之后各组都为FFFF)
2.范围：仅在广播域内有效，不能跨越3层网络
3.产生方式：
    a.自动产生，由FE80:: /10作为前缀和EUI-64产生接口ID部分，比如下图

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b.自己设定，具体命令如下：

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通过设定可以看出本机的LLA的变更

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Tips:
     ::为保留地址，类似有ipv4中的 0.0.0.0                                                     
     :: 1是回环地址  类似于ipv4中的127.0.0.1

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图一：IPv6地址梳理 

 

六、OSPFv3 的基础配置命令 (1)

    1.启动 OSPFv3

    [Huawei] ospfv3 [ process-id ] [ vpn-instance vpn-instance-name ]创建并运行 OSPFv3 进程，并将创建的 OSPFv3 进程与 VPN 实例进行绑定（可选）。[Huawei-ospfv3-1] router-id router-id配置设备在该 OSPFv3 进程中所使用的 Router ID。

注意：如果用户没有指定 Router ID，则 OSPFv3 进程无法运行。

    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 的进程，并指定所属区域，也可以指定接口所属的实例 ID。

    注意：配置此命令前，必须先创建 OSPFv3 进程和使能 IPv6 功能。

OSPFv3 的配置命令与配置方式与 OSPFv2 类似，其他配置命令不再赘述，详细内容请参考《HCIP-Datacom-Core Technology》课程。
OSPFv3 的基础配置命令 (2)
    3.（可选）配置接口的 OSPFv3 网络类型
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]
ospfv3 network-type { broadcast | nbma | p2mp [ non-broadcast ] | p2p }
[ instance instance-id ]
    缺省情况下，接口的 OSPFv3 网络类型根据物理接口的数据链路层封装而定。以太网接口的缺省网络类型为 Broadcast，串口（封装 PPP 协议或 HDLC 协议时）的缺省网络类型为 P2P。
   4.进入 OSPFv3 区域视图
[Huawei-ospfv3-1] area area-id
区域 ID 可以采用十进制整数或 IPv4 地址形式输入，但显示时是 IPv4 地址形式。
    检查 OSPFv3 基本功能的配置结果
[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 进程号。整数形式，取值范围是 1～65535。

  • area area-id：区域的标识。可以是十进制整数或 IPv4 地址格式。如果是十进制

  • 整数，取值范围是 0～4294967295。如果是 IPv4 地址格式，取值是点分十进制。

  • external：显示数据库中 AS-external LSA 的信息。inter-prefix：显示数据库中Inter-Area-Prefix LSA 的信息。

  • inter-router：显示数据库中 Inter-Area-Router LSA 的信息。

  • intra-prefix：显示数据库中 Intra-Area-Prefix LSA 的信息。

  • nssa：显示数据库中 NSSA LSA 的信息。

  • link：显示数据库中 Link-LSA 的信息。

  • network：显示数据库中 Network-LSA 的信息。

  • router：显示数据库中 Router-LSA 的信息。

  • link-state-id：链路状态 ID。点分十进制格式。

  • originate-router advertising-router-id：指定发布 LSA 的路由器的 Router ID。点分十进制格式。

  • asbr-router asbr-router-id：指定 ASBR 路由器的 Router ID。点分十进制格式。

  • selforiginate：显示数据库中由本路由器发布的 LSA 信息。

  • ipv6-address prefix-length：指定 IPv6 目的地址及前缀长度。

  • ▪ipv6-address 是 32 位 16 进制数，格式为 X:X:X:X:X:X:X:X。

  • ▪prefix-length 是整数形式，取值范围是 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 进程号。整数形式，取值范围是 1～65535。

  • ipv6-address：指定 IPv6 地址。32 位 16 进制数，格式为 X:X:X:X:X:X:X:X。

  • prefix-length：指定前缀长度。整数形式，取值范围是 0～128。

  • abr-routes：显示 OSPFv3 中所有 ABR 的路由信息。

  • asbr-routes：显示 OSPFv3 中所有 ASBR 的路由信息。

  • intra-routes：显示 OSPFv3 中区域内路由的统计信息。

  • inter-routes：显示 OSPFv3 中区域间路由的统计信息。

  • ase-routes：显示 OSPFv3 中 AS 外部路由的统计信息。

  • nssa-routes：显示 OSPFv3 中 NSSA 区域路由的统计信息。

  • statistics：显示 OSPFv3 中所有路由表的统计信息。

     

    OSPF 双栈配置举例
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    场景描述：
    某公司通过部署 OSPFv2 实现 IPv4 网络的互联互通。该公司为了保证未来的业务发展，同时部署了 IPv6 网络进行业务测试，在该网络中运行 OSPFv3 实现了 IPv6 网络的互联互通。
    所有路由器运行 OSPFv2 和 OSPFv3 协议，整个自治系统分为 3 个区域。配置完成后，每台路由器都应学到 AS 内的所有网段的 IPv4 路由和 IPv6 路由。
   七、 部署 IPv4 网络 (1)
    1、配置各路由器接口的 IPv4 地址。（略）
2.png
    2、配置 OSPF 基本功能
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   八、 部署 IPv4 网络 (2)
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    九、部署 IPv6 网络 (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）
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2、启动 OSPFv3 功能。
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部署 IPv6 网络 (2)
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3、接口使能 OSPFv3 功能。
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查看 OSPFv3 网络的邻居信息
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    可以通过 display ospf peer 查看 OSPFv2 的邻居信息。对比 OSPFv2 和 OSPFv3 的邻居信息，发现选出的 DR 和 BDR 是一致的，说明 DR选举方式相同。

查看 OSPFv3 网络的路由信息

10.png

    可以通过 display ospf routing 查看 OSPFv2 的路由信息。对比 OSPFv2 和 OSPFv3 的路由信息，发现到“同一”网段的路径一致，说明路由计算方式相同
查看 OSPFv3 网络 LSDB 信息
11.png
    可以通过 display ospf lsdb 查看 OSPFv2 的 LSDB 信息，可以看到有 Type1、Type2和 Type3 三种 LSA

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