IPv6地址設計與靜態(tài)路由IPv6地址設計與靜態(tài)路由IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由IPv6地址設計與華為靜態(tài)路由實驗7一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由1.IPv6地址的表示及蘊含的信息IPv6地址有128位(bits)，用冒號間隔十六進制數(shù)表示。先將IPv6地址劃分為8組，每組16位（2Bytes）、再用4位十六進制數(shù)表示，中間用“:”隔開，如：6f01:12fc:770:5d0:5555:0:afe0:34e等。IPv6可以采用零壓縮技術，地址中連續(xù)多個0，可用雙冒號“::”表示，如：fe80:2c::bcd8。但每一個IPv6地址只可以使用一次零壓縮符號::。一個IPv6也是由網(wǎng)絡前綴和主機號組成的。IPv6地址也有伴隨掩碼，掩碼是一個128位的二進制數(shù)，通常用網(wǎng)絡前綴長度來表示，用“/xx”表示，xx是十進制數(shù)。若網(wǎng)絡前綴長度為120，則掩碼是1......100000000（連續(xù)120個1，后面8個0），其網(wǎng)絡前綴（掩碼）可以表示為/120。例如，IPv6地址和網(wǎng)絡前綴：10::1/64，aa::1/126，8800::2/96等。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由例如，IPv6地址和網(wǎng)絡前綴：10::1/64，aa::1/126，8800::2/96等。特別要注意，IPv6地址用十六進制數(shù)表示，但網(wǎng)絡前綴長度（掩碼）卻用十進制數(shù)表示。上述IPv6地址10::1/64，10::1是十六進制數(shù)，64是十進制數(shù)；8800::2/96中的8800::2是十六進制樹，96是十進制數(shù)。千萬不要將十六進制數(shù)的地址理解或讀成十進制數(shù)，也不要將十進制的網(wǎng)絡前綴長度理解或讀成十六進制數(shù)！一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由一個IPv6地址和網(wǎng)絡前綴長度，蘊含了所在IP地址塊的8項信息（以a1::78/120為例）：（1）該IPv6地址的主機號的位數(shù)，IPv6地址a1::78/120中的主機號位數(shù)為128-120=8（位）（2）該IPv6地址所在地址塊共計擁有的IPv6地址數(shù)。譬如一個IPv6地址a1::78/120，其所在地址塊共有28=256個地址。（3）該IPv6地址所在地址塊共計擁有可指派的IPv6地址數(shù)。比第（1）項少2個，譬如a1::78/120所在地址塊的可指派地址數(shù)是256-2=254（個）。（4）該地址塊的網(wǎng)絡地址。就是將IPv6地址和掩碼（前綴位數(shù)都化成二進制數(shù)，再作“位與”運算，結果就是網(wǎng)絡地址。譬如a1::78/120所在地址塊的網(wǎng)絡地址是a1::。（5）該地址塊的廣播地址。將IPv6地址中的主機號全變?yōu)?（二進制）的新IPv6地址，就是廣播地址。譬如a1::78/120所在地址塊的廣播地址是a1::ff。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由（6）該地址塊的IP地址范圍。寫出從最小IP地址（網(wǎng)絡地址）到最大IP地址（廣播地址）即可，譬如a1::78/120所在地址塊的IP地址范圍是a1::~a1::ff。（7）該地址塊可指派的IP地址范圍。將IP地址范圍中最小IP地址、最大IP地址去掉即可。譬如a1::78/120所在地址塊的可指派IP地址范圍是a1::1~a1::fe。（8）所在地址塊的表示，用網(wǎng)絡地址/前綴位數(shù)表示。譬如，IPv6地址a1::78/120所在的地址塊是a1::/120。特別當網(wǎng)絡前綴為/126時，該地址塊共計擁有4個IPv6地址、2個可指派的IPv6地址。譬如，a1::8/126地址塊，擁有的4個地址分別是

a1::8、a1::9、a1::a和a1::b，該地址塊擁有的2個可指派地址是a1::9/126、a1::a/126。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由2.華為IPv6地址配置與IPv6數(shù)據(jù)報、直連路由（1）華為IPv6地址配置命令①啟動IPv6協(xié)議

ipv6

//系統(tǒng)視圖下執(zhí)行②接口IPv6地址配置

interface

x/x或

int

x/x//從系統(tǒng)視圖進入接口視圖，x/x可以是路由器接口，也可以是VLAN虛接口ipv6enable

//接口下將ipv6使能ipv6address

xx::xx:xM//給接口配置ipv6地址，M是網(wǎng)絡前綴長度undoshut

//激活該接口，路由器的接口默認未激活displayipv6routing-table//顯示IPv6路由表內容一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由（2）IPv6數(shù)據(jù)報截獲與分析用華為交換機和3臺主機組成的簡單網(wǎng)絡如圖2-7-1所示。主機PC3、PC4和PC5的IPv6地址和網(wǎng)絡前綴設計如圖中所示，主機IPv6地址配置界面如圖1-9-2。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由打開PC3的命令界面，輸入ipconfig命令查看IP地址等參數(shù)，如圖2-7-2(a)所示，可以看到，除了我們配置的1a::3地址和/96前綴位數(shù)，還有一個fe80::5689:98ff:fe81:e22的地址，這是IPv6無狀態(tài)(ND)自動配置的鏈路本地地址。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由在PC3的DOS命令界面，用ping命令分別檢測fe80::5689:98ff:fe81:e22和PC5的地址1a::5，通信結果如圖2-7-2(b)、2-7-2(c)所示。同時，在交換機LSW1的e0/0/1接口右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“開始抓包”，會通過wireshark抓取流經LSW1的e0/0/1接口的IPv6數(shù)據(jù)報，如圖2-7-3所示。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由從圖2-7-3可以看到以太幀、IPv6報文如下信息：

選中的是第32以太幀，幀首部的類型字段（第13、14字節(jié)）值為0x86dd，說明這個以太幀的數(shù)據(jù)部分是IPv6報文（若第13、14字節(jié)值為0x0800，則是IPv4報文）；

這個IPv6報文的基本首部長度是40字節(jié)；IPv6報文的數(shù)據(jù)部分是ICMPv6報文（協(xié)議號58）；

報文轉發(fā)的跳數(shù)限制是255跳；

這個報文源IPv6地址是1a::3、目的IPv6地址是1a::5。IPv6報文的組成是IP協(xié)議規(guī)定的，與采用什么路由器、交換機做實驗無關。

做實物實驗時，常常也采用wireshark進行抓包。先在實驗計算機上運行wireshark，在wireshark主界面上選擇網(wǎng)卡，再點擊wireshark主工具欄的“開始捕獲分組”按鈕

即可一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由（3）路由器IPv6直連路由將華為路由器路由器與2臺主機組成圖2-7-4所示簡單網(wǎng)絡。的每一個接口連接一個不同的網(wǎng)絡，所以路由器每一個接口須配置一個屬于不同網(wǎng)絡的IPv6地址。路由器就能通過這個接口地址，采用“位與”運算法計算出這個接口的直連網(wǎng)絡，從而自動獲得路由器所有的直連網(wǎng)絡（網(wǎng)絡地址/xx）。該圖中主機IP地址等參數(shù)按圖1-9-2界面配置，路由器的參數(shù)配置如下。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由R1配置命令:syssysnameR1ipv6intg0/0/1ipv6enableipv6addaa::196undoshutintg0/0/2ipv6enableipv6addbb::196undoshut配置完成以后，dispipv6rout(或displayipv6routing-table)查看本路由器的路由，如圖2-7-5上圖所示?？梢钥吹?，R1路由器上有2條直連(Direct)路由：直連網(wǎng)絡AA::/96在接口G0/0/1，直連網(wǎng)絡BB::/96在接口G0/0/2，直連路由的開銷(cost)值為0。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由在R1的命令界面還可以用dispcurr查看到接口等參數(shù)如圖2-7-5左下圖，在R1命令界面還可以用ping命令檢測與直連網(wǎng)絡的主機通信，如圖2-7-5右下圖所示。在華為路由器上ping一個IPv6地址的命令格式是：pingipv6xx::xx:x。在R1直連路由支持下，只要PC1和PC2配置好了IPv6地址和gw，就可以相互通信了，如圖2-7-6所示。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由（4）三層交換機IPv6直連路由三層交換機同樣可以有IPv6直連路由。與路由器不一樣的地方是三層交換機一般不直接給物理接口配置IP地址，而是先給某一個VLAN虛接口配置IP地址，再將該VLAN指派給某一物理接口。將華為三層交換機LSW2(S5700型)與三臺主機(PC8、PC9、PC10)連接如圖2-7-7所示。先將主機參數(shù)按圖配置好。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由將交換機劃分為vlan9和vlan10兩個廣播域，其中g0/0/1、g0/0/2為access接口，允許vlan9幀通過；g0/0/3為access接口，允許vlan10的幀通過。LSW2配置命令:ipv6vlan9vlan10intvlan9ipv6enableipv6add2ab::1120intvlan10ipv6enableipv6add2cc::1120intg0/0/1portlink-typeaccportdefaultvlan9intg0/0/2portlink-typeaccportdefaultvlan9intg0/0/3portlink-typeaccportdefaultvlan10q一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由在三層交換機LSW2上用dispvlan查看到vlan的分布情況，如圖2-7-8所示。用dispipv6rout(displayipv6routing-table)命令查看器路由表，如圖2-7-9左圖所示。從圖2-7-9左圖所示路由表中，可以看到該三層交換機自動得到了2條直連網(wǎng)絡（2ab::/120,2cc::/120）的路由。從PC8檢測到PC10（IP地址2cc::a）的通信暢通，如圖2-7-9右圖所示。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由3、思科(銳捷)IPv6地址配置、直連路由與IPv6數(shù)據(jù)報（1）思科(銳捷)IPv6地址配置命令格式①啟動IPv6單播路由命令ipv6unicast-routing

//全局模式下執(zhí)行②接口IPv6地址配置與激活命令interfacexx/x//從全局模式進入到接口模式，//可以是路由器的接口，也可以是三層交換機的vlan虛擬接口ipv6enable

//接口ipv6使能ipv6address

xx::xx:xx/M//給當前接口配置IPv6地址，M:網(wǎng)絡前綴長度noshut

//激活路由器接口，交換機接口不需激活（默認已激活）showipv6route//顯示路由表的內容，特權模式下一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由（2）思科（銳捷）路由器直連路由、IPv6數(shù)據(jù)報用一臺2811的思科路由器R1與兩臺主機建立一個IPv6直連網(wǎng)絡，如圖2-7-10左。主機PC1、PC2的IP等參數(shù)按圖2-7-10左圖所示配置好。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由路由器R1的配置命令如下（全局模式）：ipv6unicast-routingintfa0/0ipv6enableipv6addc11::1/120noshutintfa0/1ipv6enableipv6addc22::1/120noshut在R1上用showipv6route可查看到路由器自動獲得的ipv6直連網(wǎng)絡(c11::/120,c22::/120)的路由，如圖2-7-10右圖所示。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由在PC1的DOS命令界面里運行ipv6config命令，可以查看到主機的ipv6單播地址和鏈路本地地址等參數(shù)，如圖2-7-11左所示；從PC1pingPC2(c22::b)，也是暢通的，如圖2-7-11右所示。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由下面學習在PacketTracer的仿真調試模式中抓包。在PacketTracer界面的右下方的RealTime(實時)/Simulation(仿真)調試按鈕，點選Simulation按鈕，圖2-7-12右下角的（1）；接著點擊EditFilter(編輯過濾器)，如圖2-7-12中的（2）；在出現(xiàn)的協(xié)議過濾對話框中點選IPv6選項，在該選項下只選擇捕獲ICMPv6協(xié)議報文，如圖2-7-12中的（3）。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由然后打開PC1的DOS界面，輸入命令pingc22::b回車，再單擊PacketTracer仿真調試的“AutoCapture/Play”按鈕，即開始抓取所選協(xié)議的一系列報文，如圖2-7-13(a)所示。從抓取到的數(shù)據(jù)包中，點選一個數(shù)據(jù)包，如圖2-7-13(b)所示，我們來解讀一下：從上往下看，首先這是一個EthernetII幀，幀首部有源MAC地址和目的MAC地址，還有協(xié)議TYPE（0x86dd），說明幀的數(shù)據(jù)部分是IPv6報文；從中間部分看，IPv6數(shù)據(jù)報基本首部的主要信息都顯示出來了，可以看到源IP地址為C11::A、目的IP地址為C22::B，下一個協(xié)議代號0x3a（十進制數(shù)58）表示IP報文的數(shù)據(jù)部分是ICMPv6報文等信息；下面一行顯示了ICMPv6的EchoMessage報文。一、IPv6地址、IPv6數(shù)據(jù)報與直連路由需要說明，這是用思科的仿真軟件做實驗時抓的數(shù)據(jù)包。實物實驗用專門抓包軟件（如wireshark等）進行抓包。二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由1.IPv6地址設計、配置與檢測IPv6地址的設計前提是確定有哪些設備（路由器、交換機、主機等）和設備的數(shù)量，畫一個網(wǎng)絡原理圖，用通信線路將所有的設備連接起來；再概要設計IPv6地址塊（子網(wǎng)），如果有一些預先的規(guī)定，則地址塊設計要符合規(guī)定；然后設計設備具體的接口IPv6地址。譬如，圖2-7-14左圖所示網(wǎng)絡連接圖。先給該網(wǎng)絡概要設計其IPv6地址塊。根據(jù)IP協(xié)議原則：路由器每一個接口應該分別連接不同的網(wǎng)絡（子網(wǎng)），主機與路由器接口相連接時雙方的IP地址應屬于同一個網(wǎng)絡（子網(wǎng)），兩路由器相連接的接口IP地址應屬于同一個網(wǎng)絡（子網(wǎng)）。然后設計路由器每一個接口的地址、每一臺主機的IP地址和默認網(wǎng)關。二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由根據(jù)IPv6協(xié)議，規(guī)劃一個IPv6網(wǎng)絡（子網(wǎng)）就是規(guī)劃一個IPv6地址塊。按照上述分析，給圖2-7-14左圖所示網(wǎng)絡初步規(guī)劃4個IP地址塊（地址塊1、地址塊2、地址塊3、地址塊4），如圖2-7-14右圖所示。由于左圖已經給出PC1、PC2、Server1以及R1的g0/0接口具體的IPv6地址。通過位與運算可以計算出每一地址塊的網(wǎng)絡地址，于是分別寫出這4個地址塊（子網(wǎng)）如下所示：地址塊1aa::/96，地址塊2bb::/96，地址塊3cc::/126，地址塊4ab::/96，再來為兩臺路由器的接口（除了R1的g0/0接口）設計IPv6地址。二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由先給R1的g0/1接口設計IPv6地址。我們分析地址塊1（aa::/96），因網(wǎng)絡前綴長度為96，IPv6地址中主機號為32位，同一個地址塊內每一個IPv6地址的網(wǎng)絡前綴都相同、主機號都不相同，整個地址塊1的IPv6地址范圍是aa::~aa::ffff:ffff，可指派的IPv6地址范圍是aa::1~aa::ffff:fffe?？梢栽谶@個地址塊1可指派IPv6地址范圍內任選一個IPv6地址賦給R1的g0/1接口，我們選最小可指派的IPv6地址（aa::1/96）給R1的g0/1接口，同時設定主機PC1的gw(默認網(wǎng)關)也是aa::1。同理，給R2的g0/1接口設計IPv6地址bb::1/96，同時設定PC2的gw也為bb::1；給R1的g0/2接口設計IPv6地址ab::1/96，同時設定Server1的gw也為ab::1/96；再給R2路由器的g0/0接口設計的IPv6地址為cc::2/126（因為地址塊cc::/126只有2個可指派IPv6地址cc::1、cc::2，其中cc::1已用）。IPv6地址設計好以后的網(wǎng)絡圖，如圖2-7-15所示。二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由IPv6地址檢測。設計好IPv6地址后，將所有IPv6地址在設備上配置好并激活接口，要進行以下兩步檢測：（1）同一個網(wǎng)絡（地址塊）內，所有的設備應能互相ping通；（2）同一臺路由器所有直連網(wǎng)絡內的設備應該能互相ping通。如有不通，要認真檢查問題出在哪里，及時解決。無論在主機DOS命令界面里，還是在路由器的特權模式下，使用ping?????命令可完成通信檢測。二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由2.思科（銳捷）路由器IPv6靜態(tài)路由設計在完成第1步IPv6地址設計與配置以后，一臺路由器直連網(wǎng)絡里的主機，與非直連網(wǎng)絡的主機還是無法通信的。譬如圖2-7-15所示的網(wǎng)絡里，PC2與Server1、PC2與PC1都是不通的。采用IPv6靜態(tài)路由可以解決這個路由問題。（1）思科（銳捷）IPv6靜態(tài)路由命令格式如下（全局模式下）：

ipv6route

??????/xxnexthop|intername[costs]其中：?????是IPv6地址塊的網(wǎng)絡地址xx網(wǎng)絡前綴位數(shù)

nexthop

下一跳路由器的IPv6地址

intername

接口名，只有點對點鏈路接口(如serial接口等)才可以，以太接口不可以使用costs路由開銷值（取值范圍：1~254），可選項當??????/xx形式為::/0時的靜態(tài)路由，思科(銳捷)叫ipv6默認路由，默認路由命令格式：ipv6route::/0nexthop|intername[costs]二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由（2）思科（銳捷）IPv6靜態(tài)路由應用對于圖2-7-15所示的IPv6網(wǎng)絡，在完成第1步IPv6地址的配置以后，在PC2上pingPC1或Server1不通，如圖2-7-16(a)所示，圖中aa::a8是PC1的IPv6地址。二、IPv6地址設計與思科靜態(tài)路由在全局模式時，給R1配置IPv6靜態(tài)路由命令：ipv6routebb::/96cc::2在全局模式時，給R2配置IPv6靜態(tài)路由命令：ipv6routeaa::/96cc::1ipv6routeab::/96cc::1或者，只給R2配置一條IPv6默認路由命令：ipv6route::/0cc::1

配置好兩路由器ipv6靜態(tài)路由命令以后，分別用showipv6route命令查看路由表，可以看到剛配置好的靜態(tài)路由（略）。

路由器獲得非直連網(wǎng)絡的ipv6靜態(tài)路由以后，再在PC2上pingPC1或Server1，就暢通了，如圖2-7-16(b)所示。三、IPv6地址設計與華為靜態(tài)路由1.IPv6地址設計、配置與檢測IPv6地址設計與2.7.2節(jié)講的一樣。稍有不同的是華為路由器上使用通信檢測命令格式為pingipv6?????命令，才可以進行通信檢測。采用華為路由器和三層交換機設計如圖2-7-17(a)所示的IPv6網(wǎng)絡，IPv6地址、VLAN等都已設計。三、IPv6地址設計與華為靜態(tài)路由給圖2-7-17(a)里的路由器R1和三層交換機LSW1配置命令如下。AR1的配置命令：

sysnameAR1//路由器改名ipv6//啟動ipv6協(xié)議intg0/0/1//進入接口g0/0/1ipv6enable//接口下ipv6使能ipv6add23a::1126//給接口配置ipv6地址undoshutintg0/0/2ipv6enableipv6add21a::164undoshutqLSW1的配置命令：vlan22vlan100qipv6intvlan22ipv6enableipv6add22b::164undoshutintvlan100ipv6enableipv6add23a::2126undoshutintg0/0/1portlink-typeaccportdefaultvlan100intg0/0/2portlink-typeaccportdefaultvlan22三、IPv6地址設計與華為靜態(tài)路由這時，同一個網(wǎng)絡內IPv6設備能互相ping通