IPV6
IPV6技术特点
地址空间巨大
精简报文格式
实现自动配置和重新编址
支持层次化网络编址
支持端对端安全
更好的支持QoS
支持移动特性
IPv6地址生成：1静态
2动态 EUI-64（扩展的唯一标识符） ： 根据接口mac地址，产生唯一的IPv6
能够防止IPv6地址重复冲突
EUI-64 IP生成的方法：关于接口ID，接口ID为64bit，用于标识链路上的接口，在每条链路上接口ID必须唯一
接口ID可以通过三种方式生成：
1手工配置
2系统通过软件自动生成，保护主机的私密性
3IEEE EUI-64规范自动生成，最常用的方法
MAC地址有48bit 。先将mac地址二进制转出，导致64-48 长度不足。中间插入FFFE。再全写入二进制=64
[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEhernet0/0/1]ipv6 enable
[R1-GigabitEhernet0/0/1]dis this
mac:00e0-fcff-3f29
1:00e0-fc FFFE ff-3f29=00e0-fcff-feaa-d329 //插入FFFE
2:00e0:fcff:feaa:3f29 //写成IPv6格式
3:02e0:fcff:feaa:3f29 //将第7 bit 反转（0变1 1变0）
[R1-GigabitEhernet0/0/1]ipv6 adress 2001：1111：1111：1111：： 64 eui 64
[R1-GigabitEhernet0/0/1]dis ipv6 int brf
反转：0变1 1变0
置位：0变1 1不变（华为思科使用）
第1字节第七bit反转、
MAC地址第8bit：标识单播or组播
这个位置是U/L位，用于标识MAC地址的唯一性，在单播MAC地址中，
如果U/L=0表示该MAC是全局管理地址，如果U/L=1表示本地管理地址
在EUI-64中，如果U/L=1表示该MAC是全局管理地址，如果U/L=0表示本地管理地址
在IPv4中一个接口只能配置一个IPv4地址 或者配置一个sub子地址
IPv6中可以配置多个IPv6地址
EUI-64只能填充64bit的接口ID部分，如果IPv6前缀不满足64bit 如何产生接口ID？
接口ID依然使用EUI-64的方式进行产生，后64bit前的接口ID部分，用0进行填充
如果IPv6前缀超过64bit，此时接口ID部分，将会少于64bit，EUI-64又是64bit的接口ID部分，如何产生接口ID？
华为设备不允许
思科设备，接口ID与网络前缀冲突部分被前缀内容覆盖，只显示后面的接口ID部分
ipv6地址在华为设备最多配置10个IPv6地址，根据不同厂家的不同系列地址数量可能不同
IPv6报文头部
1 IPv4和IPv6相似的地方
version：IPv4的version和IPv6的version字段，作用相同，都是用于描述当前IP报文版本。
IPv4的IHL和total length：IPv6的载荷长度。
针对IPv4来说：IPv4报文头部变长，并不固定，所在的IPv4中存在IHL和总长度两个字段。
使用总长度减去IHL才能够判断出载荷长度。
针对IPv6来说：在IPv6中基本报头长度固定，所以在报文中需要携带载荷长度来描述上层协议数据即可
IPv4的TOS字段：IPv6的流类别。作用相同，都是用于QOS使用。
IPv4的TTL和上层协议标识：IPv6的跳数限制和吓一跳头部
2 IPv6与IPv4不同的部分。
在IPv6中删除了IHL，ID Flags，分片偏移，头部校验，Option。
针对IPv4来说：ID Flags，分片偏移，作用都是用于IPv4报文的分片。
1，如果报文没有被分片：那么字段没有任何意义，此时IPv4报文头部固定的字段，占用一部分空间
2，如果报文已经分片了：只有目的节点才需要进行报文重组，而中间节点不需要报文重组
但是转发报文的时候读取IPv4报文头部，依然会读取ID 标志位 分片便宜，导致转发效率低下。
针对IPv6来说，IPv6协议重新定义了分片处理机制：
1，IPv6中只允许，源节点对数据进行分片，中间节点不允许进行分片，所以中间节点在进行转发报文的时候，不需要读取分片字段。
2，IPv6中只有报文被分片的时候，才会携带分片扩展头，中间节点只读取基本报文进行转发，分片扩展报头实现目的节点的报文重组功能。
在IPv6中删除了Option选项，IPv4中可选项提供的功能，由IPv6报文的扩展报头提供，基本报文头部固定，设备处理更加高效。
针对IPv4来说，二层和四层存在校验，对于网络层来说，本身需要校验的功能，由于设备在转发的时候TTL会改变，每跳都需要对报文重新校验，导致转发效率低下
针对IPv6来说，删除了三层校验的功能，IPv6报文头部的完整性，依靠二层和四层完整
3，IPv6新增部分。
在IPv6中新增流标签字段；
1，针对设备处理角度来看，
针对IPv4五元组确定唯一的流，大多数倍都是基于流确定唯一的一种报文类型，比如路由器负载分担的时候，本身只看IP报头进行转发，由于需要确定唯一的流，依然要读取传输层信心，导致转发效率低下。
针对IPv6来说通过流标签+源IPv6地址，确定唯一的流，不需要读取传输层信息，转发效率更高。
2，在QOS角度来说，
针对IPv4来说，要想实现区分服务，对于IPv4报头，通过TOS字段来实现
针对IPv6来说，要想实现区分服务，可以基于流分类，或者源IP+流标签，实现基于流的QOS功能，实现源IP+流标签，实现基于流的QOS功能，区分能力更加精细化。
扩展报头的好处：
1，转发能力强：
针对IPv4中，可选项字段，导致IPv4的报头不够固定，并且IPv4的报头最长只有60个字节，数据转发过程中，每一个路由器都需要读取IPv4报文的可选项，在这些可选项中，在这些可选项中，可能有一些只需要目的节点识别，但由于IPv4报文携带这些字段导致沿途每一个路由都要读取，转发效率低下。
针对IPv6来说，将Options选项提供的功能，放入扩展报头中，当沿途的节点，不需要处理某项功能时候，查看基本报头中的Next header 就可以识别出扩展报头的具体作用，如果本路由器不需要处理，将直接查看IPv6基本报头进行数据转发。
2，扩展能力强：
针对IPv4报头的大小只能是20~60个字节，受到大小的限制，不便于日后进行扩展。
针对IPv6扩展报头长度任意，不受大小的限制，便于后续扩展（IPv6扩展报头，必须是个8个字节的整倍数）协议定义的
针对IPv6扩展报头来说，出现的顺序RFC1883中定义中以下顺序进行
目的选项扩展报头最多两次其他最多一次。目的地体现，沿途中指定也可以出现一次
IPv6基本报头
1，逐跳选项扩展报头 （每个设备都会处理所以放在上面）
2，目的选项扩展报头
3， 路由扩展报头
4，分段扩展报头
5，认证扩展报头
6，封装安全有效载荷扩展报头
7，目的选项扩展报头 （这个代表只有目的节点才会处理）
上层协议数据报头
IPv4分类
组播
单播
广播
IPv6分类
单播
组播
任播
单播：与IPv4单播是相同的，目的地址是单播IPv6地址的报文，会送到被这个地址标记的接口。
链路本地地址（link-local addressLLA）FE80::/10（/10前十bit固定）
开启IPv6自动产生的三层地址，方便设备通信
范围：FE80::/10(即，从FE80::~FEBF：FF.....)
好处：链路本地地址为IPv6提供了一个独一无二优势，就是运行了IPv6的链路两端的节点天生就能够具备IPv6通讯能力，不需要像IPv4那样必须配置IPv4地址才可以具备三层通讯，在华为中只有先配置全局单播地址之后才会产生链路本地地址，思科只要IPv6就会产生链路本地地址。
LLA如何产生：
1，静态：认为的为这个接口配置一个链路本地地址。
2，动态：当一个链路启用IPv6功能之后，将自动为这个链路产生一个LLA，产生方法为EUI-64
作用范围：只能在直连的链路上生成（华为ping ipv6 地址 出接口）
用于：ripng OSPFv3都是使能LLA作为路由表的下一跳
ICMPv6某些机制需要依赖链路本地地址
ripng OSPFv3使用链路本地地址作为报文的源地址
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 address fe80::1 link-local
配置链路本地地址前缀长度为64并且不可更改
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 address fe80::1 64 （后面加掩码表示单播地址）
Error: The address entered is a link-local address when configure global unicast
address.（链路本地地址不能作为全局单薄地址）
一般在网络设备互联的链路中 一般建议LLA手动配置
1。LLA前缀为64，并且设备上不可更改
2。LLA不可以作为全局的单播地址配置在接口上
3。某些没有MAC地址的接口依然可以产生LLA
可聚合全球地址：类似于IPv4的公网地址，也是单播地址的一部分
可用地址范围2000：：——3FFF:。。。
IANA机构给RIP地址，然后再给各个运营商 常见从2001：：/16开始
2002::/16主要用于6to4隧道
3FF3::/16早期用于IPv6公共研究所，现在IPv6推广这串地址已经废除。
3+45+16+64 3.14法则 并不是固定的 推荐的
3：三个16位bit 地址前缀
1：一个16位bit 子网ID
4：四个16位bit 接口ID
ICMPv6
1。ICMP是IPv6的基础协议之一，用于向源节点转发报文和报错信息
2。协议类型号为：58
3。在IPv6中，ICMPv6除了提供ICMPv4功能外还提供其他功能，邻居发现，无状态配置 ，重复地址检测，PMTU等。
消息类型：信息消息TYPE取值：1-127。
错误信息TYPE取值：128-255。
IPv6邻居发现协议——NDP概述
NDP（neighbor Discovery Protocol 邻居发现协议）在RFC2462及RFC4861中定义。实现了IPv6中诸多重要机制：
路由器发现：发现链路上的路由器，获取路由器的通告的信息
无状态自动配置：获得路由器的地址前缀，终端自动生成IPv6地址
DAD：获取地址后，进行地址重复检测，确保地址不存在冲突
地址解析：请求目的网络地址的链路层地址，类似于IPv4的ARP
邻居状态跟踪：通过NDP发现链路上的邻居并跟踪邻居状态
前缀重编址：路由器对通告的地址前缀进行灵活设置实现网咯重编址
路由重定向：告知其他设备，到目标网络的更优下一跳。
在IPv6中，有很多重要的工作机制，基于NDP协议实现，而NDP基于ICMPv6进行实现，NDP协议使用ICMPv6的信息报文，交换一些必要的信息。在RFC2462中，定义了5种NDP使用的ICMPv6 信息报文
1，路由器请求RS，类型值为133
2，路由器通告RA，类型值为134
3，邻居请求NS，类型值为135。
4，邻居通告NA，类型值为136
5，重定向redirct，类型值为137。
所有承载NDP消息的ICMPv6报文跳数都限制为255，如果这个设备收到小于255NDP报文，则报文会被丢弃，这样更安全。
地址解析
1，IPv6的地址解析不再使用ARP，也不再使用广播方式
2，地址解析在三层完成，针对不同的链路层协议可以采用相同的地址解析协议
通过ICMPv6（类型135的NS及类型136的NA报文）来实现地址解析。
3，NS报文发送使用组播的方式，报文的目的IPv6地址为被请求的IPv6地址对应的
“被请求节点组播地址”，报文的目的MAC为组播MAC。
4，采用组播的方式发送NS消息相对比与广播的方式更加的高效，也减少了对其他节点的
影响和对二层网络的性能压力。
5，可以使用三层的安全机制（IPsec）避免地址解析攻击。
IPv6地址解析的特点
1，IPv6地址解析不依赖ARP完成，也不使用广播方式
2，地址解析在三层完成，针对不同的链路层协议可以采用相同的地址解析协议
3，层次分明，应为ICMPv6被看做三层协议，不像ARP那样，类似于2.5层
4，NS报文使用组播地址发送
5，采用三层完成解析，可以使用一些三层的安全机制，避免攻击的产生。
IPv6地址解析的好处：
1，加强介质的独立性：
针对IPv4来说，IPv4协议本身不能完成地址解析，依赖于ARP协议完成，而ARP服务于以太网，如果网络类型不同，
针对IPv6来说，IPv6的地址解析由NDP进行完成，基于三层进行解析，不需要对每一个链路层协议定义一种新的解析协议。
2，安全性更高：
针对IPv4 ARP协议自身存在缺陷，容易遭受到ARP欺骗攻击。
针对IPv6来收，地址解析基于三层完成，可利用三层安全机制，提高安全性。
3，降低了二层的网络的压力：
针对IPv4来说，ARP请求报文是广播发送，广播报文将会泛洪到整个广播域内，其他节点收到广播报文都会交于CPU处理。增加了主机的负担。
针对IPv6来说,NS报文采用组播地址发送，虽然组播地址也是交换机泛洪，但是有目的MAC是组播帧，其他节点收到这个报文之后，如果本身没有监听这个地址，报文将会在网卡上丢弃，而不会交于CPU处理，减少主机负担，（如果NS报文的被请求节点组播地址，由多个主机监听，则其他主机依然会交于CPU处理，但是后24bit相同的主机很难在一个广播域出现）
IPv6邻居路由表（dis ipv6 ne）
在IPv6中不存在ARP缓存表，取而代之的叫做IPv6邻居状态表，在IPv6中一共定义了5中邻居状态，
1，未完成状态（INCOMPLETE）：表面当前正在针对地址进行解析，比如以及发送了NS报文
2，可达状态(REACHABLE)：表明当前地址解析以及完成，此时认为地址是可达的，有两种原因进入陈旧状态，
1.此状态保持30S时间，将会进入到陈旧状态
2.收到了邻居非请求的NA报文，并且链路层地址不同。
3.可达，不仅要确定自己到达对端是可达的，也要确定对端到达自己是可达的，即双向可达。基于这个原因，如果收到一个未经请求的NS报文，并且链路层地址不同，这个NA报文只能证明邻居到末端的可达性。由于这个NA 不是本段NS之后的响应，所以本段不能确定自己到达对端是可达到。
IPv6种如何才能确定双向可达呢？
1.针对邻居发送NS报文之后，收到了责怪邻居NA报文。
2.上层应用程序的ACK报文（非重复的ack确定）
验证：两台设备互相telnet，并且查看IPv6邻居状态，将会永远保持到Reach状态
3，陈旧状态(STALE)：上一状态达到30S进入陈旧状态。
4，延迟状态（DELAY）：这个状态只能触发产生，当设备访问一个处于成就状态的节点时，将会进入到这个状态，
如果停留5S内未收到任何关于可达性的确定，将会进入到reach状态。
如果停留5S内收到任何关于可达性的确定，将会进入到PROBE状态。
延迟状态的5S：相当于发送邻居请求之后，如果没有收到NA报文，将会在这个状态停留5S，是预留给上层协议的一个可达性确认的机会，属于一种优化措施，或者说备用措施。
5，探查状态（PROBE） ：延迟状态停留5s后，如果没有收到邻居可达性的确认
IPv6邻居状态的好处：
针对IPv4来说：ARP表项，本身没有办法做到动态维护，当吓一跳离开的实施，如果本端存在吓一跳的ARP表项，则依然会将数据发出，导致网络内传递大量无用流量。
针对IPv6来说，引入了IPv6邻居关系的维护，能够保证在访问的时候，确定这个下一跳是可达的地址，防止网络内传递无用的流量，这点ARP协议本身是做不到的，ARP只能通过老化机制实现。
在P2P链路上不存在IPv6邻居状态表，因为针对P2P链路上来说，本身存在链路层的检测比如LAP这些，所以不需要IPv6维护。
地址重复检测 DAD
机制概述：
1，重复地址检测确保网络中无两个相同的单播地址
2，所有地址都需要做DAD
3，使用NS和NA完成DAD交互过程。
原理：
1，一个地址在通过DAD地址重复检测之前称为“tentative地址”也就是试验性地址。接口暂时还不能使用这个试验性地址进行正常的IPv6单播地址通讯，但是会加入和该地址所对应的Soliceted-Node组播组。dis ipv6 int g0/0/0
2，DAD重复地址检测：节点向该tentative地址所在的Solicited-Node组播地址发送一个NS，如果收到某个其他站点回应的NA，就证明该地址已被网络上使用，节点将不能使用该tentative地址通讯。
3，接口在启用任何一个单播IPv6地址前都先不要进行DAD，包括link-local地址。
检测过程：设备A发送NS报文（组播）之后，设备B收到这个NS报文，有两种处理方式
1，如果B发现，冲突的这个地址，在自身上也是“试验地址”，则不做任何处理，将会放弃这个地址的使用
2，如果B发现，冲突的这个地址，已经被自己正常使用，则会向该地址的被请求节点组播发送一个NA报文。变成冲突状态（DUPLICATE）
[Huawei]dis ipv6 interface GigabitEthernet 0/0/0
GigabitEthernet0/0/0 current state : UP
IPv6 protocol current state : UP
IPv6 is enabled, link-local address is FE80::5689:98FF:FEE2:7EC3
Global unicast address(es):
2001:10::10:10, subnet is 2001:10::/64 [DUPLICATE]
Joined group address(es):
FF02::1:FF10:10
FF02::2
FF02::1
FF02::1:FFE2:7EC3
MTU is 1500 bytes
ND DAD is enabled, number of DAD attempts: 1
ND reachable time is 30000 milliseconds
ND retransmit interval is 1000 milliseconds
Hosts use stateless autoconfig for addresses
无状态地址自动配置（Stateless adress autoconfiguration，SLAAC）
作用：用于帮助设备发现本地直连链路 相连的设备，并获取与地址自动配置的相关前缀和其他配置参数（比如DNS服务器的地址，地址租期这些）
路由器发现是属于IPv6地址自动配置功能的基础，IPv6的路由器发现和地址自动配置主要依靠以下两种报文。
RA：路由器通告报文。由路由器定时组播发送RA报文，RA报文中包含本接口的全局单播前缀信息，以及一些其他的标志位实现其他作用。RA保温的Type134 Code0、
RS：路由器请求报文。由主机在接入网络后想要尽快获取网络前缀，就会发RS报文，Type133 Code0，收到RA报文之后将会进行地址自动配置
华为设备中RA报文的发送能力默认是关闭的，接口下使用命令：undo ipv6 nd ra half 开启RA报文的发送。
默认缺省情况下，RA报文的最大时间间隔是600s，最小发送时间间隔是200s。即RA发送时间在200s~600S之间，思科设备默认200s定期发送。
ipv6 nd ra max-interval //修改最大发送时间间隔
ipv6 nd ra min-interval //修改最小发送时间间隔
华为设备中RS保温的发送能力默认是开启的，但是需要在接口下配置：ipv6 address auto global //配置接口使用SLAAC来配置全局单薄地址，默认设备指挥在配置之后发送3次RS，之后不再发
主机接收到RA报文之后的自动配置：
第一步：AR1发送RA报文--->
源地址：AR1的G0/0/0接口的LLA（link-local address）
目的地址：FF02::1(所有节点组播地址)
第二步：PC3配置了通过SLAAC进行IPv6地址自动配置之后，将会执行以下动作：
1，先根据接口标识产生链路本地地址。
2，发出邻居请求，进行重复地址检测。
- 如地址冲突，则停止自动配置，需要手动配置
- 如不冲突，链路本地地址生效，根据RA报文中的前缀产生全局单播地址，并产生指向该路由器本地地址的缺省路由
主机发送RS报文请求地址自动配置
如果此时PC2接入网络之后，将会根据EUI-64产生接口的链路本地地址，然后进行DAD检测，检测通过之后会发送RS
第一步：PC2发送RS报文-->
源地址：PC2的G0/0/0接口的链路本地地址
目的地址：FF02::2(所有路由器组播地址)
第二步：AR1接收到RS响应报文-->
源地址：AR1的G0/0/0接口的LLA（link-local address）
目的地址：PC2的G0/0/0的接口LLA
第三步：PC2收到RA之后，根据RA报文中的64位前缀，结合EUI-64自动生成GUA，并且产生指向路由器链路本地地址的缺省路由。
默认情况下，路由器会将接口所有的IPv6前缀，填充到RA报文中发送，主机收到之后根据前缀配置IPv6地址，如果RA报文中存在多个IPv6前缀，则主机会配置多个IPv6前缀
IPv6 nd ra prefix 2003:123::64 10000 1000 指定某一个前缀发送
注意点：当设备出现以下情况时：将会出现忽略RA报文的处理：
1：RA报文选项中的“auto”未置位。
2：前缀与已有地址前缀重复（包括link-local地址）。
3：RA报文选项中的“preferred lifetime”时间大于“valid lifetime”
4：前缀长度与接口ID长度之和不等于128位。
如果设备开启了RA报文的发送能力，默认情况下，接口存在几个全局单播前缀，RA报文中就会包含多个前缀信息。主机收到就会配置多少个地址。
如果设备本身没有全局单播地址依然会发送RA报文 但是其中不包括前缀信息 其他设备收到之后也不进行配置
当广播域内存在多个发送RA的路由器，并且RA报文中的前缀信息也是相同的时候，此时主机只会配置一个全局的IPV6单播地址。
如果广播域内存在多个发送RA的路由器，设备将根据每个RA报文中携带的前缀信息都产生GUA。但是在产生缺省路由的时候将会比较RA报文的优先级，优先级越高越优。
如果RA保温的路由优先级相同，设备将会产生多条缺省路由，报文会通过负载分担的方式通过缺省路由转发。
华为设备最多只能从RA报文中学习到3条缺省路由，并且不能覆盖，多余的路由将会舍弃。
RA报文默认指向路由优先级：IPv6 nd ra preference high/medium/low
dis ipv6 routing-table
在IPv6中 既然能通过SLAAC进行地址的自动配置，那么DHCPv6的部署是否还存在必要性呢？
SLAAC局限性太大。打印机，PC需要静态的地址 SLACC不能实现，mac地址发生改变，地址也会随之改变，
当存在多条缺省路由的时候，如果其中一台设备故障 主机缺省路由如何切换？
1，当发送RA报文的路由器接口shudown之后，设备将会从接口发送出最后一个RA报文，其中Routerfiletime设置为0，主机收到之后将会删除产生的缺省路由。
2，[huawei-g0/0/0]IPv6 nd ra router-lifetime XX //修改根据RA报文产生缺省路由失效时间 默认1800s。
3，Router lifetime 仅适用于作为默认路由器的路由器应用 如果设置为0，则主机不在产生指向此RA报文的发送者的缺省路由，但是依然会使用它的RA报文配置GUA。
IPv6设备用到了RA报文中的以下三个标记位：
1，A标记（Address Autoconfiguration Flag）：地址自动配置标记位。（此标记只在RA报文中的prefix信息中出现。默认1）
置1时：代表告诉主机使用该前缀信息，通过SLAAC创建本地的IPv6 GUA
置0时：代表告诉主机不适用该前缀信息，通过SLAAC创建本地IPv6 GUA（但是缺省路由依旧产生）
2，O标记（Other Configuration Flag）:叫做其他配置标记位。（出现在RA报文的主题字段中，默认0）
置1时：代表告诉主机使用无状态DHCPv6服务器获取，除了IPv6地址之外的其他配置信息。也就是只使用无状态DHCPv6服务器获取DNS等服务
置0时：代表告诉主机不适用无状态DHCPv6.配置任何参数。
3，M标记（Managed Address Configuration Flag）：叫做管理地址标记位。
置1时：代表告诉主机使用有状态DHCPv6服务器获取IPv6 GUA还有其他配置
置0时：代表告诉主机不使用有状态DHCPv6，配置任何参数。
M=1类似于DHCPv4 但是还是有区别，设备收到RA报文之后的操作只有：
- 提取IPv6报头的源地址，作为本机的默认网关，其他所有参数都需要有状态DHCPv6进行配置，这点与DHCPv4不同
- 这是因为IPv6协议开发者认为根据RA报文产生的缺省路由更准确些。
上述3个标记位，
有状态DHCPv6与无状态DHCPv6的区别（DHCPv6不能为主机提供网关，由RA报文提供）
1，有状态DHCPv6：能够为主机提供IPv6地址，也能够记录IPv6客户端的信息，而且能够提供DNS等配置参数。
2，无状态DHCPv6：不能够为主机提供IPv6地址，也不会记录客户端信息，只能够提供DNS配置参数。
隧道技术
IPv6和IPv4共存技术分为两类：
1双栈协议
2IPv6 over IPv4隧道技术：特点是将IPv6报文封装进IPv4报头中，把IPv6报文作为IPv4报文的载荷，穿越IPv4网络连接多个IPv6孤岛
1，手动隧道
2，GRE隧道
