浅析IPv6网络地址分配与路由技术

邱 亮，储久良

（1.南京师范大学泰州学院 教育技术中心，江苏 泰州 225300；

2.南京理工大学泰州科技学院 现代教育技术中心，江苏 泰州 225300）

随着国家CNGI项目的启动，我国IPv6已进入了实质性发展阶段，IPv6将取代IPv4成为下一代网络的基础协议，现阶段，作为IPv4网络向IPv6网络的过渡阶段，如何保证IPv4和IPv6协议同时运行、如何合理分配IPv6地址，优化路由策略就成为IPv6组网的重要问题。 借助于Cisco和H3C的设备实现IPv6的地址分配、路由规划、IPv6接入等功能。

1 IPv6的地址分配技术

在IPv4网络中，采用动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）进行IP地址及其相关信息的自动设置。简单地说，DHCP客户端从DHCP服务端得到IP地址和一些相关信息（DNS、默认网关、域名），从而实现了自动设置主机IP地址的目的。

当发展到IPv6网络时，除通过DHCP分配IP的方式外，新增一种无状态地址自动配置方式，这种方式简化了网络管理者的日常维护工作，使IPv6网络应用更易于使用和推广。

1.1 无状态自动配置过程

无状态自动配置过程分为两个阶段：链路本地地址的配置和全球单播地址的配置[1]。

1）首先主机将它的网卡MAC地址根据EUI-64规范自动生成64位的接口ID，然后根据链路本地地址前缀（FE80::/10）及接口ID，自动为接口生成链路本地地址。接着主机进行重复地址检测，以验证地址是否存在冲突，如有冲突，主机将随机生成一个新的链路本地地址，也可手动指定一个链路本地地址[2]。

2）在完成链路本地地址的配置后，主机将以此地址为源地址向本地链路中的所有路由器多点广播路由器请求RS（Router Solicitation），请求获得路由器的前缀信息，路由器收到RS报文后，以单播RA（Router Advertisement）报文形式向该主机回送路由器公告。RA报文包含可聚集全局单点广播地址前缀和其它相关配置信息，主机收到RA报文后，将全局地址前缀加上接口ID生成一个临时的单播地址。同时主机再次进行重复地址检测，如果没有冲突，则该临时地址将生效。至此，IPv6无状态地址自动配置过程结束[3]。

值得注意的是，通过无状态自动配置IPv6地址时，一般还需要配合DHCPv6服务器来为客户端分配DNS等信息。

1.2 IPv6的地址配置举例

安装IPv6协议，并在接口上配置IPv6全球单播地址或站点本地地址。

1）路由设备：H3C S7506E、Cisco Systems 7507

2）客户机系统：Windows、Linux、Unix

对Windows 2000和Windows XP系统，在命令行模式下键入下面的命令，即可快速完成IPv6的安装和配置：

对Windows 2003系统，在命令行模式下需使用netsh命令来完成IPv6的安装和配置，具体安装命令如下：

对Linux系统，以CentOS为例，具体安装和配置的命令如下：

对Unix系统，以FreeBSD为例，在/etc/rc.conf配置文件中启用IPv6，具体配置如下：

在路由器上通过无状态自动配置功能配置IPv6地址，配置DHCPv6实现自动分配DNS。

1）以H3C S7506E为例，具体配置命令如下：

2）以Cisco Systems 7507为例，具体配置命令如下：

2 IPv6网络路由协议的配置举例

IPv6路由按照生成方式可以分为：直连路由、静态路由、动态路由[4]。

2.1 直连路由

主要是指路由器本身接口的主机路由以及所属前缀的路由。在路由表中这类路由的Preference为0，即会被最优先使用，其类型被标识为Direct路由，如图1所示。

图1 交换机IPv6路由表图Fig.1 Switchboard IPv6 routing list chart

2.2 静态路由

是指手动配置的路由，下面举例配置一条静态路由。

1）以H3C S7506E为例，具体配置命令如下：

2）以Cisco Systems 7507为例，具体配置命令如下：

在配置静态路由时，也可以指定路由的出口，强制数据包从指定接口发出去。

2.3 动态路由

按照使用的算法不同，可以分为距离矢量路由RIPng和GBP4+，链路状态路 OSPFv3和 IPv6-IS-IS。下面重点对RIPng和OSPFv3路由协议进行分析。

2.3.1 RIPng配置举例分析

IPv6的RIP，所有路由规则与IPv4 RIPv2基本相同，针对IPv6的应用环境，RIPng进行了如下修改[5]:

在配置RIPng时，方法不同于IPv4 RIP，RIPng是采用先配置进程，然后需要让哪些接口运行在RIPng下，就必须到相应的接口下明确指定，并不像IPv4 RIP那样在进程下通过network 来发布[6]。

图2以Cisco设备为例，对RIPng路由进行配置举例。

具体配置命令如下：

图2 配置RIPng组网图Fig.2 Network chart of disposed RIPng

2.3.2 OSPFv3配置举例分析

OSPFv3与 OSPFv2（IPv4 OSPF）的原理都是相同的，OSPFv3选举Router-ID的规则与OSPFv2相同，OSPFv3也是选择路由器上的IPv4地址作为Router-ID，如果设备上没有配置IPv4地址，那么必须手工指定Router-ID。在配置OSPFv3时，先配置进程，然后需要让哪些接口运行在OSPFv3下，就必须到相应的接口下明确指定，并不像OSPFv2那样在进程下通过network来发布。

OSPFv3使用了链路本地地址作为协议报文的源地址，所有路由器都会学习本链路上其他路由器的链路本地地址，并将它们作为到达目的地路由的下一跳IPv6地址。

图3以H3C设备为例，对OSPFv3进行配置举例。

图3 配置OSPFv3区域组网图Fig.3 Disposes the OSPFv3 region network chart

各接口IPv6地址配置省略，OSPFv3基本功能配置步骤如下：

3 IPv6地址的推广与统计

在完成IPv6网络的快速部署后，下面通过H3C的cams认证计费系统，对客户机进行安装IPv6协议，当客户端进行802.1x认证时，从服务端接收自动运行指令，执行ipv6 install命令，即实现了IPv6协议在windows XP系统下的安装。

IPv6用户数的统计同样可以通过认证计费系统中在线用户模块，查看到在线用户数。如图4、图5所示。

图4 客户端自动运行任务图Fig.4 Duty chart of client side automatic movement

图5 在线用户管理图Fig.5 Chart of online user management

4 结束语

随着IPv6网络的快速发展，IPv6将取代IPv4成为下一代网络的基础协议，但是目前仍处于IPv4向IPv6的过渡阶段，并且这个阶段将是一个相当长的过程，在此阶段需要IPv4与IPv6共存，借助于H3C和CISCO的设备实现IPv4/IPv6双栈网络，合理分配IPv6地址，优化路由策略，为各大高校实现在现有网络基础上快速部署IPv6起到了示范性作用。

[1]孙戎.浅析IPv6邻居发现协议中无状态地址自动配置机制[J].科技广场，2010，11:9-11.SUN Rong.Briefanalysis forstateless address auto configuration mechanism in IPv6 ND protocol[J].Technical Square Magazine，2010，11:9-11.

[2]邹妍，李玉萍，吴国强，等.IPv6的无状态地址自动配置初探[J].地壳构造与地壳应力文集，2006（19）:193-197.ZOU Yan，LI Yu-ping， WU Guo-qiang， et al.Prelim inary study of stateless address auto configuration protocol for IPv6[J].Institute of Crustal Dynamics，2006（19）:193-197.

[3]宋晓宇.IPv6无状态地址自动配置机制分析[J].现代电子技术，2005（6）:81-82.SONG Xiao-yu.Analysis of IPv6 stateless address autoconfiguration[J].Modern Electronic Technology，2005（6）:81-82.

[4]H3C公司.IPv6路由协议 [EB/OL].（2010-12-14）http://wenku.baidu.com/view/f55eb0c79ec3d5bbfd0a7459.html.

[5]唐拥政，周大为.基于IPv6的路由协议的研究[J].盐城工学院学报，2011（1）:55-58.TANG Yong-zheng，ZHOU Da-wei.The research of routing protocol based on IPv6[J].Yancheng Engineering Institute Journal，2011（1）:55-58.

[6]百度文科.IPv6的路由选择 [EB/OL].（2010-10-08）http://wenku.baidu.com/view/aa5f571fb7360b4c2e3f64ae.html.