《IPV6組網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐》 課件 2：掌握豐富多彩IPv6地址-組播地址

單元2掌握豐富多彩IPv6地址【技術(shù)背景】IPv6滿足各種智能終端接入互聯(lián)網(wǎng)需求，如個人數(shù)字設(shè)備、IP電話、智能汽車等，推動萬物互聯(lián)時代的到來。IPv6海量地址，可以為地球上任何聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供全球唯一IP地址，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)需求。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知識目標(biāo)（1）了解IPv6地址格式。（2）區(qū)分IPv6地址類型。（3）了解EUI-64接口ID。（4）了解IPv6單播地址、IPv6組播地址知識。2.能力目標(biāo)會配置IPv6地址，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通。任務(wù)2.2了解IPv6組播地址格式【技術(shù)介紹】2.6.1IPv6組播地址結(jié)構(gòu)1.認(rèn)識IPv6組播地址結(jié)構(gòu)與IPv4組播相同，IPv6組播標(biāo)識一組接口，屬于不同節(jié)點(diǎn)。其中，固定前綴“FF00::/8（11111111）”，且最高8位固定為全1。注意：任何節(jié)點(diǎn)都能成為一個組播組成員；其次，組播地址只能是目標(biāo)地址；最后，組播組中一臺節(jié)點(diǎn)，都能收到發(fā)往該組播組的數(shù)據(jù)。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】1.認(rèn)識IPv6組播地址結(jié)構(gòu)IPv6組播地址由前綴，標(biāo)志（Flag）字段、范圍（Scope）字段及組播組ID（GlobalID）四部分組成。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】1.認(rèn)識IPv6組播地址結(jié)構(gòu)（1）前綴：8比特全1，組播地址標(biāo)識。（2）標(biāo)志字段（Flag）：長4bit，只使用最后1比特（前三位置0）。當(dāng)值為0，表示組播地址由IANA組織分配永久分配地址。值為1，表示一個臨時組播地址（非永久分配地址）。也就是說：前四位為0000代表是一個永久性的組播地址；前四位為0001代表是暫時的組播地址。（3）范圍字段（Scope）：長度4bits，代表組播范圍，定義1,2,5,8和E，代表不同組播范圍。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2．了解IPv6組播地址的MAC地址映射在TCP/IP通信，IPv6組播要映射二層MAC地址，實(shí)現(xiàn)三層到二層通信。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2．了解IPv6組播地址的MAC地址映射如圖所示，三層IPv6組播地址，映射二層MAC地址過程。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2．了解IPv6組播地址的MAC地址映射（1）將“零壓縮”還原完整IPv6地址：“FFF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001”。（2）將后32bits位二進(jìn)制取出，即“0000:0001”。（3）將32bits位二進(jìn)制，填充到IPv6組播MAC固定前綴“3333”后。（4）得到IPv6組播地址“FF02::1”映射二層MAC地址“3333:0000:0001”。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2.6.2眾所周知組播地址眾所周知（Well-known）組播地址，運(yùn)行在特定IPv6網(wǎng)絡(luò)，具有特別含義。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2.6.3被請求節(jié)點(diǎn)組播地址1.什么是被請求節(jié)點(diǎn)組播地址IPv6沒有定義廣播地址，也不再使用ARP協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)過程，仍需要通過三層IP地址，解析二層MAC地址。在IPv6中，需要特別IPv6組播地址實(shí)現(xiàn)，也即被請求節(jié)點(diǎn)組播地址（Solicited-node）。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】1.什么是被請求節(jié)點(diǎn)組播地址特殊組播地址，只在本地鏈路有效，實(shí)現(xiàn)鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制和重復(fù)地址檢測（DAD），替代ARP協(xié)議。配置每個IPv6單播地址，都自動生成一個被請求節(jié)點(diǎn)組播地址。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址應(yīng)用場景IPv4通信需同時獲得主機(jī)IP地址與MAC地址才能完成。僅知道IP地址，使用ARP協(xié)議解析MAC地址。IPv6通信不使用廣播，也沒有ARP，使用ICMPv6協(xié)議，實(shí)現(xiàn)三層IPv6解析二層MAC。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址應(yīng)用場景在IPv6地址解析，主機(jī)A解析主機(jī)D的MAC地址，使用被請求節(jié)點(diǎn)組播地址（主機(jī)D請求節(jié)點(diǎn)組播地址FF02::1:FFAA:4C3E作目標(biāo)IP地址），將地址解析請求消息，封裝成IPv6組播包，采用組播傳播。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】3.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址解析過程IPv6主機(jī)解析某IPv6地址對應(yīng)二層MAC地址，發(fā)送鄰居請求NS（NeighborSolicitation）報文。首先，主機(jī)封裝NS報文。NS報文目標(biāo)地址，使用IPv6地址對應(yīng)被請求節(jié)點(diǎn)組播地址。然后，封裝完成請求節(jié)點(diǎn)信息，以點(diǎn)對點(diǎn)形式，發(fā)到請求鏈路。因?yàn)樵摫徽埱蠊?jié)點(diǎn)組播地址，在整條鏈路上具有唯一性，只有具有該組播地址的節(jié)點(diǎn)主機(jī)才處理。被請求節(jié)點(diǎn)組播地址實(shí)現(xiàn)IPv6的MAC地址解析的關(guān)鍵。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】4.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址生成過程一個IPv6單播地址都有一個對應(yīng)被請求節(jié)點(diǎn)組播地址，使用該地址實(shí)現(xiàn)地址解析、重復(fù)地址檢測等通信功能。其中，該組播地址的有效范圍為本地鏈路范圍。一個三層的IPv6地址被請求節(jié)點(diǎn)組播地址，如何生成？2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】4.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址生成過程被請求節(jié)點(diǎn)組播地址是特殊組播地址。將單播IPv6地址后24bits位，填充到固定前綴“FF02::1:FF”中，生成鏈路本地地址唯一被請求節(jié)點(diǎn)組播地址。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】4.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址生成過程假設(shè)鏈路本地地址“FECO:0000:0000:0000:0230:18FF:FEAA:4C3E”，生成過程如下所示。首先，寫出固定前綴“FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF”。然后，取出該鏈路本地地址最后6bits位十六進(jìn)制字符（二進(jìn)制為24bits位）“AA:4C3E”，填充到固定前綴“FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF”后。形成被請求節(jié)點(diǎn)組播地址為“FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FFAA:4C3E”，再使用“零壓縮”法表示：“FF02::1：FFAA:4C3E”。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】4.被請求節(jié)點(diǎn)組播地址生成過程2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2.6.4節(jié)點(diǎn)及路由器上IPv6地址接入網(wǎng)絡(luò)路由器、主機(jī)或接口，具備多個IPv6地址，包括單播地址、組播地址，具有不同作用范圍。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】2.6.4節(jié)點(diǎn)及路由器上IPv6地址一臺IPv6主機(jī)或一個接口，具有IPv6地址如表所示。2.5掌握IPv6組播地址【技術(shù)介紹】1.主機(jī)或者接口必須具備IPv6地址一臺路由器除具備主機(jī)所有地址外，還具備表所示地址，完成IPv6路由功能。2.5掌握IPv6組播地址【任務(wù)實(shí)施】【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【任務(wù)描述】某企業(yè)使用組建公司下一代互聯(lián)網(wǎng)，使用多臺IPv6交換機(jī)組建IPv6網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)互連互通?！炯夹g(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】1．如圖所示連線，組建某企業(yè)IPv6園區(qū)網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備，按照拓?fù)浣M網(wǎng)，完成網(wǎng)絡(luò)場景組建。盡量按照拓?fù)渖辖涌谶B接組網(wǎng)，如果有相應(yīng)的接口變化，相應(yīng)修改如下接口名稱，配置信息沒有表化。【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】2.配置設(shè)備鏈路本地地址（FE80::/10），實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)連通。（1）激活SwitchA的互連接口IPv6功能Switch#configureterminalSwitch(configure)#hostnameSwitchASwitchA(configure)#interfaceGigabitEthernet0/1SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#noswitch//開啟三層接口功能SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#IPv6enable//開啟三層接口IPv6功能SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#endSwitchA#【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】2.配置設(shè)備鏈路本地地址（FE80::/10），實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)連通。（2）激活SwitchB的互連接口IPv6功能Switch#configureterminalSwitch(configure)#hostnameSwitchBSwitchB(configure)#interfaceGigabitEthernet0/1SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#noswitch//開啟三層接口功能SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#IPv6enable//開啟三層接口IPv6功能SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#endSwitchB#【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】3.查看設(shè)備鏈路本地地址（FE80::/10）信息。（1）查看SwitchA的互連接口的Link-localAddresses地址（FE80::/10）信息SwitchA#showipv6interfaceGigabitEthernet0/1GigabitEthernet0/1isup,lineprotocalisupTPv6isenabled,1ink-1ocaladdressisFE80::C803:2FFF:FEF0:0Novirtuallink-localaddressces:Globalunicastaddress(es):Joinedgroupaddress(es):FF02::1FF02::1:FF00:1FF02::1:FFF0:0MTUis1500bvtes……【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】3.查看設(shè)備鏈路本地地址（FE80::/10）信息。（2）查看SwitchB互連口的Link-localAddresses地址（FE80::/10）信息SwitchB#showipv6interfaceGigabitEthernet0/1GigabitEthernet0/1isup,lineprotocalisupTPv6isenabled,1ink-1ocaladdressisFE80::C804:2EFF:FEB4:0Novirtuallink-localaddressces:Globalunicastaddress(es):Joinedgroupaddress(es):FF02::1FF02::1:FF00:2FF02::1:FFB4:0MTUis1500bvtes……【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】3.查看設(shè)備鏈路本地地址（FE80::/10）信息。（3）通過Link-localAddresses地址（FE80::/10），測試網(wǎng)絡(luò)連通SwitchA#pingipv6FE80::C804:2EFF:FEB4:0Typeescapesequencetoabort.sending5,100-byteICMPEchosto2000::2,timeoutis2seconds:!!!!!Successrateis100percent(5/5),round-tripmin/avg/max=4/13/28ms網(wǎng)絡(luò)通信正常，通過ipv6的鏈路本地地址實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的IPV6網(wǎng)絡(luò)連通?！炯夹g(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】4.手工配置主機(jī)的IPv6地址，實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)連通。（1）手工SwitchA的互連接口IPv6地址SwitchA#configureterminalSwitchA(configure)#interfaceGigabitEthernet0/1SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#noswitch//開啟三層接口功能SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#IPv6enable//開啟三層接口IPv6功能SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#IPv6address2000::1/64//手工配置IPv6地址SwitchA(configure-if-GigabitEthernet0/1)#endSwitchA#【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】4.手工配置主機(jī)的IPv6地址，實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)連通。（2）手工SwitchB的互連接口IPv6地址SwitchB#configureterminalSwitchB(configure)#interfaceGigabitEthernet0/1SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#noswitch//開啟三層接口功能SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#IPv6enable//開啟三層接口IPv6功能SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#IPv6address2000::2/64//手工配置IPv6地址SwitchB(configure-if-GigabitEthernet0/1)#endSwitchB#【技術(shù)實(shí)踐】配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通【實(shí)施步驟】5.查看設(shè)備全球可聚合的本地地址信息。（1）查看SwitchA的互連接口的配置完成的ipv6地址信息SwitchA#showipv6interfaceGigabitEthernet0/1GigabitEthernet0/1isup,lineprotocalisupTPv6isenabled,1ink-1ocaladdressisFE80::C803:2FFF:FEF0:0Novirtual