如何在路由器上实现IPv6地址

在路由器上实现IPv6地址类似于IPv4，但是有一些选项可以帮助工程师更轻松地配置IPv6地址。通过IPv4寻址，某些设备（例如服务器和路由器）通常使用静态的预定义IPv4地址。最终用户设备不介意其地址是否不时更改，并且通常使用DHCP动态学习IPv4地址。

IPv6使用相同的常规模式，IT组控制下的服务器，路由器和其他设备通常使用预定义的IPv6地址，而最终用户设备则使用动态学习的IPv6地址。

本文从更明显的IPv6寻址配置开始，这些配置反映了IPv4功能，展示了如何使用IPv6地址配置接口并查看简单的Cisco配置。本文的下半部分介绍了新的IPv6寻址概念，显示了路由器在执行不同任务时使用的其他一些地址。

在路由器上实现单播IPv6地址

每个公司的企业网络都基于一个或多个协议模型或协议栈。在联网的早期，企业网络使用来自不同供应商的一个或多个协议栈。随着时间的流逝，公司将TCP / IP（基于IPv4）添加到了程序包中。最终，公司完全迁移到TCP / IP，成为唯一使用的协议栈。

IPv6的出现要求在最终用户主机，服务器，路由器
和其他设备上实施IPv6 。但是，公司不能仅在短时间内将所有设备从IPv4迁移到IPv6。

取而代之的是，可能会发生某种长期迁移和共存的现象，多年来，大多数公司网络再次使用多种协议栈：一种基于IPv4，另一种基于IPv6。最终，随着时间的流逝，我们可能都会看到企业网络只运行IPv6的一天，而没有留下任何IPv4，但是这一天可能要花一些时间。

向已建立的基于IPv4的企业间网络添加IPv6支持的一种方法是实施双栈策略。为此，可以将路由器配置为使用接口上的IPv6地址来路由IPv6数据包，其模型与路由器支持IPv4的模式类似。

然后，主机可以在就绪时实现IPv6，并同时运行IPv4和IPv6（双栈）。本文的第一主要部分显示了如何在路由器上配置和验证单播IPv6地址。

静态单播地址配置

在Cisco路由器中，有两个选项可以静态配置IPv6地址。一种选择是配置完整的128位地址。另一个选项是配置64位前缀，然后让路由器派生地址的第二部分（接口ID）。接下来，我们将继续学习有关如何配置这两个选项以及路由器如何选择IPv6地址后半部分的更多信息。

配置完整的128位地址

要静态配置完整的128位单播地址（全局单播或唯一本地）
，路由器需要在接口子命令的每个接口上配置ipv6地址及其前缀长度。该地址可以是缩写的IPv6地址，也可以是完整的32位十六进制地址。该命令在末尾包括前缀长度值，地址和前缀长度之间没有空格。

使用IPv6地址的路由器接口的配置非常简单。在Cisco路由器中，只需全局启用 ipv6单播路由并配置与IPv4相同的IPv6地址。以下示例显示了使用IPv6地址配置两个路由器的过程。

请记住，如果路由器碰巧省略了ipv6 unicast-routing命令，它仍然可以配置接口IPv6地址，但是路由器的行为类似于IPv6主机，并且不会路由IPv6数据包。

使用EUI-64生成唯一的接口ID

IPv6遵循与IPv4相同的通用模型，有关哪些类型的设备通常使用
静态预定义地址，哪些设备使用动态学习的地址。

借助IPv6，路由器通常还使用静态IPv6地址，而用户设备使用DHCP或无状态地址自动配置（SLAAC）动态地学习其IPv6地址。有趣的是，路由器具有两个选项，用于配置稳定且可预测的不变的IPv6接口地址。 

如上一节所述，选项一使用ipv6 address命令定义整个128位地址。另一种方法使用相同的ipv6 address命令为接口配置64位IPv6前缀，并让路由器自动生成唯一的接口ID。

第二种方法使用称为EUI-64（扩展的唯一标识符）的规则。该配置包括一个关键字，告诉路由器使用EUI-64规则以及64位前缀。然后，路由器使用EUI-64规则创建地址的接口ID部分，如下所示：

1. 将6字节（12进制数字）的MAC地址分成两半（每个6进制数字）。
2. 在两者之间插入FFFE，使接口ID总共有16个十六进制数字（64位）。
3. 反转接口ID的第七位。

下图显示了使用EUI-64方法时IPv6的各个部分。

尽管它似乎有些令人费解，但是它很容易学习。稍作练习，您可以查看一个IPv6地址，并迅速在接口ID的中间注意到FFFE，然后轻松地找到对应接口的MAC地址的两半。

下表显示了一些示例，其中第一列为IPv6 64位前缀，第二列为MAC地址。

动态单播地址配置

在大多数情况下，网络工程师将配置路由器接口的IPv6地址，以便
在工程师更改路由器配置之前，地址不会更改。但是，可以将路由器配置为使用动态学习的IPv6地址。这些对于通过某些类型的Internet访问技术（例如DSL和电缆调制解调器）连接到Internet的路由器很有用。

思科路由器支持两种方法来使路由器接口动态学习要
使用的IPv6地址：

• 有状态DHCP
• 无状态地址自动配置（SLAAC）

两种方法都使用熟悉的ipv6 address命令。当然，这两个选项都不配置
实际的IPv6地址。相反，这些命令配置了一个关键字，该关键字告诉路由器
使用哪种方法来学习其IPv6地址。以下示例显示了一种配置，其中一个接口使用状态DHCP，一个接口使用SLAAC。

！该接口使用DHCP来学习其IPv6地址

interface GigabitEthernet0/0
ipv6 address dhcp

！该接口使用SLAAC来学习其IPv6地址

interface GigabitEthernet0/1
ipv6 address autoconfig

IPv6链接本地地址

IPv6使用链接本地地址作为一种特殊的单播IPv6地址。这些地址不用于包含应用程序数据的普通IPv6数据包流。相反，它们由一些开销协议使用，下面将对其进行说明。

IPv6将链接本地地址用于各种协议。许多需要在单个子网内发送消息的IPv6协议通常使用链接本地地址，而不是主机的全局单播或唯一本地地址。例如，开销协议之一是邻居发现协议（NDP），它取代了IPv4 ARP的功能，使用链路本地地址。

路由器还将本地链接地址用作IPv6路由中的下一跳IP地址，如下
图所示。IPv6主机还使用像IPv4这样的默认路由器（默认网关）概念，但是主机不是指向同一子网中的路由器地址，而是指向路由器的本地链接地址。

以下列表总结了有关链接本地地址的要点：

单播（非多播）：链接本地地址表示单个主机，发送到
链接本地地址的数据包应仅由该特定主机处理。

转发范围仅是本地链路：发送到链路本地地址的数据包不会离开
本地数据链路，因为路由器不会转发具有链路本地目标地址的数据包。

自动生成：具有IPv6接口（和路由器接口）的所有主机都可以自动创建自己
的链接本地地址，从而在动态学习全局单播地址之前解决了主机的一些初始化问题。

常见用途：用于某些开销协议，这些开销协议位于一个子网本地，但用作
IPv6路由的下一跳地址。

前缀：前10位必须匹配前缀FE80 :: / 10，这意味着前三个十六进制数字将是FE8，FE9，FEA或FEB。