ipv6地址配置（DHCP有狀態(tài)無狀態(tài)）實驗報告

1、IPv6地址配置實驗報告本實驗包含了IPv6地址配置相關(guān)的，較為全面的實驗內(nèi)容，主要完成了五部分的內(nèi)容，分別是無狀態(tài)IPv6地址配置、ipv6地址的前綴集體更改的實驗、半狀態(tài)的DHCPv6配置、有狀態(tài)DHCPv6地址配置、兩個dhcp服務(wù)器時的選擇和DHCPv6中繼。本實驗由新疆師范大學(xué)計算機技術(shù)2017級研究生林虎獨立完成。實驗設(shè)計僅供參考。本實驗在windows和ensp環(huán)境下進行。實驗注意事項，在實驗過程中，需要注意cloud的不穩(wěn)定性，當(dāng)其連接的網(wǎng)卡有設(shè)置修改會使cloud不能夠生效，需要重新進行配置。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4991931

2、17 第一部分 無狀態(tài)的IPv6地址自動配置 PAGEREF _Toc499193117 h 1 HYPERLINK l _Toc499193118 第二部分 ipv6地址的前綴集體更改的實驗 PAGEREF _Toc499193118 h 11 HYPERLINK l _Toc499193119 第三部分 地址無狀態(tài)分配，其他信息由dhcp服務(wù)器分配 PAGEREF _Toc499193119 h 15 HYPERLINK l _Toc499193120 第四部分 有狀態(tài)DHCPv6地址配置。 PAGEREF _Toc499193120 h 22 HYPERLINK l _Toc499193

3、121 第五部分 兩個DHCPv6服務(wù)器的情況 PAGEREF _Toc499193121 h 38 HYPERLINK l _Toc499193122 第六部分 DHCP中繼代理 PAGEREF _Toc499193122 h 46第一部分 無狀態(tài)的IPv6地址自動配置實驗環(huán)境：Windows 10操作系統(tǒng)，ENSP環(huán)境，VM虛擬機，虛擬機內(nèi)Windows 7操作系統(tǒng)。此后的實驗環(huán)境沒有大的改變，不再重復(fù)贅述實驗原理：無狀態(tài)的IPv6配置過程是這樣的。路由器發(fā)送router advertise 報文，通告自己的路由前綴。機器接收到報文，利用自己的mac地址，配置全球唯一IPv6地址。機器發(fā)送

4、鄰居檢測報文實驗步驟：實驗的拓撲結(jié)構(gòu)如下圖1.1：圖1.1 實驗拓撲結(jié)構(gòu)在cloud1 中的配置如下圖1.2：圖1.2 cloud配置在ensp的路由器中選擇Router路由器，這個路由器在這個版本的軟件中提示為保留，不再維護，所以如果是后期版本的ensp需要注意添加的路由器是否支持全部的ipv6功能。查看路由器是否具有較全功能可以在下面的命令中查看是否具有完全的ipv6功能選項：一、檢查命令是否可用。（一）該部分命令全部在系統(tǒng)模式（sys）下執(zhí)行。1、輸入ipv6 ? 此時會提示ipv6 可以配置的各類命令。2、 輸入ipv6 icmp ? 可以看到ipv6下所有icmp的配置命令，這部分命

5、令中，我們必須要使用的是router-advertisement和router-solicitation。如果上述的命令齊全之后，我們還需要查看接口端的命令是否齊全。（二）此部分命令在以太網(wǎng)接口下執(zhí)行：在sys狀態(tài)下輸入ipv6使路由器的ipv6功能打開。進入到接口中，輸入命令ipv6 enable，使能接口的ipv6功能輸入ipv6 ?顯示在接口中能執(zhí)行的ipv6命令輸入ipv6 nd ?查看鄰居檢測是否齊全輸入ipv6 nd ra ?查看鄰居檢測中的路由通告和發(fā)現(xiàn)是否齊全完成上述檢查后，首先需要對各個網(wǎng)卡進行配置。二、虛擬網(wǎng)卡的第一步配置為了我們能夠準(zhǔn)確地觀察到包的狀況，我們首先關(guān)閉了VM

6、8的網(wǎng)卡ipv6功能。配置如下（關(guān)閉和刪除他的ipv6配置內(nèi)容）：關(guān)閉ipv6功能三、開始抓包之后我們需要開始抓包過程了。我們抓取的端口使的0/0/0端口。這時候會沒有任何的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。沒有任何的數(shù)據(jù)包四、路由器配置這個時候就可以開始我們路由器的配置了。路由器的配置如下： sysHuaweiipv6Huaweiipv6 icmp router-advertisement receiveHuaweiipv6 icmp router-solicitation receiveHuaweiipv6 icmp neighbor-advertisement receiveHuaweiipv6 icmp n

7、eighbor-solicitation receiveHuaweiinter e0/0/0Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 enableHuawei-Ethernet0/0/0ipv6 address 2001:0505:0505:0506:1/64Huawei-Ethernet0/0/0undo ipv6 nd autoconfig managed-address-flagHuawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd ra prefix 2001:0505:0505:0506:1/64 50000 25000Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd

8、ra route-information 2001:0505:0505:0506:1 64 lifetime 50000 preference highHuawei-Ethernet0/0/0undo ipv6 nd ra halt/這個時候，我們可以看到路由器已經(jīng)開始發(fā)送router advertise的報文了。會等待比較長的時間才會看到第一個。Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd ra max-interval 30五、開啟虛擬機。這個時候我們把虛擬機開機，網(wǎng)卡的ipv6配置生效并設(shè)置為自動獲取ipv6地址，這個時候我們就會看到整個的交互過程開始了1、下圖是剛開始，路由器

9、在發(fā)送路由通告的過程：我們打開一個router advertise報文查看里面的內(nèi)容我們可以看到這里面是我們之前配置的ipv6前綴。2、下圖為開啟了虛擬機的所有ipv6功能后，網(wǎng)卡之間開始交互我們看到vm網(wǎng)卡和win7虛擬機啟動后，兩方分別首先發(fā)送3個muliticast listener內(nèi)容的地址為ff02:16的站點內(nèi)組播報文，打開其中的一個內(nèi)容：我們可以看到，其發(fā)送的內(nèi)容是，它自己狀態(tài)改變，要開始接收里面的數(shù)據(jù)包。隨后我們看到他們接收到router advertise 報文后，進行了自動地址配置。并進行了我們通過命令行查看以下我們獲得的ip地址：Vm8的ip地址情況Win7虛擬機的ip地

10、址情況從上面我們可以看到，虛擬機vm8網(wǎng)卡上的ip地址被分配為 IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2001:505:505:506:51e:55a7:d9f2:8140(首選) 臨時 IPv6 地址. . . . . . . . . . : 2001:505:505:506:180f:1362:3e86:858e(首選)虛擬機win7的ip被分配為 IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2001:505:505:506:9824:9753:dec2:6066(首選) 臨時 IPv6 地址. . . . . . . . . . :

11、2001:505:505:506:b101:a7cc:2078:5080(首選)他們的默認網(wǎng)關(guān)都被配置為：默認網(wǎng)關(guān). . . . . . . . . . . . . : fe80:5689:98ff:feef:523b%20而這個地址正是我們路由器的本地鏈路地址。在配置萬ip之后，各個端口進行了IP地址重復(fù)檢測，檢查是否在內(nèi)部有同樣的網(wǎng)絡(luò)地址。6066和5080的鄰居請求8140和858e的鄰居請求我們打開其中的一個數(shù)據(jù)包可以看到，里面有完整的ip地址信息8140地址重復(fù)檢測的數(shù)據(jù)包在這之后的一段時間內(nèi)，都是正常的鄰居發(fā)現(xiàn)的，路由通告的內(nèi)容了。另外我們還可以看到我們設(shè)置的內(nèi)容會在一段時間內(nèi)循環(huán)

12、出現(xiàn)，這就是我們設(shè)置的地址有效時間生效了。第二部分 ipv6地址的前綴集體更改的實驗我們在這種模式下可以對IPv6地址進行集體的前綴修改，我們可以做如下的配置。Huawei-Ethernet0/0/0undo ipv6 address 2001:0505:0505:0506:1/64Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 address 2001:0505:0505:0507:1/64Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd ra prefix 2001:505:505:507:1/64 55000 27500Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd ra

13、 route-information 2001:505:505:507: 64 lifetime 55000 preference high在配置好之后路由器發(fā)出的router advertise內(nèi)容就變成了如下這樣：我們可以看到，通告中，同時包含了兩種前綴接下來我們執(zhí)行Huawei-Ethernet0/0/0undo ipv6 nd ra prefix 2001:505:505:506:/64Huawei-Ethernet0/0/0undo ipv6 nd ra route-information 2001:505:505:506: 64這時候我們再看到 的數(shù)據(jù)包就變成了這樣這個時候的數(shù)據(jù)包

14、內(nèi)就只有一個前綴了。我們再次檢查機器配置得到的IP地址。Vm8獲得的IP地址Win7虛擬機獲得的IP地址原先的IP地址會在到期后自動消失。IP地址也包含了最新的前綴地址。第三部分 地址無狀態(tài)分配，其他信息由dhcp服務(wù)器分配這種模式的設(shè)置建立在前面實驗的基礎(chǔ)之上，只不過有一些內(nèi)容稍微需要修改。另外再添加DHCP服務(wù)器的內(nèi)容就可以了。這里我們需要補充一些原理內(nèi)容。M位和O位：在路由通告的報文中有兩個配置位M位和O位M=0，O=0應(yīng)用于沒有DHCPv6服務(wù)器的環(huán)境。主機使用RA消息中的前綴構(gòu)造IPv6單播地址，同時使用其他方法（非DHCPv6），例如手工配置的方法設(shè)置其他配置信息（DNS等）。M=

15、1，O=1主機使用DHCPv6來配置IPv6單播地址以及其他配置信息（DNS等）。這種應(yīng)用也稱為DHCPv6 Stateful。M=0，O=1主機使用RA消息獲得的IPv6前綴構(gòu)造IPv6地址，同時使用DHCPv6來獲取除了地址之外的其他配置信息。這種應(yīng)用也被稱為DHCPv6 stateless。M=1，O=0主機僅僅使用DHCPv6來獲取IPv6地址，至于其他配置信息則并不通過DHCPv6獲得，這種組合不建議使用。其他的內(nèi)容和前提都建立在之前實驗的基礎(chǔ)之上?，F(xiàn)在對路由器做這些配置：Huaweidhcpv6 duid llHuaweidhcpv6 pool lin1Huawei-dhcpv6-

16、pool-lin1dns-domain-name lin.hu /配置域名信息Huawei-dhcpv6-pool-lin1dns-server 2001:505:505:507:1Huaweidhcp enableHuawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd autoconfig other-flag /配置O位Huawei-Ethernet0/0/0dhcpv6 server lin1這時候我們看到捕獲到的數(shù)據(jù)包已經(jīng)有dhcp的數(shù)據(jù)包了我們打開最新的一個icmpv6數(shù)據(jù)包。在這里我們看到，我們的other configuration標(biāo)志為已經(jīng)設(shè)置為了set另外我們可以看到在接收到

17、到這個數(shù)據(jù)包之后，大家紛紛發(fā)出DHCPv6 information-request數(shù)據(jù)包我們打開其中的一個dhcp 請求數(shù)據(jù)包，我們可以看到，這里面只有關(guān)于DNS等非地址請求的信息。我們打開一個DHCPv6 reply的數(shù)據(jù)包我們可以看到請求的信息包括DNS信息和lifetime，但是沒有包含IP地址信息。我們現(xiàn)在再看一下兩個網(wǎng)卡獲得的IP地址情況。Vm8的IP地址情況虛擬機win7的IP地址情況而這種模式下配置的DHCP配置模式，DHCP只有兩個交互過程?？蛻舳税l(fā)出DHCPv6 information-request數(shù)據(jù)包，服務(wù)器端接收到之后直接發(fā)出DHCPv6 reply數(shù)據(jù)包第四部分 有

18、狀態(tài)DHCPv6地址配置。現(xiàn)在，我們再原有的基礎(chǔ)之上，完成全部都由dhcp來完成地址配置的部分。本部分建立在前面的配置基礎(chǔ)之上?，F(xiàn)在對路由器進行如下配置：Huawei-dhcpv6-pool-lin1address prefix 2001:0505:0505:0507:1/64 life-time 50000 25000Huawei-dhcpv6-pool-lin1excluded-address 2001:0505:0505:0507:1Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd autoconfig managed-address-flag這個時候我們就可以發(fā)現(xiàn)我們的dhcpv

19、6數(shù)據(jù)包再次出現(xiàn)，我們先看一下最后一個router advertise數(shù)據(jù)包我們可以看到，這里面的M位和O位都設(shè)置為了set，這就表示我們的設(shè)備必須通過DHCPv6服務(wù)器完成所有的配置。接下來，我們分別來看一下dhcpv6的過程：DHCPv6 Solicit數(shù)據(jù)包的內(nèi)容：我們在這里面可以看到Client Identifier內(nèi)容，里面包含了客戶端的DUID，另外我們可以看到，DUID包含的內(nèi)容是從物理地址得來的。數(shù)據(jù)包內(nèi)還包含了地址的請求。另外，這個數(shù)據(jù)包是一個組播包，目的地址是ff02:1:2。接下來，我們看一下DHCPv6的advertise數(shù)據(jù)包：在這里面我們可以看到，DHCPv6服務(wù)器

20、在收到solicit報文后，回應(yīng)給client數(shù)據(jù)包，并且內(nèi)部包含了client的duid信息和服務(wù)器的duid信息。另外也還包含了分配給他的IPv6地址信息和DNS信息。接下來我們打開request數(shù)據(jù)包這個數(shù)據(jù)包相對來說就比較長了。里面不僅包含了client的DUID、server的DUID，還包含了請求的地址和DNS請求。我們可以看到這個數(shù)據(jù)包是一個單播的數(shù)據(jù)包。接下來我們來看一下最后一個reply數(shù)據(jù)包：這一次我們看到，server在這個數(shù)據(jù)包中再次把第二次的信息包含在里面，client也確認了自己獲得的IPv6地址和DNS信息。我們現(xiàn)在來看一下實際的地址配置位什么樣了。VM8的IP地

21、址虛擬機內(nèi)的IP地址。從圖中，我們可以看到我們的IP地址已經(jīng)有了2001:505:505:507:2和2001:505:505:507:3并且緊隨其后的就是他的獲得租約的時間和到期的時間。接下來我們來進行DHCP其他命令的測試Renew命令我們可以看到，發(fā)出了renew的請求后，dhcp服務(wù)器返回了reply數(shù)據(jù)包我們打開renew的內(nèi)容我們可以看到這個數(shù)據(jù)包比較長，和request數(shù)據(jù)包很像，但是這個數(shù)據(jù)包是一個組播數(shù)據(jù)報。我們打開reply數(shù)據(jù)包看一下：我們現(xiàn)在看到，里面的信息和之前的reply信息一樣，不過在接收到這個數(shù)據(jù)包之后，我們的客戶端將到期時間進行修改，我們看一下客戶端的信息：R

22、enew前Renew后與之前的相比我們可以看到，現(xiàn)在的到期時間已經(jīng)延后。現(xiàn)在我們進行release測試：我們看到release之后捕獲到了release和reply數(shù)據(jù)包，我們分別看一下數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息：Release數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息：我們可以看到。這個數(shù)據(jù)包內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)容與request很相似，與renew一樣都是組播報文。我們再看一下reply的內(nèi)容：我們看到，reply的內(nèi)容簡單粗暴，在最后的狀態(tài)碼中寫到success，表示成功執(zhí)行。，這個時候我們再來看一下我們的網(wǎng)卡上面的地址配置情況：我們可以看到，這里面已經(jīng)沒有了任何DHCPv6服務(wù)器配置的信息了。我們現(xiàn)在再次執(zhí)行renew我們看到我們的i

23、p地址已經(jīng)更換成了2001:505:505:507:5第五部分 兩個DHCPv6服務(wù)器的情況進行如果有兩個dhcp服務(wù)器會怎么樣？現(xiàn)在我們將拓撲進行修改：新的dhcpv6服務(wù)器拓撲結(jié)構(gòu)Cloud的配置情況在這部分的實驗中，由于windows10對ensp的支持不是很好，所以此部分后的實驗環(huán)境轉(zhuǎn)入到win7虛擬機內(nèi)，本地連接就是win7虛擬機內(nèi)的網(wǎng)卡。其他的配置方法與之前的相同，不做贅述我們?yōu)镽1和R2分別配置了一個DHCP服務(wù)器。R1的地址池R2的地址池我們將主機的DHCPv6配置重新打開，這個時候我們看看數(shù)據(jù)包的狀況。在這里面我們看到，solicit發(fā)出之后，兩個dhcp服務(wù)器都返回了adv

24、ertise數(shù)據(jù)包我們看到954在2495之前到達。我們分別查看一下954和2495的advertise數(shù)據(jù)包的信息954的advertise數(shù)據(jù)包2495的advertise數(shù)據(jù)包往后翻看，我們查找一下request請求，在這里面我們看到最后客戶端只發(fā)了一個request數(shù)據(jù)包我們打開這個request數(shù)據(jù)包查看一下我們可以看到，在這個數(shù)據(jù)包中server duid對應(yīng)的是953，而這個duid正好是第一個到達的954所以我們可以得到這樣一個結(jié)論。在有多個dhcpv6服務(wù)器的時候，客戶端選擇的是第一個返回advertise數(shù)據(jù)包的服務(wù)器。并選用它分配的IP地址。我們再看一下主機的IP地址主機

25、在兩個dhcp服務(wù)器下獲取到的IP地址情況第六部分 DHCP中繼代理我們再次修改拓撲結(jié)構(gòu)Dhcp中繼拓撲結(jié)構(gòu)我們將兩個路由器的配置信息分別做如下的修改：R1配置命令如下：Huawei-Ethernet0/0/0dhcpv6 relay destination 2001:505:505:506:1Huawei-Ethernet0/0/0dhcpv6 relay advertise prefix-delegation routeR2我們多配置了一個地址池，并且將dhcp server的pool改成了lin3.另外由于這樣的拓撲結(jié)構(gòu)連接了兩個網(wǎng)絡(luò)，所以針對R2需要配置靜態(tài)路由。配置命令如下：Huaweiipv6 route-static 2001:505:505:507:1 64 2001:505:505:506:2如此我們就完成了DHCP代理服務(wù)器的配置。在這之后，我們就可以看到兩邊的地址配置的發(fā)包狀況了