《IPV6組網(wǎng)技術與實踐》 課件 13：實施IPv6 over IPv4技術過渡-4

單元13掌握IPv6overIPv4過渡技術【技術背景】在IPv6成為主流協(xié)議前，零星孤島IPv6網(wǎng)絡需要穿越IPv4的Internet，才可以實現(xiàn)孤島IPv6網(wǎng)絡之間通信，如圖13-1所示。在IPv4向IPv6過渡期間，使用隧道技術實現(xiàn)IPv6穿越IPv4，保證IPv4網(wǎng)絡能夠平穩(wěn)過渡到IPv6網(wǎng)絡。此外，除隧道技術外，還出現(xiàn)了多種過渡技術，這些技術各有特點，解決IPv4向IPv6過渡期間IPv6網(wǎng)絡通信問題。【學習目標】1.知識目標（1）了解IPv6overIPv4過渡技術。（2）了解雙協(xié)議棧(DualStack)技術。（3）了解各種隧道(Tunnel)過渡技術。2.能力目標學會配置隧道(Tunnel)，實現(xiàn)IPv6overIPv4過渡。任務13.3

IPv6overIPv4隧道-6to4自動隧道【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐以上兩種隧道技術都有一個共同點：明確指定隧道對端地址或接口。這種隧道技術在連接的網(wǎng)絡地址固定情況下可行，但隧道的擴展性太差，在某些場合，需要在網(wǎng)絡中實施一種自動隧道技術。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐1.什么是自動隧道所謂自動隧道，指用戶僅在網(wǎng)絡邊界設備上配置隧道起點；而隧道終點由網(wǎng)絡邊界設備自動生成。為了使網(wǎng)絡邊界設備自動產(chǎn)生隧道終點的IP地址，在邊界設備上創(chuàng)建隧道接口時，采用內嵌IPv4地址的特殊IPv6地址，幫助設備從IPv6報文中目的IPv6地址中解析出IPv4地址。然后，以這個IPv4地址作為隧道的終點地址，如圖13-19所示。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐1.什么是自動隧道如圖13-20所示6to4自動隧道場景，根據(jù)IPv6報文封裝不同，自動隧道分為6to4隧道和ISATAP隧道兩種。下面重點介紹6to4的自動隧道技術。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐2.什么是6to4自動隧道6to4隧道是點到多點自動隧道，通過IPv4網(wǎng)絡實現(xiàn)孤島IPv6網(wǎng)絡通信。6to4隧道通過在IPv6報文的目的地址，使用特殊IPv6地址，獲取自動隧道終點IPv4地址，如圖13-21所示。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐2.什么是6to4自動隧道6to4自動隧道使用特殊的6to4地址，實現(xiàn)自動隧道通信機制。這里所說的特殊的6to4地址是一類特殊的IPv6全局單播地址，它通過公網(wǎng)IPv4地址映射而來，如圖13-22所示。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐2.什么是6to4自動隧道與IPv4兼容自動隧道不同，6to4自動隧道支持路由器到路由器連接、主機到路由器的連接、路由器到主機的連接、主機到主機等多種網(wǎng)絡類型的連接。其中，6to4自動隧道使用特殊IPv6地址格式，如圖13-23所示。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐2.什么是6to4自動隧道其中，相關參數(shù)說明如下。FP：可聚合全球單播地址的格式前綴（FormatPrefix），其值為001。TLA：頂級聚合標識符（TopLevelAggregator），其值為0x0002。SLA：站點級聚合標識符（SiteLevelAggregator）。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐3.熟悉6to4自動隧道應用場景如圖13-24所示6to4自動隧道場景，網(wǎng)絡邊界路由器RouterA已有公網(wǎng)IPv4地址200.1.1.1。該IPv4地址對應6to4特殊IPv6地址是：2002:C801:0101::/48。其中，C801:0101是200.1.1.1的16進制形態(tài)。如此一來，就得到48位的IPv6地址前綴，這個前綴可進一步子網(wǎng)劃分，最終形成64位的IPv6前綴，應用在終端上。此外，路由器Router2連接的孤島IPv6網(wǎng)絡的配置過程同理。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐4.熟悉6to4自動隧道地址格式6to4隧道采用特殊6to4地址，其格式為“2002:a.b.c.d:子網(wǎng)號::接口ID/64”。該特殊的IPv6地址中的相關信息說明如下。2002是固定的IPv6地址前綴。地址中“a.b.c.d”表示6to4隧道對應32位公網(wǎng)IPv4地址，使用16進制表示（如1.1.1.1表示為0101:0101）。一個6to4網(wǎng)絡表示為“2002:a.b.c.d::/48”格式。“2002:a.b.c.d”后子網(wǎng)號部分，表示16位子網(wǎng)號，由用戶自定義。接口ID部分，能唯一標識一臺主機在6to4網(wǎng)絡內的位置。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐5.熟悉6to4自動隧道原理6to4地址的64位前綴中，前48bit（2002:a.b.c.d）由分配給路由器上IPv4地址決定，用戶不能改變。后16位由用戶自己定義16位子網(wǎng)號。前綴中前48位已由固定數(shù)值、隧道起點或終點設備IPv4地址確定，使IPv6報文通過隧道進行自動轉發(fā)成為可能。通過嵌入IPv4地址的特殊6to4地址，自動確定隧道終點，隧道的建立非常方便。通過6to4隧道，利用IPv4網(wǎng)絡完成IPv6網(wǎng)絡互連，克服IPv4兼容IPv6自動隧道使用的局限性。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐6.了解6to4自動隧道通信過程在6to4自動隧道方案中，利用2002::/16固定6to4地址空間，實現(xiàn)自動隧道的建立過程。如圖13-25顯示6to4自動隧道場景。首先，邊界路由器RouterA和RouterB配置公網(wǎng)IPv4地址：200.1.1.1/24和200.2.2.2/24。對于邊界路由器RouterA來說，通過該設備上公網(wǎng)地址200.1.1.1/24（16進制為C8.01.01.01），映射得到該IPv4對應6to4的IPv6地址為2002:C801:0101::/48（前16bits固定為2002，后面32bits是200.1.1.1對應16進制數(shù)，組裝得到/48比特IPv6地址前綴）。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐6.了解6to4自動隧道通信過程IPv6孤島網(wǎng)絡中主機PC1使用這個特殊IPv6地址，組建6to4自動隧道網(wǎng)絡，實現(xiàn)IPv6孤島網(wǎng)絡之間通信，如圖13-26所示。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐6.了解6to4自動隧道通信過程當PC1主機訪問另一個IPv6孤島網(wǎng)絡2002:C802:0202::/48時，如圖13-27封裝IPv6數(shù)據(jù)包。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐6.了解6to4自動隧道通信過程封裝完成IPv6數(shù)據(jù)包到達路由器RouterA后，RouterA發(fā)現(xiàn)封裝目的地址以“2002：”開頭特殊IPv6地址，這是6to4自動隧道的專用地址。于是，從IPv6地址中抽出關鍵字段“C802:0202”，計算出對應IPv4地址“200.2.2.2”。接下來，RouterA路由器在原始IPv6報文基礎上，重新封裝IPv4頭部，作為IPv4數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)載荷部分，完成IPv4數(shù)據(jù)包封裝。其中，該IPv4數(shù)據(jù)包的源地址作為6to4自動隧道的源地址，目的地址為200.2.2.2。封裝完成IPv4數(shù)據(jù)包，通過6to4自動隧道，穿越IPv4海洋網(wǎng)絡，傳輸?shù)剿淼缹Χ说穆酚善鱎outerB后。RouterB路由器通過該IPv4數(shù)據(jù)包頭中標志信息，將外層IPv4頭部剝離，將數(shù)據(jù)載荷部分的IPv6報文取出，轉發(fā)給對端的IPv6孤島網(wǎng)絡中的PC2主機。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐6.了解6to4自動隧道通信過程如圖13-28所示6to4自動隧道中報文的封裝、通信過程。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐7.配置6to4自動隧道在配置6to4自動隧道時，需要注意以下幾點。首先，需要創(chuàng)建Tunnel接口；然后，才能配置Tunnel其它參數(shù)。在邊界設備與IPv6網(wǎng)絡相連接口上，必須配置IPv6地址；在邊界設備與IPv4網(wǎng)絡相連接口上配置IPv4地址。當指定Tunnel源接口是物理接口時，建議Tunnel編號與Tunnel源物理口編號相同。在配置6to4自動隧道時，只需要確定Tunnel源。其中，Tunnel目的地址從原始IPv6報文的目的地址中獲取。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐7.配置6to4自動隧道（1）創(chuàng)建Tunnel接口。在配置模式下，使用如下命令指定隧道接口號創(chuàng)建隧道接口。Router(config)#interfacetunneltunnel-num//創(chuàng)建Tunnel接口（2）指定6to4隧道模式。在配置模式下，使用如下命令指定Tunnel類型為6to4隧道模式。Router(config-if-Tunnel-id)#tunnelmodeIPv6ip6to4（3）開啟隧道接口上的IPv6功能在隧道接口配置模式下，開啟IPv6功能。Router(config-if-Tunnel-id)#IPv6enable13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐7.配置6to4自動隧道（4）設置Tunnel接口的IPv6地址。在隧道配置模式下，使用如下命令設置Tunnel接口的IPv6地址。Router(config-if-Tunnel-id)#IPv6address{IPv6-addressprefix-length|IPv6-address|prefix-length}在設置Tunnel接口上IPv6地址，指定Tunnel接口IPv6地址前綴，應該與邊界設備所屬的IPv6網(wǎng)絡地址前綴相同。（5）指定Tunnel的源地址或源接口。在配置模式下，使用如下命令指定隧道封裝源地址，或者引用的源接口號。Router(config-if-Tunnel-id)#tunnelsource{ip-address|type-num}需要注意的是：被引用的接口上，必須已經(jīng)配置了IPv4地址，而且使用IPv4地址必須是全局、可路由地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐7.配置6to4自動隧道（6）配置一條靜態(tài)路由并關聯(lián)輸出接口。為6to4特殊前綴2002::/16網(wǎng)絡，配置一條靜態(tài)路由，并關聯(lián)輸出接口到該隧道接口上（即前面指定隧道接口）。Router(config)#IPv6route2002::/16tunneltunnel-number（7）查看隧道配置結果Router#showIPv6interfacetunnelinterface-number13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐如圖13-29所示6to4自動隧道場景，IPv6孤島網(wǎng)絡中主機PC1和PC2，使用全局IPv6地址。網(wǎng)絡邊界路由器RouterA和RouterC從兩端接入IPv4網(wǎng)絡，申請有公網(wǎng)IPv4地址，配置動態(tài)6to4隧道。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐首先，在網(wǎng)絡邊界路由器RouterA上創(chuàng)建tunnel0，配置特殊的6to4的IPv6地址，也即202.101.12.1對應2002:CA65:0C01::1/48。路由器RouterC上同樣配置。孤島IPv6網(wǎng)絡中的PC1主機（2001:0001::/16網(wǎng)絡）發(fā)往PC2主機（2001:0002::/16網(wǎng)絡）信息，通過RouterA網(wǎng)絡邊界路由器轉發(fā)。RouterA路由器通過查詢到下一跳為2002:CA65:1703::FFFF，通過RouterA路由器上tunnel0轉發(fā)。由于tunnel0是6to4自動隧道，于是從2002:CA65:1703::FFFF特殊6to4自動隧道地址中，提取對應IPv4地址，也就是202.101.23.3。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（1）按照拓撲完成組網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)場設備，按照拓撲組網(wǎng)，完成網(wǎng)絡場景組建。盡量按照拓撲上接口連接組網(wǎng)，如果有相應的接口變化，相應修改如下接口名稱，配置信息沒有變化。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（2）配置RouterA路由器的基本信息Router#configureterminalRouter(config)#hostnameRouterARouterA(config)#interfaceSerial0/0//連接IPv4網(wǎng)絡接口RouterA(config-if)#ipaddress202.101.12.1255.255.255.0RouterA(config-if)#noshutdownRouterA(config-if)#exitRouterA(config)#13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（2）配置RouterA路由器的基本信息RouterA(config)#interfaceGigabitEthernet0/0//連接IPv6網(wǎng)絡接口RouterA(config-if)#ipv6enableRouterA(config-if)#ipv6address2001:0001::FFFF/64RouterA(config-if)#noshutdownRouterA(config-if)#exitRouterA(config)#13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】8.實施6to4自動隧道技術實踐（3）配置RouterA路由器6to4自動隧道信息RouterA(config)#RouterA(config)#interfaceTunnel0//配置interfaceTunnel0接口RouterA(config-if-Tunnel0)#ipv6enableRouterA(config-if-Tunnel0)#ipv6unicast-routingRouterA(config-if-Tunnel0)#ipv6address2002:CA65:C01::FFFF/64RouterA(config-if-Tunnel0)#tunnelmodeipv6ip6to4RouterA(config-if-Tunnel0)#tunnelsourceSerial0/0RouterA(config-if-Tunnel0)#noshutdownRouterA(config-if-Tunnel0)#exitRouterA(config)#13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（4）配置RouterA路由器以及隧道路由RouterA(config)#RouterA(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0202.101.12.2//配置默認下一跳路由RouterA(config)#ipv6route2001::/162002:CA65:1703::FFFFRouterA(config)#ipv6route2002:CA65:1703::/48Tunnel0RouterA(config)#exit13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（5）配置RouterB路由器的基本信息以及路由按照拓撲，完成IPv4網(wǎng)絡中路由器RouterB路由器的基本接口地址信息以及路由配置。其中，在IPv4網(wǎng)絡全網(wǎng)開啟OSPFv2路由信息，實現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡中設備通信。限于篇幅，關于IPv4網(wǎng)絡中配置信息，此處省略。……13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（6）配置RouterC路由器的基本信息Router#configureterminalRouter(config)#hostnameRouterCRouterC(config)#interfaceSerial0/0//連接IPv4網(wǎng)絡接口RouterC(config-if)#ipaddress202.101.23.3255.255.255.0RouterC(config-if)#noshutdownRouterC(config-if)#exitRouterC(config)#13.3掌握IPv6overIPv4隧道技術【技術介紹】13.3.4實施6to4自動隧道技術實踐8.實施6to4自動隧道技術實踐（6）配置RouterC路由器的基本信息RouterC(config)#interfaceGigabitEthernet0/0//連接IPv6網(wǎng)絡接口RouterC(config-if)#ipv6enableRouterC(config-if)#ipv6address2001:0002::FFFF/64RouterC(config-if)#noshutdownRouterC(config-if)#exitRouterC(config)#13.3掌握