基于Windows 的IPv6 实验

迈不过友情╰ 2022-10-01 01:51 224阅读 0赞

【实验目的】  
掌握Windows XP 环境下IPv6协议栈的安装和卸载；了解Windows XP对IPv6协议的支持。  
【技术原理】  
\- IPv6地址  
IPv4地址是类似 A.B.C.D 的格式，是32位，用"."分成四段，10进制表示；  
IPv6地址类似X:X:X:X:X:X:X:X的格式，是128位，用":"分成8段，16进制表示。  
例如：2001: 0da8:8000:6081:0001:0000:0000:0001  
为了简化其表示法，rfc2373提出每段中前面的0可以省略，连续的0可省略为"::"，但只能出现一次。以上例子即成为：2001:da8:8000:6081:1::1  
IPv6地址被分成两个部分：子网前缀和接口标识符，因此可以按照类似CIDR地址的方式被表示为一个带额外数值的地址，其中该数值指出了地址中有多少位是代表网络部分(网络前缀)，即IPv6节点地址中指出了前缀长度，该长度与IPv6地址间以斜杠区分，例如：2001::1/64，这个地址中用于选路的前缀长度为64位。  
\- 不同类型的 IPv6 单播地址  
\- 全局地址： 类似公共 IPv4 地址。全局地址在 Internet 的 IPv6 部分中全局可访问， 地址通常以“2”或“3”开头。  
\- 本地链路(Link-local) 地址：类似IPv4自动专用 IP 寻址 (APIPA) 地址 (169.254.0.0/16)，本地链路地址用于特定的链路，通常以“fe80”开头。  
\- 本地站点(Site-local) 地址： 类似专用 IPv4 地址，本地站点地址用于企业的 Intranet，并可重复用于企业的不同站点。通常以“fec”、“fed”、“fee”或“fef”开头。RFC 3879 并不推荐使用本地站点地址。  
\- 嵌有IPv4地址的IPv6地址：按照一种混合方式表达，即X : X : X : X : X :X : d . d . d . d，其中X表示一个1 6位整数，而d表示一个8位的十进制整数。例如，地址0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 192 .168 . 168. 1就是一个合法的IPv6地址。使用简写的表达方式后，该地址也可以表示为：: : 192 .168 . 168 . 1  
\- 本地链路地址  
缺省情况下，Windows XP的IPv6 协议会为已经安装的以太网络适配器所对应的每个接口都配置一个本地链路地址，其前缀是 FE80::/64。IPv6 地址的最后 64 位称为接口标识符，它派生自网络适配的 48 位 MAC 地址：  
把十六进制数 0xFF-FE 插入到 MAC 地址的第三和第四个字节之间；  
对MAC 地址第一个字节的第二个低位取补码（如果它是 1，那它就要被设置成 0；如果它是 0，它就要被设置成 1）。  
【例如】MAC 地址是 00-60-08-52-F9-D8：  
\- 把十六进制数 0xFF-FE 插入到 MAC 地址的 0x08 （第三个字节）和 0x52 （第四个字节）中间，构成了 64 位的地址 00-60-08-FF-FE-52-F9-D8。  
\- 0x00 的第二个低位是0，在取补码之后变成了 1。其结果是，第一个字节的0x00 变成了 0x02。  
\- 相对应的接口标识符是 02-60-08-FF-FE-52-F9-D8。  
示例节点的本地链路地址是 FE80::260:8FF:FE52:F9D8，它带有前缀 FE80::/64 和接口标识符 02-60-08-FF-FE-52-F9-D8。  
\- 安装了IPv6协议后，会自动配置fe80::/10 的本地链路地址，用于单一链路，可自动邻机发现，相当于IPv4的局域网，就可以做IPv6的研究实验。  
\- Windows XP默认不支持IPv6协议，但是系统通过IPv6.sys文件集成了IPv6功能模块，需要时可以安装并激活该功能。在Windows环境下安装IPv6协议栈有两种方法：命令行方式和窗口操作。

【实验设备】  
双协议栈PC机(1台)、直连线（1根）  
【实验拓扑】

实验步骤：  
1在主机上安装IPv6协议  
在命令提示符下输入：c:> ipv6 install  
2 各种IPv6的命令  
ipv6 if ! 查看本地链路地址及其相应的接口号  
ipconfig /all ！显示所有适配器的完整 TCP/IP 配置信息  
显示信息说明：  
Ethernet adapter Network Lab:  
Description . . . . . . . . . . . : Realtek RTL8168C(P)/8111C(P) Family PCI-E GBE NIC  
Physical Address. . . . . . . . . : 00-25-64-E9-9E-8F  
Dhcp Enabled. . . . . . . . . . . : No  
。。。  
IP Address. . . . . . . . . . . . : fe80::225:64ff:fee9:9e8f%5 ！本地链路地址，接口ID为5  
DNS Servers . . . . . . . . . . . : fec0:0:0:ffff::1%2 ！3个DNS 服务器的已知单播地址  
fec0:0:0:ffff::2%2  
fec0:0:0:ffff::3%2  
Ethernet adapter 本地连接 2:  
Description . . . . . . . . . . . : Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC  
Physical Address. . . . . . . . . : 50-78-82-82-5F-D4  
Dhcp Enabled. . . . . . . . . . . : No  
IP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.2.13  
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0  
IP Address. . . . . . . . . . . . : fe80::5278:82ff:fe82:5fd4%6 ！本地链路地址，接口ID6  
Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.2.254  
DNS Servers . . . . . . . . . . . : 202.120.2.101  
fec0:0:0:ffff::1%1  
fec0:0:0:ffff::2%1  
fec0:0:0:ffff::3%1

Tunnel adapter Teredo Tunneling Pseudo-Interface: ！隧道适配器 Teredo 隧道虚拟接口  
Teredo：通过网络地址转换器 (NAT) 发送 IPv4 封装的 IPv6 数据包的 IPv6 转换技术。对于该主机，Teredo 未处于活动状态。只对隧道虚拟接口分配了本地链路地址 以及接口ID 4。  
Description . . . . . . . . . . . : Teredo Tunneling Pseudo-Interface  
Physical Address. . . . . . . . . : FF-FF-FF-FF-FF-FF-FF-FF  
。。。  
IP Address. . . . . . . . . . . . : fe80::ffff:ffff:fffd%4

Tunnel adapter Automatic Tunneling Pseudo-Interface: ！隧道适配器自动隧道虚拟接口  
ISATAP：通过 Intranet 发送 IPv4 封装的 IPv6 数据包的 IPv6 转换技术。 Description . . . . . . . . . . . : Automatic Tunneling Pseudo-Interfac  
Physical Address. . . . . . . . . : C0-A8-A8-0D  
。。。  
IP Address. . . . . . . . . . . . : fe80::5efe:192.168.168.13%2 ！本地链路地址，接口ID2

ping6 ::1 !确认本地回环地址是否响应。  
ipv6 nc !查看邻居缓存  
ping6 FE80::225:xxxx:xxxx:xxxx%5 ! ping6同组主机的另一个本地链路地址，要加接口ID  
ping6 FE80::5278:xxxx:xxxx:xxxx%6 ！另一块网卡  
ipv6 rc ! 查看路由缓存

【注意事项】  
通常安装IPv6协议栈后，一块网卡默认网络接口有4个，interface 1 用于回环接口，interface 2用于自动隧道虚拟接口，interface 3用于6to4隧道虚拟接口，interface 4用于正常的网络连接接口，即IPv6地址的单播接口。如有多块网卡，后面还有其他接口。  
1.激活IPv6功能  
默认情况下，Cisco设备的IPv6流量转发功能是关闭的，需要使用IPv6，必须先开启IPv6流量转发功能。  
（1）开启IPv6流量转发功能  
r1(config)\#ipv6 unicast-routing  
2.配置正常的IPv6地址  
（1）在接口下配置正常IPv6地址  
r1(config)\#int f0/0  
r1(config-if)\#ipv6 address 2011:1:2:3:1:1:1:1/64  
说明：配置的地址前64位为网络地址，即2011:1:2:3；后64位为主机位，即1:1:1:1。  
（2）查看接口的IPv6地址  
r1\#show ipv6 interface brief f0/0  
FastEthernet0/0 \[up/up\]  
FE80::C200:EFF:FEB0:0  
2011:1:2:3:1:1:1:1  
r1\# r1\#  
说明：可以看到接口F0/0已经接受我们配置的地址2011:1:2:3:1:1:1:1。

3.使用EUI-64格式配置静态地址：  
(1)配置包含EUI-64的IPv6地址  
r1(config)\#int f0/1  
r1(config-if)\#ipv6 address 2022:2:2:22::/64 eui-64  
（2）查看接口的IPv6地址  
r1\#show interfaces f0/0  
FastEthernet0/0 is up, line protocol is up  
Hardware is Gt96k FE, address is c000.0eb0.0000 (bia c000.0eb0.0000)

r1\#show ipv6 interface brief f0/1  
FastEthernet0/1 \[up/up\]  
FE80::C200:EFF:FEB0:1  
2022:2:2:22:C200:EFF:FEB0:1  
r1\#  
说明：可以看到，F0/1成功使用接口上的MAC地址为EUI-64来填充后64位。

4.仅启用接口IPv6功能  
说明：一个接口上可以仅启用IPv6功能，而不配置IPv6地址  
（1）启用接口IPv6功能  
r1(config)\#int s1/0  
r1(config-if)\#ipv6 enable  
（2）查看接口IPv6状态  
r1\#show ipv6 interface brief serial 1/0  
Serial1/0 \[up/up\]  
FE80::C200:EFF:FEB0:0  
r1\#  
可以看到，接口S1/0可以只开启IPv6功能而不配地址，但开了IPv6功能的接口也会自动产生一个链路本地地址。

5.配置无编号地址  
当地址紧缺时，可以配置一个接口使用另外一个接口的地址，这样的地址称为无编号地址，即unnumbered地址，当从无编号接口产生数据包时，该接口使用借用的那个接口的地址作为源地址，配置这样的地址，需要允许双方不同网段协议的配合。  
（1）为接口配置无编号地址  
r1(config)\#int s1/1  
r1(config-if)\#ipv6 unnumbered f0/0  
（2）查看接口IPv6地址情况。  
r1\#show ipv6 interface brief serial 1/1  
Serial1/1 \[up/up\]  
FE80::C200:EFF:FEB0:0  
unnumbered (FastEthernet0/0)  
r1\#  
说明：可以看到结果显示为接口S1/1借用F0/0的地址。

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