ipv6地址配置（DHCP有状态无状态）实验报告

1、IPv6地址配置实验报告本实验包含了IPv6地址配置相关的，较为全面的实验内容，主要完成了五部分的内容，分别是无状态IPv6地址配置、ipv6地址的前缀集体更改的实验、半状态的DHCPv6配置、有状态DHCPv6地址配置、两个dhcp服务器时的选择和DHCPv6中继。本实验由新疆师范大学计算机技术2017级研究生林虎独立完成。实验设计仅供参考。本实验在windows和ensp环境下进行。实验注意事项，在实验过程中，需要注意cloud的不稳定性，当其连接的网卡有设置修改会使cloud不能够生效，需要重新进行配置。目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4991931

2、17 第一部分 无状态的IPv6地址自动配置 PAGEREF _Toc499193117 h 1 HYPERLINK l _Toc499193118 第二部分 ipv6地址的前缀集体更改的实验 PAGEREF _Toc499193118 h 11 HYPERLINK l _Toc499193119 第三部分 地址无状态分配，其他信息由dhcp服务器分配 PAGEREF _Toc499193119 h 15 HYPERLINK l _Toc499193120 第四部分 有状态DHCPv6地址配置。 PAGEREF _Toc499193120 h 22 HYPERLINK l _Toc499193

3、121 第五部分 两个DHCPv6服务器的情况 PAGEREF _Toc499193121 h 38 HYPERLINK l _Toc499193122 第六部分 DHCP中继代理 PAGEREF _Toc499193122 h 46第一部分 无状态的IPv6地址自动配置实验环境：Windows 10操作系统，ENSP环境，VM虚拟机，虚拟机内Windows 7操作系统。此后的实验环境没有大的改变，不再重复赘述实验原理：无状态的IPv6配置过程是这样的。路由器发送router advertise 报文，通告自己的路由前缀。机器接收到报文，利用自己的mac地址，配置全球唯一IPv6地址。机器发送

4、邻居检测报文实验步骤：实验的拓扑结构如下图1.1：图1.1 实验拓扑结构在cloud1 中的配置如下图1.2：图1.2 cloud配置在ensp的路由器中选择Router路由器，这个路由器在这个版本的软件中提示为保留，不再维护，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较全功能可以在下面的命令中查看是否具有完全的ipv6功能选项：一、检查命令是否可用。（一）该部分命令全部在系统模式（sys）下执行。1、输入ipv6 ? 此时会提示ipv6 可以配置的各类命令。2、 输入ipv6 icmp ? 可以看到ipv6下所有icmp的配置命令，这部分命

5、令中，我们必须要使用的是router-advertisement和router-solicitation。如果上述的命令齐全之后，我们还需要查看接口端的命令是否齐全。（二）此部分命令在以太网接口下执行：在sys状态下输入ipv6使路由器的ipv6功能打开。进入到接口中，输入命令ipv6 enable，使能接口的ipv6功能输入ipv6 ?显示在接口中能执行的ipv6命令输入ipv6 nd ?查看邻居检测是否齐全输入ipv6 nd ra ?查看邻居检测中的路由通告和发现是否齐全完成上述检查后，首先需要对各个网卡进行配置。二、虚拟网卡的第一步配置为了我们能够准确地观察到包的状况，我们首先关闭了VM

6、8的网卡ipv6功能。配置如下（关闭和删除他的ipv6配置内容）：关闭ipv6功能三、开始抓包之后我们需要开始抓包过程了。我们抓取的端口使的0/0/0端口。这时候会没有任何的网络数据包。没有任何的数据包四、路由器配置这个时候就可以开始我们路由器的配置了。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/这个时候，我们可以看到路由器已经开始发送router advertise的报文了。会等待比较长的时间才会看到第一个。Huawei-Ethernet0/0/0ipv6 nd ra max-interval 30五、开启虚拟机。这个时候我们把虚拟机开机，网卡的ipv6配置生效并设置为自动获取ipv6地址，这个时候我们就会看到整个的交互过程开始了1、下图是刚开始，路由器

9、在发送路由通告的过程：我们打开一个router advertise报文查看里面的内容我们可以看到这里面是我们之前配置的ipv6前缀。2、下图为开启了虚拟机的所有ipv6功能后，网卡之间开始交互我们看到vm网卡和win7虚拟机启动后，两方分别首先发送3个muliticast listener内容的地址为ff02:16的站点内组播报文，打开其中的一个内容：我们可以看到，其发送的内容是，它自己状态改变，要开始接收里面的数据包。随后我们看到他们接收到router advertise 报文后，进行了自动地址配置。并进行了我们通过命令行查看以下我们获得的ip地址：Vm8的ip地址情况Win7虚拟机的ip地

10、址情况从上面我们可以看到，虚拟机vm8网卡上的ip地址被分配为 IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2001:505:505:506:51e:55a7:d9f2:8140(首选) 临时 IPv6 地址. . . . . . . . . . : 2001:505:505:506:180f:1362:3e86:858e(首选)虚拟机win7的ip被分配为 IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2001:505:505:506:9824:9753:dec2:6066(首选) 临时 IPv6 地址. . . . . . . . . . :

11、2001:505:505:506:b101:a7cc:2078:5080(首选)他们的默认网关都被配置为：默认网关. . . . . . . . . . . . . : fe80:5689:98ff:feef:523b%20而这个地址正是我们路由器的本地链路地址。在配置万ip之后，各个端口进行了IP地址重复检测，检查是否在内部有同样的网络地址。6066和5080的邻居请求8140和858e的邻居请求我们打开其中的一个数据包可以看到，里面有完整的ip地址信息8140地址重复检测的数据包在这之后的一段时间内，都是正常的邻居发现的，路由通告的内容了。另外我们还可以看到我们设置的内容会在一段时间内循环

12、出现，这就是我们设置的地址有效时间生效了。第二部分 ipv6地址的前缀集体更改的实验我们在这种模式下可以对IPv6地址进行集体的前缀修改，我们可以做如下的配置。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发出的router advertise内容就变成了如下这样：我们可以看到，通告中，同时包含了两种前缀接下来我们执行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这时候我们再看到 的数据包就变成了这样这个时候的数据包

14、内就只有一个前缀了。我们再次检查机器配置得到的IP地址。Vm8获得的IP地址Win7虚拟机获得的IP地址原先的IP地址会在到期后自动消失。IP地址也包含了最新的前缀地址。第三部分 地址无状态分配，其他信息由dhcp服务器分配这种模式的设置建立在前面实验的基础之上，只不过有一些内容稍微需要修改。另外再添加DHCP服务器的内容就可以了。这里我们需要补充一些原理内容。M位和O位：在路由通告的报文中有两个配置位M位和O位M=0，O=0应用于没有DHCPv6服务器的环境。主机使用RA消息中的前缀构造IPv6单播地址，同时使用其他方法（非DHCPv6），例如手工配置的方法设置其他配置信息（DNS等）。M=

15、1，O=1主机使用DHCPv6来配置IPv6单播地址以及其他配置信息（DNS等）。这种应用也称为DHCPv6 Stateful。M=0，O=1主机使用RA消息获得的IPv6前缀构造IPv6地址，同时使用DHCPv6来获取除了地址之外的其他配置信息。这种应用也被称为DHCPv6 stateless。M=1，O=0主机仅仅使用DHCPv6来获取IPv6地址，至于其他配置信息则并不通过DHCPv6获得，这种组合不建议使用。其他的内容和前提都建立在之前实验的基础之上。现在对路由器做这些配置：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这时候我们看到捕获到的数据包已经有dhcp的数据包了我们打开最新的一个icmpv6数据包。在这里我们看到，我们的other configuration标志为已经设置为了set另外我们可以看到在接收到

17、到这个数据包之后，大家纷纷发出DHCPv6 information-request数据包我们打开其中的一个dhcp 请求数据包，我们可以看到，这里面只有关于DNS等非地址请求的信息。我们打开一个DHCPv6 reply的数据包我们可以看到请求的信息包括DNS信息和lifetime，但是没有包含IP地址信息。我们现在再看一下两个网卡获得的IP地址情况。Vm8的IP地址情况虚拟机win7的IP地址情况而这种模式下配置的DHCP配置模式，DHCP只有两个交互过程。客户端发出DHCPv6 information-request数据包，服务器端接收到之后直接发出DHCPv6 reply数据包第四部分 有

18、状态DHCPv6地址配置。现在，我们再原有的基础之上，完成全部都由dhcp来完成地址配置的部分。本部分建立在前面的配置基础之上。现在对路由器进行如下配置：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这个时候我们就可以发现我们的dhcpv

19、6数据包再次出现，我们先看一下最后一个router advertise数据包我们可以看到，这里面的M位和O位都设置为了set，这就表示我们的设备必须通过DHCPv6服务器完成所有的配置。接下来，我们分别来看一下dhcpv6的过程：DHCPv6 Solicit数据包的内容：我们在这里面可以看到Client Identifier内容，里面包含了客户端的DUID，另外我们可以看到，DUID包含的内容是从物理地址得来的。数据包内还包含了地址的请求。另外，这个数据包是一个组播包，目的地址是ff02:1:2。接下来，我们看一下DHCPv6的advertise数据包：在这里面我们可以看到，DHCPv6服务器

20、在收到solicit报文后，回应给client数据包，并且内部包含了client的duid信息和服务器的duid信息。另外也还包含了分配给他的IPv6地址信息和DNS信息。接下来我们打开request数据包这个数据包相对来说就比较长了。里面不仅包含了client的DUID、server的DUID，还包含了请求的地址和DNS请求。我们可以看到这个数据包是一个单播的数据包。接下来我们来看一下最后一个reply数据包：这一次我们看到，server在这个数据包中再次把第二次的信息包含在里面，client也确认了自己获得的IPv6地址和DNS信息。我们现在来看一下实际的地址配置位什么样了。VM8的IP地

21、址虚拟机内的IP地址。从图中，我们可以看到我们的IP地址已经有了2001:505:505:507:2和2001:505:505:507:3并且紧随其后的就是他的获得租约的时间和到期的时间。接下来我们来进行DHCP其他命令的测试Renew命令我们可以看到，发出了renew的请求后，dhcp服务器返回了reply数据包我们打开renew的内容我们可以看到这个数据包比较长，和request数据包很像，但是这个数据包是一个组播数据报。我们打开reply数据包看一下：我们现在看到，里面的信息和之前的reply信息一样，不过在接收到这个数据包之后，我们的客户端将到期时间进行修改，我们看一下客户端的信息：R

22、enew前Renew后与之前的相比我们可以看到，现在的到期时间已经延后。现在我们进行release测试：我们看到release之后捕获到了release和reply数据包，我们分别看一下数据包内的信息：Release数据包内的信息：我们可以看到。这个数据包内的数据内容与request很相似，与renew一样都是组播报文。我们再看一下reply的内容：我们看到，reply的内容简单粗暴，在最后的状态码中写到success，表示成功执行。，这个时候我们再来看一下我们的网卡上面的地址配置情况：我们可以看到，这里面已经没有了任何DHCPv6服务器配置的信息了。我们现在再次执行renew我们看到我们的i

23、p地址已经更换成了2001:505:505:507:5第五部分 两个DHCPv6服务器的情况进行如果有两个dhcp服务器会怎么样？现在我们将拓扑进行修改：新的dhcpv6服务器拓扑结构Cloud的配置情况在这部分的实验中，由于windows10对ensp的支持不是很好，所以此部分后的实验环境转入到win7虚拟机内，本地连接就是win7虚拟机内的网卡。其他的配置方法与之前的相同，不做赘述我们为R1和R2分别配置了一个DHCP服务器。R1的地址池R2的地址池我们将主机的DHCPv6配置重新打开，这个时候我们看看数据包的状况。在这里面我们看到，solicit发出之后，两个dhcp服务器都返回了adv

24、ertise数据包我们看到954在2495之前到达。我们分别查看一下954和2495的advertise数据包的信息954的advertise数据包2495的advertise数据包往后翻看，我们查找一下request请求，在这里面我们看到最后客户端只发了一个request数据包我们打开这个request数据包查看一下我们可以看到，在这个数据包中server duid对应的是953，而这个duid正好是第一个到达的954所以我们可以得到这样一个结论。在有多个dhcpv6服务器的时候，客户端选择的是第一个返回advertise数据包的服务器。并选用它分配的IP地址。我们再看一下主机的IP地址主机

25、在两个dhcp服务器下获取到的IP地址情况第六部分 DHCP中继代理我们再次修改拓扑结构Dhcp中继拓扑结构我们将两个路由器的配置信息分别做如下的修改：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我们多配置了一个地址池，并且将dhcp server的pool改成了lin3.另外由于这样的拓扑结构连接了两个网络，所以针对R2需要配置静态路由。配置命令如下：Huaweiipv6 route-static 2001:505:505:507:1 64 2001:505:505:506:2如此我们就完成了DHCP代理服务器的配置。在这之后，我们就可以看到两边的地址配置的发包状况了