《IPV6组网技术与实践》 课件 13：实施IPv6 over IPv4技术过渡-5

单元13掌握IPv6overIPv4过渡技术【技术背景】在IPv4向IPv6过渡期间，使用隧道技术实现IPv6穿越IPv4，保证IPv4网络能够平稳过渡到IPv6网络。此外，除隧道技术外，还出现了多种过渡技术，这些技术各有特点，解决IPv4向IPv6过渡期间IPv6网络通信问题。【学习目标】1.知识目标（1）了解IPv6overIPv4过渡技术。（2）了解双协议栈(DualStack)技术。（3）了解各种隧道(Tunnel)过渡技术。2.能力目标配置隧道(Tunnel)，实现IPv6overIPv4过渡。任务3

IPv6overIPv4隧道-ISATAP自动隧道【技术介绍】1.什么是ISATAP自动隧道ISATAP是另外一种自动隧道技术，实现点到点隧道通信。ISATAP自动隧道通过嵌入的IPv4地址中的特殊IPv6地址自动建立隧道，实现IPv6报文通过ISATAP隧道传送。也通过在IPv6报文的目的地址中嵌入IPv4地址，自动获取隧道的终点地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技术【技术介绍】2.了解ISATAP自动隧道特殊IPv6地址在部署ISATAP隧道时，IPv6报文的目的地址和隧道口的IPv6地址，都采用特殊ISATAP地址。如图所示，在ISATAP自动隧道中使用的特殊IPv6地址格式，表示为：13.3掌握IPv6overIPv4隧道技术【技术介绍】2.了解ISATAP自动隧道特殊IPv6地址前缀为合法IPv6单播地址；最后32位是内嵌IPv4源地址，形式为a.b.c.d，或者abcd:efgh格式，且该IPv4地址不要求全球唯一。和6to4自动隧道有所不同，ISATAP是另外一种自动隧道技术。两种自动隧道的主要区别是：6to4自动隧道使用IPv4地址作为网络前缀；而ISATAP自动隧道使用IPv4地址作为接口标识。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技术【技术介绍】3.了解ISATAP隧道应用场景IPv6主机根据ISATAP路由器下发IPv6前缀，构造自己IPv6地址（这个IPv6地址被自动关联到IPv6主机本地产生一块ISATAP虚拟网卡）。将这台ISATAP路由器，设为自己IPv6默认网关，后续这台IPv6主机通过这台ISATAP路由器，访问IPv6资源。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技术【技术介绍】3.了解ISATAP隧道应用场景典型的ISATAP隧道应用在内网，如图ISATAP隧道另外一种应用场景。内嵌IPv4地址不需要全局唯一地址。在IPv4内网两台双协议主机HostB和HostC，都分配私网IPv4地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技术【技术介绍】3.了解ISATAP隧道应用场景首先，配置边缘路由器ISATAP隧道口，根据IPv4地址，生成ISATAP接口ID。接下来，根据接口ID，生成一个ISATAP链路本地IPv6地址。然后，通过IPv6地址自动配置机制，主机获得IPv6全球单播地址。在通信过程中，如果目的主机在本站点内，则下一跳就是目的主机本身；如果目的主机不在本站点内，则下一跳为ISATAP路由器的地址。13.3掌握IPv6overIPv4隧道技术【技术介绍】4.了解ISATAP自动隧道功能组件ISATAP隧道也是一种自动隧道技术，部署在主机和ISATAP路由器之间隧道。其中，主机需要知道ISATAP路由器的IPv4地址。（1）了解ISATAP地址格式分配给ISATAP路由器的IPv6地址是全局单播地址，该地址前缀将被ISATAP主机用来构造自己的IPv6地址。ISATAP主机通过在IPv4网络中建立起来的ISATAP隧道，从ISATAP路由器发送的消息中接收前64bits的IPv6前缀，使用这个前缀结合“特殊的接口标识”构造自己IPv6地址。【技术介绍】13.3.5实施ISATAP自动隧道技术实践4.了解ISATAP自动隧道功能组件（2）了解ISATAP接口标识在主机上启用ISATAP隧道后，产生一块ISATAP虚拟网卡，该虚拟网卡会产生一个64bits的特殊接口标识，类似EUI-64，但产生机制不同，是专为ISATAP隧道保留的32位0200:5EFE，加上主机配置的IPv4地址构成。例如，ISATAP主机配置IPv4地址为1.1.1.1，生成ISATAP虚拟网卡64bits接口标识方法如图所示。【技术介绍】4.了解ISATAP自动隧道功能组件（2）了解ISATAP接口标识在路由器上部署ISATAP后，路由器产生tunnel接口，响应ISATAP主机隧道请求，tunnel口同样产生标识，地址格式是IANA组织保留给ISATAP的32比特0000:5EFE，后面再加32比特的IPv4地址。假设给ISATAP路由器配置IPv4地址（用于隧道）是2.2.2.2，其ISATAP的tunnel接口建立如图所示。【技术介绍】13.3.5实施ISATAP自动隧道技术实践4.了解ISATAP自动隧道功能组件（2）了解ISATAP接口标识

ISATAP主机和ISATAP路由器产生64btis接口标识，进一步构造隧道口Linklocal地址和IPv6全局单播地址。因为ISATAP操作范围在站点内，ISATAP主机和ISATAP路由器的IPv4地址可以是私有IP，也可以是公有IP。【技术介绍】13.3.5实施ISATAP自动隧道技术实践5.掌握ISATAP自动隧道工作原理如图所示IPv4场景，IPv4网络设备都不支持IPv6，某台主机和出口路由器支持IPv6，通过出口路由器，实现内网中IPv6主机访问IPv6资源。在出口路由器部署ISATAP隧道，IPv6主机与路由器建立ISATAP隧道。IPv6主机通过ISATAP隧道，将信息传到ISATAP路由器，穿越IPv4网络。【技术介绍】13.3.5实施ISATAP自动隧道技术实践5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（1）给边界路由器分配IPv4地址2.2.2.2/24。在路由器上建立tunnel口，实现ISATAP隧道通信，tunnel口根据IPv4地址，产生一个64bits接口标识，自动生成tunnel口链路本地地址：FE80::0000:5efe:202:202。【技术介绍】5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（2）接下来，给ISATAP路由器tunnel口配置IPv6地址，手工配置，也可以通过“前缀+EUI64”方式构建，这里EUI-64就是特殊64bits接口标识。构建IPv6地址：2001:1111::0000:5efe:0202.0202/64，IPv4前缀“2001:1111::/64”稍后通过tunnel下发给IPv6主机（ISATAP主机），帮助IPv6主机（ISATAP主机）构建IPv6地址。Windows7以上系统默认安装IPv6协议，产生一块ISATAP虚拟网卡。如给IPv6主机（ISATAP主机）网卡配置IPv4地址：1.1.1.1/24，ISATAP虚拟网卡依据IPv4地址计算出特殊接口标识：0200:5efe:0101.0101。【技术介绍】5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（3）在IPv6主机配置默认网关，指向ISATAP路由器IPv4地址。IPv6主机发送RS消息，建立ISATAP隧道。封装完成IPv4数据包，源地址是ISATAP主机的IPv4地址1.1.1.1；目的地址是ISATAP路由器的IPv4地址2.2.2.2。封装完成IPv4数据报文里装载着IPv6报文，源地址是ISATAP主机的ISATAP虚拟网卡链路本地地址；目的地址是ISATAP路由器的链路本地地址。【技术介绍】5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（4）IPv6主机（ISATAP主机）发出RS消息，通过ISATAP隧道，经过IPv4网络，转发到ISATAP路由器。【技术介绍】5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（4）ISATAP路由器发送RA报文回：包含IPv6主机（ISATAP主机）上配置IPv6全局单播地址前64位的前缀。【技术介绍】5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（5）最后，IPv6主机收到RA回应，取出IPv6前缀，加上自己ISATAP虚拟网卡64bits接口标识，构成128bits的IPv6地址。同时，产生一条默认路由，指向ISATAP路由器链路本地地址。【技术介绍】5.掌握ISATAP自动隧道工作原理（5）此后，IPv6主机（ISATAP主机）需要访问外部IPv6网络，将IPv6数据包封装在ISATAP隧道，封装上ISATAP隧道的IPv4报头。在穿越过IPv4海洋网络，转发给网络边界ISATAP路由器；再由ISATAP路由器解封装，取出IPv6数据包，转发到IPv6孤岛网络。【技术介绍】6.配置ISATAP自动隧道（1）创建Tunnel接口。在配置模式下，使用如下命令创建Tunnel接口。Router(config)#interfacetunneltunnel-num（2）指定Tunnel模式。在配置模式下，使用如下命令指定Tunnel模式为ISATAP隧道。Router(config-if-Tunnel-id)#tunnelmodeIPv6ipisatap（3）开启隧道接口的IPv6功能在接口配置模式下，开启ISATAP隧道接口的IPv6功能Router(config-if-Tunnel-id)#IPv6enable【技术介绍】6.配置ISATAP自动隧道（4）设置Tunnel接口IPv6地址在接口配置模式下，使用如下命令配置ISATAP隧道接口上的ISATAP地址。Router(config-if-Tunnel-id)#IPv6addressIPv6-prefix/prefix-length[eui-64]需要注意的是：ISATAP接口上地址必须为ISATAP地址；使用Eui-64关键字将自动生成ISATAP地址。（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引用的源接口号。其中，被引用的接口上必须已经配置了IPv4地址。Router(config-if-Tunnel-id)#tunnelsourcetype-num【技术介绍】6.配置ISATAP自动隧道（6）允许发布路由器通告消息在接口模式下，允许发布路由器通告消息。Router(config-if-Tunnel-id)#noIPv6ndsuppress-ra在缺省情况下，IPv6路由器禁止在接口上发送路由器公告报文，使用该命令打开该功能，允许ISATAP主机进行自动配置。（7）查看隧道配置结果Router#showIPv6interfacetunnelinterface-number在配置ISATAP隧道时，允许同时配置多个ISATAP隧道，但是每个ISATAP隧道的tunnelsource必须不同；否则收到ISATAP隧道报文时，无法区分属于哪个ISATAP隧道。【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践如图所示IPv6主机（IP地址1.1.1.1/24，网关1.1.1.254）连接核心交换机。在核心交换机上创建VLAN10（1.1.1.254/24）和VLAN20（2.2.2.254/24），连接ISATAP主机和ISATAP路由器。【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践ISATAP路由器连接IPv6网接口地址为2001:8888::8/64（loopback0接口用于后续测试），连接IPv4网络的地址2.2.2.2/24，IPv6主机和ISATAP路由器Router，建立ISATAP隧道，实现自动隧道通信。【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（1）按照拓扑完成组网。根据现场设备，按照拓扑组网，完成网络场景组建。（2）配置IPv4网络中的ISATAP主机配置ISATAP主机的网卡IPv4地址为：1.1.1.1/24；网关为1.1.1.254/24。接下来，安装或激活ISATAP主机的IPv6协议，Windows7操作系统会自动产生一个ISATAP隧道虚拟接口，也即隧道适配器isatap.{0DB7233C-89B7-49DB-A8C0-D1AA005F4E6A}。【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（3）配置IPv4网络中网络互连设备交换机SwitchSwitch#configureterminalSwitch(config-vlan)#vlan10Switch(config-vlan)#vlan20Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interfaceFastFthernet0/1Switch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfaceFastFthernet0/15【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（3）配置IPv4网络中网络互连设备交换机SwitchSwitch(config-if)#switchportaccessvlan20Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfacevlan10Switch(config-if-vlan10)#ipaddress1.1.1.254255.255.255.0Switch(config-if-vlan10)#noshutdownSwitch(config-if-vlan10)#exitSwitch(config)#interfacevlan20【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（3）配置IPv4网络中网络互连设备交换机SwitchSwitch(config-if-vlan20)#ipaddress2.2.2.254255.255.255.0Switch(config-if-vlan20)#noshutdownSwitch(config-if-vlan20)#exitSwitch(config)#【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（4）配置IPv4网络出口设备ISATAP路由器RouterRouter#configureterminalRouter(config)#IPv6unicast-routingRouter(config)#interfaceFastEthernet0/0Router(config-if)#ipv6enableRouter(config-if)#ipaddress2.2.2.2255.255.255.0Router(config-if)#noshutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（4）配置IPv4网络出口设备ISATAP路由器RouterRouter(config-if)#interfaceTunnel1//配置interfaceTunnel0接口Router(config-if-Tunnel1)#ipv6enableRouter(config-if-Tunnel1)#ipv6address2001:1111::/64eui-64//这个IPv6地址前缀被通告给ISATAP主机Router(config-if-Tunnel1)#noIPv6ndsuppress-raRouter(config-if-Tunnel1)#tunnelsourcefastEthernet0/0Router(config-if-Tunnel1)#tunnelmodeIPv6ipisatap//配置隧道模式为isatap【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（4）配置IPv4网络出口设备ISATAP路由器RouterRouter(config-if-Tunnel1)#interfaceloopback0Router(config-if)#ipv6enableRouter(config-if)#IPv6address2001:8888::8/64Router(config-if)#exitRouter(config)#iproute0.0.0.00.0.0.02.2.2.254【技术介绍】7.实施ISATAP自动隧道技术实践（5）测试网络Router#showIPv6interfacebrief//在路由器上查看FastEthernet0/0[up/up]FE80::5EFE:202:202Tunnel0