IPV6 前缀网络地址由ISP 分配(用于公网通信) 后缀内网生成内网主机地址(内网通信)
对标IPV4 公网IP 和内网IP
家庭宽带IPV6 主要获取方式是DHCPV6 和SLAAC无状态获取
SLAAC无状态获取通过PD 向ISP获取IPV6 前缀,后缀由内网终端MAC组合生成,形成完整IPV6地址 (一般掩码64位,对标IPV4 32位掩码 由于IPV6数量巨大,部分ISP 分配IPV6前缀 掩码低于64位,前缀可用范围更大)
DHCPV6由网关分配一个128位的IPV6地址,一般用于企业内网,网关中设置主机地址段分配(家庭宽带一般用不上)
ISP IPV6 分配方式:
PD(prefix delegation):ISP 分配前缀/掩码 一般64位 一个可用前缀,其他的可用通过掩码范围计算器得出范围
Static:静态IPV6 前缀,ISP分配前缀,用户自行设置内网地址,一般用于企业,家庭宽带目前未出现部署
None: 可以理解不使能
RA:路由分配,一般用于路由器网关分配内网IP地址
DNS 使用SIP DHCPv6分配就行了,部分地方移动DNS解析IPV6存在问题,可用更换
三大运营商(仅普通家庭宽带和普通基站网络):
中国联通:2408:8000::/20
中国移动:2409:8000::/20
中国电信:240e::/18(目前仅使用了240e::/20)
本地链路地址:FE80::
以下网络内容摘抄:
ipv6地址获取有两种方式:
- 路由器通告的前缀 + 自己编的后缀(无状态,stateless)
- DHCP给一个/128的地址(有状态,stateful)
需要明确:无状态和有状态,仅仅指的是ipv6地址的获取方式。
对于前者,目前实现的就是slaac
对于后者,目前是DHCPv6
注意:slaac指的是路由器像下级终端(host)分配地址的方式,同理DHCPv6也是如此。
DHCPv6不仅可以分发ipv6地址,也可以包含dns等信息,所以,DHCPv6就搞了两种方式:
无状态 + DHCPv6:地址由slaac获取,但是dns由dhcpv6通告
有状态 + DHCPv6:地址和dns都由dhcpv6通告
下面所讲的本质都是分发前缀,如果你的上级是DHCPv6分发ipv6地址,那就别挣扎了,只能终端用,不能接路由器(可以接交换机应该,猜的)
路由器本身还要获取前缀,这个前缀获取的方法在联通光猫里有3种(参考:知乎文章),static、PD、RA。static就是手动指定一个,这玩意儿感觉一般也不用,PD全称前缀代理(prefix delegation),指路由器作为pd客户端,向上级路由/设备请求一个前缀,这个前缀一般要比/64还要大,不然无法下发给其他设备,只能路由器有(当然,也不是完全不行,比如:这位哥就hack了一下)。RA是路由通告(route announcement),具体怎么获取前缀咱还不太清楚,可能是只能获取一个/64的前缀,给wan口配置一个ipv6地址?
需要说明的是,一般,运营商下发/56或者/60的前缀,路由器再自行从里面挑选一个/64的子网用来给lan中的设备分发ip地址。如果,你的lan中要接入另外一个路由器,那么,就需要:1. 上级路由开pd服务器,给下级分发/61, /62, /63的前缀 2. 或者,下级路由设置成交换机模式(有的叫穿透,passthrough)
作者:wangbingbing
出处:https://www.cnblogs.com/wangbingbing/p/17110768.html
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科学规划 IPv6 地址空间的意义:
- 增强网络可管理能力,因为科学规划的网络地址——
- 能正确反映网络拓扑结构
- 能减小网络配置和维护过程中的人为失误
- 使得安全策略制定更为容易
- 降低了故障排除时的工作难度
- 能为未来扩容预留空间,少量子网的增加不需要大规模架构和安全策略调整
- 提高网络可扩展性,关键在抑制路由表无序增长——
- 较小的路由表节约了设备硬件资源,同样的设备能支撑更大的网络
- 较小的路由表提高了网络结构变化时路由收敛的速度
- 要使路由聚合变得容易,必须在二进制边界划分
几种常见前缀长度和分配场景
前缀长度 | 适用场景 |
---|---|
32 | RIR/NIR(区域/国家互联网注册机构)分配给有 ASN 的运营商、互联网公司、大型企业。是地址最小分配单元(再小就不给了)。 |
40 | 运营商向有多个(256个以内)站点和数据中心的大型企业分配的前缀 |
44 | 运营商向有多个(16个以内)站点和数据中心的中型企业分配的前缀 |
48 | 运营商向中小客户分配的常见前缀长度。或大中企业内一个站点的前缀 |
56 | 宽带运营商给家庭用户和小微企业分配的最小前缀长度(最大子网大小) |
64 | 末端设备子网,/64 是很多协议硬性要求的(IPv6 无广播风暴风险) |
127 | 路由器点对点链路,此处不是为了节约地址而是防止一种资源耗尽型攻击 |
由于 IPv6 的接口地址部分,即后 64 位,所能容纳的地址数量远超过现有任何设备的硬件转发表项,可以近似看做无限的地址空间,完全不需要考虑节约地址的事情。
客户端接入的二层网络的规模(即每个 /64 所对应的 VLAN)要尽量小,因为二层网络的状态难以使用成熟的分布式路由协议进行分发,网络规模发展会很快遭遇瓶颈。笔者目前的推荐是一个 VLAN 不要超过 2012 个有唯一 MAC 地址的网络接口。
虽然在路由层面,设备都支持任意长度的前缀,但为了使维护人员无需在紧急排障时还要计算子网范围,请务必在 4 比特边界,即每个 16 进制数处划分子网。
如果根据计算,获得的前缀不足以支撑足够多的 /64 子网,请尽快向地址分配机构请求(空间)更大的地址前缀,即更短的前缀。
本文中使用的所有全球单播地址前缀均为标准文档专用地址:2001:db8::/32
几个不同前缀长度地址的例子和所包括的地址范围:
前缀长度 | 示例地址 | 地址范围 |
---|---|---|
32 | 2001:db8::/32 | 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000 2001:0db8:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff |
40 | 2001:db8:ab00::/40 | 2001:0db8:ab00:0000:0000:0000:0000:0000 2001:0db8:abff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff |
48 | 2001:db8:abcd::/48 | 2001:0db8:abcd:0000:0000:0000:0000:0000 2001:0db8:abcd:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff |
56 | 2001:db8:abcd:1200::/56 | 2001:0db8:abcd:1200:0000:0000:0000:0000 2001:0db8:abcd:12ff:ffff:ffff:ffff:ffff |
64 | 2001:db8:abcd:1234::/64 | 2001:0db8:abcd:1234:0000:0000:0000:0000 2001:0db8:abcd:1234:ffff:ffff:ffff:ffff |
那属于运营商和自己的地址在配置时有何不同?
除了使用自己的地址在边界路由器上需要运行 BGP 与上游运营商建立关系以外,内部地址的划分没有不同。
如果预计要经常切换运营商,则必须考虑申请自己的 ASN 和 IPv6 地址前缀,与上游运营商使用 BGP 交换路由信息。
给宽带运营商的话:
- 根据 APNIC 的这份《IPv6 地址分配方针》:http://www.apnic.net/ipv6-guidelines ,请给家庭宽带用户分配 /56 的前缀(256 个大小为 /64 的子网)。使用 DHCPv6 PD 前缀下发协议 RFC 3633 或者 IPv6CP 和 DHCPv6 PD 的组合(如果是 PPPoE 连接)。
- 给企业分配前缀时,请考虑其未来几年的发展规模,为增长预留空间,比如:分配一个 /48 前缀的同时,为其预留一个包含此 /48 的 /44 的前缀。而不是将接下来的 /48 分配给下一个企业客户。这里 /44 只是一个推荐值,为规模不会增长过大的组织预留一个 /46 也是可行的。若给甲单位分配了
2001:db8:5430::/48
,那2001:db8:5430::/48
到2001:db8:543f::/48
,包含这 16 个 /48 的 /44 的空间都应为其预留。乙单位的前缀应从2001:db8:5440::/44
中分配
示例:两种常见情况下的地址分配
获得运营商静态分配 /48 前缀的单位和企业
- 这个前缀不适合有多个大型园区,每个园区超过 16 个楼宇或数据中心的场景。但是对于单个大园区、或多个小园区是合适的。
- 考察现有 IPv4 子网分配情况,假设内部没有额外一层受企业控制的 NAT(即没有用户私接 NAT 路由器之外的情况),统计子网个数。如果超过 65536 个,检查有无因为某个子网地址不够分配而新加子网的情况。
- 一个 /48 可以划分为 16 个 /52,256 个 /56,4096 个 /60,65536 个 /64 大小的子网。每一位分配时,建议预留 0000 (0) 和 1111(F),避免书写和阅读障碍。
- 前两位 16 进制数的划分可以有以下两种思路,笔者推荐第一种。
先考虑路由聚合,再考虑基于地址的安全策略。
第 49 – 52 比特,可能的取值是 0 – F 的十六进制,去掉头尾共 14 个数。可以给每个楼或者小型园区分配一位。对网络核心方向只发布属于自己的一条聚合路由。
功能块/地理位置 | /52 长度地址前缀 |
---|---|
办公楼 | 2001:db8:abcd:1000::/52 |
教学楼A | 2001:db8:abcd:2000::/52 |
教学楼B | 2001:db8:abcd:3000::/52 |
宿舍楼A | 2001:db8:abcd:8000::/52 |
数据中心A | 2001:db8:abcd:c000::/52 |
数据中心B | 2001:db8:abcd:d000::/52 |
- 办公区可以聚合为
2001:db8:abcd:0000::/50
宿舍区可以聚合为2001:db8:abcd:8000::/50
数据中心可以聚合为2001:db8:abcd:c000::/50
第 53 – 56 比特,共 14 个可能的组合,可以给每个安全组分配一位。以上面的办公楼为例:
安全组 | /56 地址前缀 |
---|---|
网络设备 | 2001:db8:abcd:1100::/56 |
楼内服务器 | 2001:db8:abcd:1200::/56 |
安防系统 | 2001:db8:abcd:1300::/56 |
会议系统 | 2001:db8:abcd:1400::/56 |
IP 电话 | 2001:db8:abcd:1500::/56 |
网络信息化中心 | 2001:db8:abcd:1800::/56 |
办公室无线 | 2001:db8:abcd:1c00::/56 |
办公室有线 | 2001:db8:abcd:1d00::/56 |
学生无线 | 2001:db8:abcd:1e00::/56 |
合理分配安全组前缀,简化 ACL 条目数量。
这样分配后,网络内路由表条目达到最少,如果每个 /52 子网一样的话安全策略条目大部分都是简单的重复,可以批量生成。
先考虑安全策略,再考虑路由聚合。
- 第 49 – 52 比特,给每个安全组分配一个。
- 第 53 – 56 比特,给每个楼或者小型园区分配一位。
这样所有设备上的安全策略可以达到一致,大大降低了安全相关的维护成本。
路由条目较多,不过对于现代的动态内部路由协议(IGP)例如 OSPF,EIGRP 和 IS-IS 也不是问题。但需要更多路由聚合的配置分散在各种网络边界设备上,才能控制住路由表规模。
随着现在诸如 BeyondCorp(来自 Google) 的理念普及,用户的访问权限不再与其所在子网和网络地址相关,只在应用层对用户进行认证和鉴权。甚至可以省略掉这一位作为安全边界的划分,为内部提供更多可用子网。
上面分析了 49-56 比特的地址分配,接下来讨论剩下的部分
- 后两位十六进制数——第 57 – 64 比特,可以分为 256 个子网,去掉 00 和 FF,还要 254 个,可以用在楼宇内部 VLAN 划分。规划时可以与现有 IPv4 地址的第三部分共用,还可以与 VLAN ID 对应,总之,为了便于识别和故障排除。建议使用这种方法部署时,给每个人发一张 0 – 255 十进制和十六进制对照表。
- 第 65 – 128 比特,使用 SLAAC 无状态分配或 DHCPv6 有状态分配。
如果有多个不同地理位置的站点和数据中心,先按照地理位置分配,再考虑安全和流量策略分配。
所得前缀长度小于 /48 的可以参考此划分方法,为未来发展进一步预留空间,比如配置 /56,预留包含此 /56 的 /52。
获得运营商静态或动态分配 /56 前缀的家庭
先来帮运营商算一下:
- 一个 /44 的前缀,可分配 4096 个 /56。笔者所在小区算下来约 3780 户,完全容纳还有空间。
- 一个 /32 的前缀,可分配 4096 个 /44,即使个别小区较大,需要比 /44 大的网络,也能支持四千个左右小区,共 16777216 户,1677.7 万户。
- 一个 /20 的前缀,最终可以分配约 687.2 亿户
所以请务必不要节约前缀,而是从未来网络发展的角度来考虑,为家庭用户分配 /56 的前缀。
与企业网络层次结构不同,家庭网络的前缀分配是扁平化的,通常所有设备都连接在同一个路由器上,重新编址也不会太难。
在目前应用尚不丰富的情况下,我们从 2001:db8:1234:4300::/56
中选择一个 /60 前缀 2001:db8:1234:4320::/60
来为家庭网络分配地址。
一个 /60 前缀包含 16 个 /64 前缀,保留第 61 – 64 位全 0 和全 1 的,不使用。可以直接考虑安全策略为主的划分。
- 0 – 3 内部网络服务
- 0 保留
- 1 网络基础名称和认证服务
- 2 应用系统
- 3 存储备份
- 4 – 7 终端接入
- 4 客人无线
- 5 主人无线
- 6 主人有线
- 7 联网打印机等办公设备
- 8 – B 物联网设备
- 8 各类控制器
- 9 监控
- A 物联网预留
- B 物联网预留
- C – F 未来发展预留
- F 保留
总结
分配前缀时要把以下几个重要思想牢记:
- 地址合理分配后,组织进一步扩大规模是不需要对网络进行大规模改动或重编址的。
- 网络局部发生变化时,细节信息不应当传播到不关心的区域(路由设计问题)。
- 用户应当有条件获得较大子网以进行网络隔离。
- 组织的网络拓扑和用户与地址的对应关系要控制在组织内部,对外有保护措施。
- 二层网络会制约网络健康发展,要有意识地利用三层路由来控制二层网络规模。
- 路由表尽量小,让网络管理员看起来每一位都有意义。
- 重复性操作要考虑使用脚本完成。
- 注意由于地址空间扩大带来的有意无意的拒绝服务攻击风险。
jiyouzhan 2024/05/15 13:26
这篇文章写得深入浅出,让我这个小白也看懂了!