IPv6系列 初學者的10個常見困擾

2022-07-08 18:00:15 字數 4307 閱讀 3112

▪ 本文緣由

▪ 困擾1. ipv4和ipv6只有位址格式不同嗎

▪ 困擾2. ipv4到ipv6對應用程式是透明無感知的嗎

▪ 困擾3. 提供web服務,需要每台伺服器都配置ipv6位址嗎

▪ 困擾4. ipv4和ipv6要配在同一張網絡卡上嗎

▪ 困擾5. 我的網絡卡有fe80開頭的位址,可以用來上公網嗎

▪ 困擾6. ipv6位址如何配置

▪ 困擾7. 沒有了arp,如何解析mac位址

▪ 困擾8. ipv6使用多播替代廣播,需要做哪些改造

▪ 困擾9. ipv6真的安全嗎

▪ 困擾10. 如何學習ipv6

▪ 後續說明

▷ 掌握ipv6的必要性

▷ ipv6的3個常見顧慮

▷ ipv6基礎知識

▷ 常用測試方法

而在進一步的實踐學習中,會遇到很多的困擾。筆者結合自己以及身邊的同行兄弟們遇到的困擾,精心挑選出10個困擾在本文中進行解答。

如果沒有閱讀過《ipv6系列-入門指南》,敬請勞神垂閱,以便知識的連貫。

除了位址格式不同,ipv4與ipv6協議棧也不同,他們在邏輯上是完全不同的2個世界

以下實踐中經常會遇到的4個不同之處:

基本通訊過程:nd替代arp、多播替代廣播、fe80位址成為標配、icmp成為通訊核心

ip配置方式:客戶端以無狀態自動配置ip成為主流,弱化dhcp

dns網域名稱解析:aaaa記錄替代ipv4的a記錄、對應用存在優先順序問題(優先解析aaaa還是a)

應用層適應性:socket程式設計中af_inet僅支援ipv4,af_inet6僅支援ipv6

錯,是有感知的,上層應用程式需要進行改造。

舉個例子,當訪問fzxiaomange.com時候,是要優先解析ipv6位址(aaaa)還是ipv4位址(a),因為總得選一條線路來傳送請求。現在許多框架會優先選擇ipv6。

還有乙個典型的例子,是程式會在應用層裡互動底層ip位址,比如ftp主動模式會在應用層裡互動ipv4位址,而如果實際可用的是ipv6位址,就可能導致後續連線的異常。

無法做到透明無感知,是導致產生ipv4到ipv6的部分過渡方案的原因之一。

現在有一種言論,說「ipv6位址無限多,每台伺服器都可以配乙個ip位址,不用做nat」。

這很容易誤導人,具體如何使用ipv6,還得根據場景而定。比如筆者的個人部落格fzxiaomange.com,由nginx->php->mysql組成,分別位於3臺伺服器上,那只需要在nginx上配置ipv6位址,並在dns上新增一條aaaa記錄指向l7的ipv6位址即可。完全沒必要在php、mysql伺服器上配置ipv6位址,而且一旦配置了,就直接暴露內網了。

每個裝置都配置ipv6,主要適用於偏客戶端以及位址需求量大的場景,諸如物聯網裝置、手機4g、家庭寬頻等。

另外,ipv6有nat,適用於辦公pc、機房伺服器等需要訪問ipv6網路,而不想被別人主動訪問的場景。

都可以,首先需要先了解2個詞「單棧」「雙棧」

以節點為角度(通用的解釋):

▷ 單棧:表示乙個ipv6節點,也就是一台伺服器,或一部手機,僅有ipv6位址,或僅有ipv4位址,前者叫做「ipv6單棧」「ipv6-only」,後者叫「ipv4單棧」「ipv4-only」

▷ 雙棧:表示乙個ipv6節點,同時擁有ipv6位址和ipv4位址

以網絡卡為角度

ipv4和ipv6在邏輯上是兩個完全不相交的世界。如果終端處位於同乙個物理層,比如同乙個vlan,那麼網絡卡就只能同時配置ipv6位址和ipv4位址;反之,就必須一張網絡卡配置ipv6,另一張網絡卡配置ipv4。所以,關鍵看網路架構是如何設計,各有利弊。比如放同一張網絡卡上,就可以做到頻寬共享,而放不同網絡卡,可以做到頻寬分別限制與計費。

當網絡卡啟動的時候,會自動生成「鏈路本地位址」(link-local address),這是乙個fe80::/10的單播位址。「鏈路本地位址」用於ip自動配置鄰居發現等。

注意事項

公網位址和私網位址

細心的人可能會發現,為什麼這裡叫做「全球單播位址」,而「唯一本地位址」卻不叫做「唯一本地單播位址」,好吧,其實都是簡稱,在rfc裡是這麼定義的:「global unicast addresses」、「link-local ipv6 unicast addresses」。其實「全球單播位址」是可以叫做「全球位址」的,只是這樣顯得有點彆扭。

自動生成還是固定ip

自動配置ip

在ipv6裡還分為2種方法:「有狀態」與「無狀態」

▷ 有狀態(stateful):位址由dhcpv6 server統一管理,dhcpv6 client從中獲得乙個可用的ip位址

▷ 無狀態(stateless,簡稱slaac):路由器發出「路由通告」報文(router advertisement,簡稱ra),報文內包含了ipv6位址的字首資訊。當收到ra包後,就會根據其中字首資訊,自動生成乙個或多個ip位址

arp協議是ipv4用於解析目標mac位址的協議,而在ipv6裡,解析位址採用的是鄰居發現(neighbor discovery protocol,簡稱ndp或nd)

鄰居請求報文ns(neighbor solicitation):請求解析

鄰居通告報文na(neighbor advertisement):響應解析

這與ping是非常類似的:

ipv6使用多播替代了廣播,多播的特點是不會像廣播那樣完全泛洪,而是資料報只傳送給加入了多播組的機器。

但是,這有個前提,就是交換機要能識別並維護多播組的資訊,主流交換機都具備此功能,然而並不都是預設開啟的。對於二層交換機來說,需要開啟mldv2 snooping

顧名思義,就是交換機會識別「mldv2成員報告」報文從哪個埠發來的,並記錄下來,之後當交換機收到多播包後,會先查詢其多播位址是否能在快取裡匹配上

▷ 匹配成功:僅會將資料報從相應的埠發出

▷ 匹配失敗:就會泛洪,此時和廣播毫無差異

理想很美好,ipv6從設計之初,就進行了大量的安全方面的設計,「完整的」ipv6在安全方面有至少以下3個優勢:

▷ 原生支援的端到端加密

▷ 安全的鄰居發現(secure neighbor discovery,簡稱send

▷ 更大的位址空間

現實很殘酷,只有第3點發揮了作用,更大的位址空間,減少了被非法掃瞄到的概率。而第1、2點並沒真正普及起來,因為協議本身就很複雜、學習難度很大、實現起來也很不容易。因此ietf為了加速ipv6的普及,對安全性不再強制要求。這也導致了ipv6實際上並沒有預期中的那麼安全,在ipv4裡存在的位址欺騙、虛假閘道器等情況,在ipv6裡依然存在。

關於IPv6的10個誤解

1.ipv6 還不能用於生產環境 ipv6 已經開發了20年了,最初的工作是在1992年展開的,叫做 ip next generation 在1998年被標準化為 ipv6。在2008年在網際網路上部署,並且2008年的奧運會伺服器就支援 ipv6。在2011年6月8日,幾個大型 開始測試啟用 ip...

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