IPv6 GUA adresser

Globala unicast adresser börjar med bitarna 001 eller 2000::/3. Prefixen 3 indikerar att endast de 3 första bitar matchar med den första hexadecimala siffra i adressen, 2000. Hexadecimal 2 i binärt format är 001x, där x är den fjärde bit. Den fjärde bit kan antingen ha för värdet 0 eller 1 vilket resulterar i 001eller 0011, det vill säga 2 eller 3 decimalt. Resterande 12 bitar kan vara antingen 0 eller 1.

Bild 1: IPv6 global unicast adress

Globala unicast adresser intervallet kan konstrueras så här:

GUA adress Intervall i första 16 bitar
  Hexadecimal Binär format
2000::/3 Från 2000 0010  0000  0000  0000
  Till 3fff 0011  1111  1111  1111

Flera IPv6 adresser per interface

En nätverksenhet kan ha flera IPv6 adresser per interface. Dessutom får de konstruera egna IPv6 adresser innan den får tilldelas IPv6 GUA adresser exempelvis från DHCPv6 servrar. Förenklat ska en IPv6-nätverksenhet ha minst en IPv6 adress per interface.

Det är viktig att komma ihåg att nätverksenheterna måste ha en local-link adress, men inte nödvändigtvis en GUA adress.

Global Routing Prefix

Bild 2: IPv6 GUA adressformat

En IPv6 GUA adress består av tre delar:

  • Global Routing Prefix (48 bitar)
  • Subnet ID (16 bitar)
  • Interface ID (64 bitar).

Global Routing Prefix

Det globala prefixet tilldelas av ISP. Precis som i IPv4 kan dessa prefix aggregeras (sumarization). Även om administrativa organisationer inte rekommenderar specifika fasta längder på prefix fortsätter regionala registreringar med allokering av specifika prefix. Som exempel på detta kan nämnas att den amerikanska regionala ARIN allokerar prefix /48 till alla privata eller publika organisationer.

OBS: Allokering av IPv6 adresser är ett separat ämne som inte tas upp i denna kurs.

Subnet ID

En markant skillnad mellan IPv4 och IPv6 är subnet ID längden. Som bekant har IPv4 adresser två delar, Nätverks ID och Host ID. För att få generera fler nätverksadresser lånas host-bitar och när delnätadresser har definierats finns inte en särskild plats för dem utan de ingår i Nätverks ID. I IPv6 finns en dedikerad plats till delnät ID.

Även om det inte nämns så ofta är det också en viss skillnad på prefix. I en IPv4-adress markeras nätverksadressen med hjälp av nätmasken eller prefix. Prefixet definierar antal bitar som är tilldelad till nätverksadressen. I IPv6 betyder “prefix” det globala prefixet (tre första grupperna) och subnet ID (fjärde gruppen). Till exempel i följande GUA IPv6 adress kan identifieras Prefix och Subnet ID så här:

  • given adress: 2001:db8:cafe:1:a:b:c:d/48
  • Global prefix: 2001:db8:cafe  (32 bitar)
  • Subnet ID: 1 (16 bitar, 0001 = 0000 0000 0000 0001)
  • PREFIX = Global prefix + Sudnet ID = 32 +16 = 48 bitar
  • Interface ID: 000a:000b:000c:000d (64 bitar)

Interface ID

64 bitar identifierar ett interface i ett nätverk. Du får inte kalla denna del Host ID, som du gjorde i IPv4, eftersom ett Host ID endast associeras med en unik IPv4 adress. I IPv6 kan en host få ha flera interface adresserade med olika IPv6 globala unicast adresser, var och en tillhörande i flera olika delnät.

Du kanske tänker att 64 bitar för Interface ID är faktiskt många och vid nätverksuppdelning kan användas många av dem, men till skillnad från IPv4 där varje bit genererar fler nätverksadresser behöver man i IPv6 inte lägga fokus på att dela ett nätverk upp, istället fokuserar man på att organisera alla delnät som kan genereras med 16 tilldelade bitar.

Regel 3-1-4

Det kan vara svårt att identifiera delar av en IPv6 adress, men med en metod som anges av Rick Graziani, författare av flera böcker om nätverk, kan uppfattningen förenklas med Regel 3-1-4.

Bild 3: 3-1-4 regel
  • Den globala routing prefixen består av 3 16-bit delar eller 3 grupper av 4 hexadecimala siffror
  • Subnet ID består av 1 16-bit del eller 1 grupp av 4 hexadecimala siffror
  • Interface ID består av 4 16-bit delar eller 4 grupper av 4 hexadecimala siffror

Till exempel den globala unicast adressen 2001:0db8:cafe:0001:0000:0000:0000:0100 har följande delar:

  • Global routing prefix 2001:0db8:cafe
  • Subnet ID 0001
  • Interface ID 0000:0000:0000:0100

IPv6 konfigurationer av GUA adresser

Precis som i IPv4 kan IPv6 globala unicast adresser tilldelas statiskt eller dynamiskt. Bild 4 illustrerar dessa två konfigurationer och dess varianter.

Bild 4: Globala unicast adresskonfigurationer

Manuell konfiguration av GUA IPv6 adresser för Cisco IOS

Precis som i IPv4 är manuella konfigurationer det bästa sättet att lära sig konfigurationer. Statiska IPv6 globala unicast adresser hanteras på samma sätt som IPv4 statiska adresskonfigurationer:

  • Router(config)# interface fa0/0
  • Router(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:1::1/64
  • Router(config-if)# no shutdown
  • Router(config-if)# end
  • Router# show running-config
  • Router# show ipv6 interface brief

Laboration 1: GUA adresser

Vi konfigurerar IPv6 globala unicast adresser i ett enkelt nätverk och utforskar hur adresserna beter sig. IPv6 GUA adresser är redan strukturerade med den globala prefixen och delnät ID. När vi kommer att konfigurera GUA adresserna ska byggas upp Local-Link adresser helt automatiskt.

Bild 5: IPv6 nätverk

Först skapar vi ett nätverk i Packet Tracer (routrar 1941) som följande:

Konfigurationer

  • R1(config)# interface gigabitethernet 0/0
  • R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:2::1/64
  • R1(config-if)# no shutdown
  • R1(config)# interface gigabitethernet 0/1
  • R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:1::1/64
  • R1(config-if)# no shutdown
  • R2(config)# interface gigabitethernet 0/0
  • R2(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:2::2/64
  • R2(config-if)# no shutdown
  • R2(config)# interface gigabitethernet 0/1
  • R2(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:3::1/64
  • R2(config-if)# no shutdown
  • R3(config)# interface gigabitethernet 0/1
  • R3(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:3::2/64
  • R3(config-if)# no shutdown
  • R3(config)# interface gigabitethernet 0/0
  • R3(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:4::1/64
  • R3(config-if)# no shutdown
  • PC1: 2001:db8:cafe:1::100/64 och default gateway 2001:db8:cafe:1::1
  • PC2: 2001:db8:cafe:1::101/64 och default gateway 2001:db8:cafe:1::1
  • PC3: 2001:db8:cafe:4::400/64 och default gateway 2001:db8:cafe:4::1
  • PC4: 2001:db8:cafe:4::401/64 och default gateway 2001:db8:cafe:4::1

Nu verifierar vi adresserna:

  • R1# show ipv6 interface brief
  • R2# show ipv6 interface brief
  • R3# show ipv6 interface brief

Kommandona visar intressanta aspekter:

  • Alla routrar har två IPv6 adresser: en GUA och LLA
  • GUA adresser i exempel börjar med 2001
  • Alla delnät har samma Global Routing Prefix men unikt delnät ID:
    • 2001:db8:cafe:1::/64
    • 2001:db8:cafe:2::/64
    • 2001:db8:cafe:3::/64
    • 2001:db8:cafe:4::/64
  • Flera IPv6 multicast adresser visas
    • FF02::1
    • FF02::1:FF00:1
    • FF02::1:FFCB:C201

Trots att vi endast har konfigurerat en GUA, och att Cisco IOS väljer att visa IPv6 adresser med stora bokstäver.

Observationer:

  • Notera att endast GUA adressen har konfigurerats manuellt.
  • Adressen link-local har byggts upp automatiskt.
  • Tre multicast adresser som börjar med FF02: inkluderar routers interface också automatiskt.
  • De två sista raden som inleds med förkortning ND är en del av ICMPv6 protokollet som står för Neighbor Discovery.
  • PC1 i delnätet 2001:db8:cafe:1::/64 har också två adresser, en link-local och en globa unicast
  • PC4 i delnätet 2001:db8:cafe:4::/64 har också två adresser, en link-local och en globa unicast

Manuell konfiguration av globala unicast adresser med EUI-64

Normalt konfigureras globala unicast IPv6 adresser för routrar och servrar manuellt. VI har redan konfigurerat globala ipv6 adresser som var redan bestämda, men nu förklarar jag ett alternativ till manuell konfiguration enligt EUI-64 metoden.

Laboration 2: GUA med eui-64

Metoden EUI-64 använder interfacets MAC adress för att komplettera GUA adressen och för att konstruera en link-local adress. Den globala routing prefixen (2001:db8:cafe:) tillsammans med delnät ID anges så att EUI-64 kompletterar den GUA adressen och att en LLA adress kan skapas automatiskt.

Bild 6: GUA adresser med EUI-64

Konfigurationer

  • R1(config)# interface gigabitethernet 0/0
  • R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:2::/64 eui-64
  • R1(config-if)# no shutdown
  • R1(config)# interface gigabitethernet 0/1
  • R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:1::/64 eui-64
  • R1(config-if)# no shutdown
  • R2(config)# interface gigabitethernet 0/0
  • R2(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:2::/64 eui-64
  • R2(config-if)# no shutdown
  • R2(config)# interface gigabitethernet 0/1
  • R2(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:3::/64 eui-64
  • R2(config-if)# no shutdown
  • R3(config)# interface gigabitethernet 0/1
  • R3(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:3::/64 eui-64
  • R3(config-if)# no shutdown
  • R3(config)# interface gigabitethernet 0/0
  • R3(config-if)# ipv6 address 2001:db8:cafe:4::/64 eui-64
  • R3(config-if)# no shutdown
  • R1# show ipv6 interface g0/0
    • link-local address is FE80::5AAC:78FF:FE93:DA00
    • GUA address (es): 2001:DB8:CAFE:1:5AAC:78FF:FE93:DA00
    • Subnet is 2001:DB8:CAFE:1::/64 [EUI]
    • Interfaces MAC adressen är: 58-AC-78-93-DA-00.
    • Till MAC adressen läggs FFFE i mitten dvs. 58-AC-78-FFFE-93-DA-00.
    • Det kan skrivas om till 58AC:78FF:FE93:DA00.

Host IPv6 konfiguration

IPv6 Auto Config eller självkonfiguration är ett alternativ till att komplettera en GUA adress och att skapa en Link-local adress.

Bild 7: GUA adresser och Auto Config

Bild 7 illustrerar följande:

  1. Konfiguration Static är utvalt och fält IPv6 Address, IPv6 Gateway och IPv6 DNS Server är tomma.
    1. Om man klickar på Auto Config ger konstiga IPv6 adress ::/0 och IPv6 Gateway ::
    2. Detta på grund av att självkonstruktion kräver den globala prefixen (Global Routing Prefix + Subnet ID)
  2. Denna gång konfiguration Static var också utvalt men när Auto Config valdes visar den att en IPv6 GUA har konstruerats och att IPv6 Gateway också har fått en IPv6 Link-local adress.
    1. För att ovan ska fungera behöver man aktivera routing på routern med kommando ipv6 unicast-routing

Laboration 3: GUA Statisk routing

Med topologin i Laboration 1 kan vi konfigurera den statiska routing på följande sätt:

  • R1(config)# ipv6 unicast-routing
  • R1(config)# ipv6 route ::/0 2001:db8:cafe:2::2
  • R2(config)# ipv6 unicast-routing
  • R2(config)# ipv6 route 2001:db8:cafe:1::/64  2001:db8:cafe:2::1
  • R2(config)# ipv6 route 2001:db8:cafe:4::/64  2001:db8:cafe:3::2
  • R3(config)# ipv6 unicast-routing
  • R3(config)# ipv6 route ::/0 2001:db8:cafe:3::1
  • R1# ping 2001:db8:cafe:4::400
  • PC1> ping 2001:db8:cafe:4::400
  • PC4> ping 2001:db8:cafe:1::100

Laboration 3: GUA med eui-64 Statisk routing

I denna laboration körs samma kommando som ovan men vi använder ipv6 adresserna med funktionerna copy och paste.

Några frågor om Globala Unicast adresser

  1. Identifiera Global Routing Prefix, Subnet ID, och Interface ID för följande /48 GUA adresser
    1. 2001:db8:cafe:1:a:b:c:d
    2. 2001:db8:cafe:a100::2:d
    3. 2001:db8:cafe:a:37::9
    4. 2001:db8:cafe::a:b:c:d
    5. 2001:db8:cafe:1::100
    6. 2001:db8::100:a:b:c:d
    7. 2001:db8::100