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DHCPv6原理与配置

知了堂姐

2024-07-09 11:12:24

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主机在运行IPv6时，可以通过使用无状态地址自动配置或DHCPv6协议来获取IPv6地址。IPv6动态主机配置协议DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6)采用了客户端/服务器通信模式，是针对IPv6编址方案设计的、为主机分配IPv6地址和其他网络配置参数的协议。

什么是DHCPv6

DHCPv6能够为主机分配IPv6地址以及其他网络配置参数，并能够实现这些参数的集中管理。

主机在运行IPv6时，可以通过使用无状态地址自动配置或DHCPv6协议来获取IPv6地址。

主机使用无状态地址自动配置方案来获取IPv6地址时，路由器并不记录主机的IPv6地址信息，可管理性差；另外，IPv6主机无法获取DNS服务器地址等网络配置信息，在可用性上也存在一定的缺陷。

DHCPv6属于一种有状态地址自动配置协议。在有状态地址配置过程中，DHCPv6服务器为主机分配一个完整的IPv6地址，并提供DNS服务器地址等其他配置信息。此外，DHCPv6服务器还可以对已经分配的IPv6地址和客户端进行集中管理。

DHCPv6服务器与客户端之间使用UDP协议来交互DHCPv6报文，客户端使用的UDP端口号是546，服务器使用的UDP端口号是547。

DHCPv6基本协议架构中，主要包括以下三种角色：

DHCPv6客户端：通过与DHCPv6服务器进行交互，获取IPv6地址/前缀和网络配置信息，完成自身的地址配置功能。

DHCPv6中继：负责转发来自客户端方向或服务器方向的DHCPv6报文，协助DHCPv6客户端和DHCPv6服务器完成地址配置功能。只有当DHCPv6客户端和DHCPv6服务器不在同一链路范围内，或者DHCPv6客户端和DHCPv6服务器无法单播交互的情况下，才需要DHCPv6中继的参与。

DHCPv6服务器：负责处理来自客户端或中继的地址分配、地址续租、地址释放等请求，为客户端分配IPv6地址/前缀和其他网络配置信息。

客户端发送DHCPv6请求报文来获取IPv6地址等网络配置参数，使用的源地址为客户端接口的链路本地地址，目的地址为ff02::1:2。ff02::1:2表示的是所有DHCPv6服务器和中继，这个地址是链路范围的。

DHCP设备唯一标识符DUID（DHCPv6 Unique Identifier）用来标识一台DHCPv6服务器或客户端。每个DHCPv6服务器或客户端有且只有一个DUID。

DUID采用以下两种方式生成：

基于链路层地址（LL）：即采用链路层地址方式来生成DUID。

基于链路层地址与时间组合（LLT）：即采用链路层地址和时间组合方式来生成DUID。

DHCPv6分配地址时又分为:

DHCPv6有状态自动分配：DHCPv6服务器为客户端分配IPv6地址及其他网络配置参数（如DNS、NIS、SNTP服务器地址等）。

DHCPv6无状态自动分配：主机的IPv6地址仍然通过路由通告方式自动生成，DHCPv6服务器只分配除IPv6地址以外的配置参数（如DNS、NIS、SNTP服务器等）。

DHCPv6客户端在向DHCPv6服务器发送请求报文之前，会发送RS报文，在同一链路范围的路由器接收到此报文后会回复RA报文。在RA报文中包含管理地址配置标记（M）和有状态配置标记（O）。当M取值为1时，启用DHCPv6有状态地址配置，即DHCPv6客户端需要从DHCPv6服务器获取IPv6地址，取值为0则启用IPv6无状态地址自动分配方案。当O取值为1时，用来定义客户端需要通过有状态的DHCPv6来获取其它网络配置参数，如DNS、NIS、SNTP服务器地址等，取值为0则启用IPv6无状态地址自动分配方案。

DHCPv6有状态自动分配

DHCPv6四步交互地址分配过程如下：

DHCPv6客户端发送Solicit报文，请求DHCPv6服务器为其分配IPv6地址和网络配置参数。

DHCPv6服务器回复Advertise报文，该报文中携带了为客户端分配的IPv6地址以及其它网络配置参数。

DHCPv6客户端如果接收到了多个服务器回复的Advertise报文，则会根据Advertise报文中的服务器优先级等参数来选择优先级最高的一台服务器，并向所有的服务器发送Request组播报文。

被选定的DHCPv6服务器回复Reply报文，确认将IPv6地址和网络配置参数分配给客户端使用。

dhcpv6 pool pool-name命令用来创建IPv6地址池或进入到IPv6地址池视图。

address prefix ipv6-prefix/ipv6-prefix-length命令用来在IPv6地址池视图下绑定IPv6地址前缀。ipv6-prefix/ipv6-prefix-length用来指定IPv6地址池绑定的网络前缀和前缀长度。

excluded-address start-ipv6-address [to end-ipv6-address]命令用来配置IPv6地址池中不参与自动分配的IPv6地址范围。

dns-server ipv6-address命令用来配置DNS服务器的IPv6地址。dns-domain-name dns-domain-name命令用来配置为DHCPv6客户端分配的域名后缀。

[RTA]ipv6

[RTA]interface GigabitEthernet 0/0/0

[RTA-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 enable

[RTA-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 address 3000::1/64

[RTA-GigabitEthernet0/0/0]dhcpv6 server pool1

dhcpv6 server pool-name命令用来在接口下配置DHCPv6服务器功能，pool-name用来指定接口下配置的DHCPv6地址池名称。

DHCPv6配置验证

[RTA]display dhcpv6 pool

DHCPv6 pool: p

Address prefix: 3000::/64

Lifetime valid 172800 seconds, preferred 86400 seconds

2 in use, 0 conflicts

Excluded-address 3000::1

1 excluded addresses

Information refresh time: 86400

DNS server address: 4000::1

Conflict-address expire-time: 172800

Active normal clients: 2

display dhcpv6 pool命令用来查看DHCPv6服务器上配置的地址池信息。

本例中，RTA上有一个DHCPv6地址池，该地址池关联的地址前缀为3000::1/64，生存周期为172800秒，即两天（缺省情况下，生存周期是86,400秒或1天）。在必要的情况下，可以在IPv6地址池视图下使用information-refresh命令重新配置其它配置信息。对于处在活跃状态的客户端从DHCPv6服务器租用的IPv6地址，可以查看相关的信息统计。

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