IPv6 技術精要, 2/e (IPv6 Fundamentals: A Straightforward Approach to Understanding IPv6, 2/e)

Rick Graziani

在加州阿普托斯的卡布利洛學院教授計算機科學、信息科學和計算機網絡課程。
他在信息技術領域有著30多年的工作和教學經驗，目前為Cisco和其他某些重要客戶提供諮詢服務。
Graziani是本書第1版和第2版的作者，也是在線視頻課程IPv6 Fundamentals的作者和主講人，
他還是Cisco Press的多本圖書的合著者。

目錄：  
第一部分IPv6簡介  
第1章IPv6簡介3  
1.1 IPv6來了3  
1.2 IPv4 6  
1.3 IPv5 15  
1.4 IPv6的精彩歷史15  
1.4.1相關背景15  
1.4.2 IPv4地址耗盡以及更加國際化16  
1.4.3徵集提案17  
1.4.4 IPv6的其他版本18  
1.5 IPv6：不單是IP地址更長18  
1.6過渡到IPv6 20  
1.7總結21  
1.8複習題22  
1.9參考資料22  
1.9.1尾註22  
1.9.2 RFC文檔22  
第2章IPv6入門24  
2.1十六進制系統25  
2.2 IPv6地址類型27  
2.2.1公網單播地址27  
2.2.2本地鏈路單播地址27  
2.2.3未指定地址28  
2.2.4懇求節點多播地址28  
2.3地址術語30  
2.4 ICMPv6鄰居發現協議（ NDP） 31  
2.4.1鄰居懇求和鄰居通告消息31  
2.4.2路由器懇求和路由器通告消息31  
2.4.3動態地址分配32  
2.5總結34  
2.6複習題35  
2.7參考資料36  
第3章對比IPv4和IPv6 37  
3.1對比IPv4和IPv6包頭37  
3.1.1 IPv4和IPv6包頭中的IP版本字段38  
3.1.2 IPv4包頭的IP包頭長度字段39  
3.1.3 IPv4包頭中的服務類型（ToS）字段和IPv6包頭中的流量類別字段39  
3.1.4 IPv6包頭中的流標籤字段40  
3.1.5 IPv4包頭中的總長度字段、IPv6包頭中的淨載長度字段以及IPv6巨包41  
3.1.6 IPv4和IPv6 MTU 43  
3.1.7 IPv4數據包的分片機制43  
3.1.8 IPv6數據包的分片：只能由IPv6源節點來執行45  
3.1.9 IPv4包頭中的協議字段和IPv6包頭中的下一個頭部字段45  
3.1.10 IPv4包頭中的生存時間（TTL）字段和IPv6包頭中的跳限製字段47  
3.1.11 IPv4、TCP和UDP校驗和48  
3.1 .12 IPv4包頭和IPv6包頭中的源、目的地址字段50  
3.1.13 IPv4包頭中的選項和填充字段， IPv6包頭長度固定50  
3.1.14 IPv6數據包在以太網內的轉發51  
3.1.15用Wireshark抓包分析51  
3.1.16 IPv6擴展包頭53  
3.1.17 IPv6逐跳選項擴展包頭55  
3.1.18 IPv6路由擴展包頭57  
3.1.19 IPv6分片擴展包頭58  
3.1.20 IPsec：AH和ESP擴展包頭59  
3.1.21 IPv6封裝安全淨載（ESP）擴展包頭60  
3.1.22 IPv6認證頭部（AH）擴展包頭62  
3.1.23 IPv6目的選項擴展包頭63  
3.1.24無下一個頭部（無下一個頭部擴展包頭） 64  
3.2 IPv4和IPv6的明晰對比64  
3.3總結66  
3.4複習題66  
3.5參考資料67  
*二部分動態IPv6地址  
第4章IPv6地址的表示方法和地址類型71  
4.1 IPv6地址的表示方法71  
4.1.1規則1：省略前導0 73  
4.1.2規則2：省略全0的十六位組74  
4.1.3規則1和規則2結合使用75  
4.2前綴長度的表示方法76  
4.3 IPv6地址類型77  
4.4 IPv6單播地址80  
4.4.1 IPv6公網單播地址81  
4.4.2 IPv6本地鏈路單播地址82  
4.4.3 IPv6 loopback地址84  
4.4.4 IPv6未指定單播地址85  
4.4.5 IPv6本地唯*單播地址85  
4.5 IPv6多播地址89  
4.5.1眾所周知的IPv6多播地址91  
4.5.2 IPv6懇求節點多播地址91  
4.6任播地址91  
4.7總結92  
4.8複習題94  
4.9參考資料95  
4.9.1尾註95  
4.9.2 RFC文檔95  
4.9.3書籍95  
第5章IPv6公網單播地址96  
5.1 IPv6公網單播地址的格式97  
5.1.1公網路由前綴98  
5.1.2子網ID 99  
5.1.3接口ID 99  
5.2手動配置IPv6公網單播地址100  
5.2.1手動配置GUA的Cisco IOS命令101  
5.2 .2基於EUI-64機制的手動配置GUA的Cisco IOS命令104  
5.2.3基於IPv6 Unnumbered機制的手動配置GUA的Cisco IOS命令105  
5.2.4手動配置GUA的Windows、Linux和Mac OS命令106  
5.2.5開啟靜態路由，通過Ping命令來驗證IPv6的連通性109  
5.3辨別GUA的各個字段，掌握3-1-4規則110  
5.4 IPv6子網劃分113  
5.4.1擴充子網前綴115  
5.4.2以半字節為界的IPv6子網劃分116  
5.4.3半字節之內（不以半字節為界）的IPv6子網劃分117  
5.4.4為點對點鏈路劃分並分配長度為/127的IPv6子網前綴117  
5.4.5 ipv6gen：IPv6子網工具121  
5.5前綴分配122  
5.6通用前綴125  
5.7動態地址分配方法：SLAAC和DHCPv6 127  
5.8總結127  
5.9複習題127  
5.10參考資料128  
5.10.1尾註128  
5.10 .2 RFC文檔128  
第6章IPv6本地鏈路單播地址130  
6.1 IPv6本地鏈路單播地址的結構132  
6.2自動配置IPv6本地鏈路地址132  
6.2.1根據EUI-64機制來生成接口ID 133  
6.2 .2查看Cisco IOS路由器的以太網接口和串行接口的IPv6本地鏈路地址136  
6.2.3隨機生成接口ID 137  
6.2.4本地鏈路接口的區域ID（%） 138  
6.3手動配置IPv6本地鏈路地址140  
6.4 IPv6本地鏈路地址和地址衝突檢測143  
6.5 IPv6本地鏈路地址和默認網關的IPv6地址144  
6.6 ipv6 enable命令：孤立的IPv6本地鏈路地址145  
6.7 Ping IPv6本地鏈路地址146  
6.8總結149  
6.9複習題150  
6.10參考資料151  
第7章IPv6多播地址152  
7.1範圍154  
7.2眾所周知的IPv6多播地址156  
7.3 IPv6懇求節點多播地址160  
7.3.1 IPv6單播地址與懇求節點多播地址之間的對應關係161  
7.3.2 IPv6多播地址與以太網MAC地址之間的對應關係162  
7.3.3在Cisco IOS路由器、Windows主機和Linux主機上驗證IPv6單播地址與懇求節點多播地址之間的對應關係166  
7.3.4多台IPv6設備共用相同的IPv6懇求節點多播地址168  
7.3.5一個IPv6懇求節點多播地址與多個IPv6單播地址“配套” 169  
7.4多播偵聽者發現功能171  
7.5總結175  
7.6複習題176  
7.7參考資料177  
7.7.1 RFC文檔177  
7.7.2網站、視頻和書籍177  
第三部分動態IPv6尋址  
第8章IPv6動態地址分配原理181  
8.1 IPv4動態地址分配：DHCPv4 181  
8.2 IPv6動態地址分配182  
8.2 .1 ICMPv6路由器懇求消息和路由器通告消息184  
8.2.2 RA消息通告的動態地址分配方法以及RA消息中包含的A、O、M標記186  
8.2.3方法1：無狀態地址自動配置（SLAAC） 188  
8.2.4方法2：SLAAC加無狀態DHCPv6 189  
8.2.5方法3：有狀態DHCPv6 190  
8.3 DHCPv6服務191  
8.3.1 DHCPv6術語及DHCPv6消息類型192  
8.3.2 DHCPv6的運作方式195  
8.4總結197  
8.5複習題198  
8.6參考資料199  
第9章無狀態地址自動配置（SLAAC） 200  
9.1 RA消息和SLAAC 200  
9.2生成接口ID 208  
9.2.1根據EUI-64機制生成接口ID 209  
9.2.2配置Windows主機，令其根據EUI-64機制生成IPv6公網地址的接口ID 211  
9.2.3含隱私擴展功能的無狀態地址自動配置213  
9.2.4隱私擴展功能和隨機生成接口ID 214  
9.2 .5隱私擴展功能和IPv6臨時地址215  
9.2.6禁用IPv6臨時公網地址215  
9.3自動配置的IPv6地址的狀態和生存時間217  
9.3.1示例：自動配置的IPv6地址的狀態和生存時間218  
9.3. 2在Windows、Linux和Mac OS平台上查看IPv6地址的有效期、優先使用期以及狀態信息223  
9.4路由器通告消息的各個字段和選項224  
9.4.1用Wireshark工具觀察路由器通告消息的結構224  
9.4.2修改Cisco IOS路由器發出的RA消息攜帶的前綴信息選項的有效地址生存時間字段和*選地址生存時間字段的默認值227  
9.4.3讓Cisco IOS路由器在發出的RA消息中通告DNS服務器的IPv6地址228  
9.5控制Cisco IOS路由器發出的RA消息的內容229  
9.6默認地址選擇233  
9.7將路由器的接口配置為SLAAC客戶端235  
9.8總結235  
9.9複習題238  
9.10參考資料240  
9.10.1 RFC文檔240  
9.10.2其他240  
第10章無狀態DHCPv6 241  
10.1 SLAAC加無狀態DHCPv6 241  
10.2提供無狀態DHCPv6服務243  
10.2.1讓IPv6路由器發出A、O標記位置1的RA消息243  
10.2 .2用Wireshark工具觀察R1發出的A、O標記位同時置1的RA消息245  
10.2.3配置IPv6路由器，令其行使無狀態DHCPv6服務器功能246  
10.2.4在Windows主機（DHCPv6客戶端）上驗證無狀態DHCPv6服務是否正常247  
10.2.5驗證提供DHCPv6服務的Cisco IOS路由器的狀態248  
10.3 DHCPv6選項248  
10.3.1快速提交選項248  
10.3.2開啟Cisco IOS路由器的DHCPv6快速提交功能249  
10.3.3 DHCPv6中繼代理功能的基本原理250  
10.3.4讓Cisco IOS路由器成為DHCPv6中繼代理的IOS命令252  
10.3.5配置Cisco IOS路由器，令其以單播方式發送DHCPv6中繼轉發消息252  
10.3.6配置Cisco IOS路由器，以多播方式發送DHCPv6中繼轉發消息253  
10.4總結254  
10.5複習題255  
10.6參考資料256  
第11章有狀態DHCPv6 257  
11.1有狀態DHCPv6的運作方式258  
11.2提供有狀態DHCPv6服務259  
11.2.1讓IPv6路由器發出將M標記位置1，將A、O標記位置0的RA消息259  
11.2.2讓IPv6路由器發出將A、M標記位同時置1的RA消息260  
11.2.3禁止IPv6路由器發送RA消息或讓IPv6路由器在發出的RA消息中不包含IPv6前綴的後果261  
11.2.4讓IPv6路由器發出M標記位置1，A標記位置0的RA消息262  
11.2.5用Wireshark工具觀察R1發出的A標記位置0，M標記位置1的RA消息263  
11.2.6配置IPv6路由器，令其行使無狀態DHCPv6服務器功能264  
11.2.7 Address Prefix命令266  
11.2.8在Windows主機（DHCPv6客戶端）上驗證有狀態DHCPv6服務是否正常267  
11.2.9驗證提供DHCPv6服務的Cisco IOS路由器的狀態268  
11.2.10 DHCPv6選項269  
11.3 DHCPv6 IPv6前綴下發功能270  
11.3.1配置示例：通過DHCPv6來下發前綴271  
11.3.2 DHCPv6-PD的運作方式272  
11.3.3配置家用路由器（請求路由器）並驗證配置是否正確273  
11.3.4配置ISP路由器（下發路由器）並驗證配置是否正確276  
11.4總結279  
11.5複習題280  
11.6參考資料282  
第四部分ICMPv6和ICMPv6鄰居發現  
第12章ICMPv6 285  
12.1 ICMPv6消息的通用格式286  
12.2 ICMPv6錯誤類消息288  
12.2.1 ICMPv6目的不可達消息289  
12.2.2 ICMPv6數據包過長消息291  
12.2.3 IPv6路徑MTU發現291  
12.2.4 ICMPv6超時消息293  
12.2.5 ICMP參數問題消息296  
12.3 ICMP信息類消息296  
12.3.1 ICMPv6 Echo Request消息和Echo Reply消息297  
12.3.2 Ping IPv6公網單播地址298  
12.3.3 Ping IPv6本地鏈路地址300  
12.4總結303  
12.5習題304  
12.6參考資料305  
第13章ICMPv6鄰居發現306  
13.1 ICMPv6鄰居發現選項307  
13.2默認路由器和前綴確定308  
13.2.1路由器懇求消息308  
13.2.2路由器通告消息310  
13.3地址解析316  
13.3.1地址解析過程317  
13.3.2鄰居懇求消息的特徵320  
13.3.3鄰居懇求消息的格式322  
13.3.4鄰居通告消息的格式324  
13.4鄰居緩存表326  
13.5 IPv6地址衝突檢測（DAD） 332  
13.6鄰居不可達檢測（NUD） 334  
13.7 ICMPv6重定向消息334  
13.8總結336  
13.9複習題338  
13.10參考資料339  
第五部分IPv6路由選擇  
第14章IPv6路由表和靜態路由343  
14.1配置Cisco IOS路由器，令其行使IPv6路由功能344  
14.2認識IPv6路由表345  
14.2.1代碼：NDp和ND 347  
14.2.2代碼：Connected（直連路由） 348  
14.2.3代碼：Local 349  
14.3配置IPv6靜態路由351  
14.3.1配置下一跳地址為IPv6 GUA的靜態路由352  
14.3.2配置下一跳地址為IPv6本地鏈路地址的靜態路由353  
14.3.3配置只指定發包接口不指定下一跳地址的靜態路由354  
14.3.4配置下一跳地址為IPv6本地鏈路地址的靜態默認路由355  
14.4驗證IPv6靜態路由356  
14.5匯總IPv6路由359  
14.6 IPv6 CEF 360  
14.7總結362  
14.8複習題363  
14.9參考資料364  
14.9.1 RFC文檔364  
14.9.2書籍365  
第15章IPv6 EIGRP 366  
15.1 EIGRPv4和EIGRPv6之比較369  
15.2經典的IPv6 EIGRP 371  
15.2.1經典的IPv6 EIGRP的配置方法371  
15.2.2驗證經典的IPv6 EIGRP相關配置的效果374  
15.3 IPv6 EIGRP命名模式379  
15.3.1 IPv6 EIGRP命名模式的配置方法380  
15.3.2驗證IPv6 EIGRP命名模式相關配置的效果386  
15.3.3比較IPv4和IPv6 EIGRP命名模式的配置方法389  
15.4總結391  
15.5複習題392  
15.6參考資料393  
15.6.1 RFC 393  
15.6.2書籍393  
第16章OSPFv3協議395  
16.1 OSPFv2和OSPFv3之比較396  
16.2傳統OSPFv3 398  
16.2.1傳統OSPFv3的配置方法399  
16.2.2驗證傳統OSPFv3相關配置的效果403  
16.3支持地址家族的OSPFv3 410  
16.3.1支持AF的OSPFv3的配置方法411  
16.3.2驗證支持AF的OSPFv3相關配置的效果415  
16.3.3配置支持地址家族的OSPFv3，令其執行IPv4路由選擇422  
16.4總結423  
16.5複習題426  
16.6參考資料426  
16.6.1 RFC文檔426  
16.6.2書籍427  
第六部分實施IPv6  
第17章在網絡內部署IPv6 431  
17.1 IPv6地址規劃考量432  
17.1.1讓IPv6地址的子網ID字段傳遞網絡信息434  
17.1.2用子網ID字段傳達VLAN信息436  
17.1.3 IPv6地址規劃437  
17.2 IPv6 VLAN 437  
17.3 IPv6第一跳冗餘協議441  
17.3.1 ICMPv6鄰居發現協議441  
17.3.2 HSRP和VRRP 444  
17.3.3 GLBP 445  
17.3.4選擇第一跳冗餘協議446  
17.4雙棧446  
17.5 DNS 449  
17.5.1 DNS查詢和響應452  
17.5.2 Happy Eyeballs 455  
17.6 IPv6訪問控制列表455  
17.7過渡技術458  
17.7.1 NAT64轉換459  
17.7.2純IPv6客戶端訪問純IPv4服務器460  
17.7.3純IPv4客戶端訪問純IPv6服務器464  
17.7.4其他的轉換技術466  
17.8用來傳遞IPv6流量的隧道技術467  
17.9結束語470  
17.10總結471  
17.11複習題473  
17.12參考資料474  
附錄A配置NAT64和IPv6隧道475  
A.1配置NAT64 475  
A.2配置傳遞IPv6流量的隧道478  
A.2.1手動隧道478  
A.2.2 6to4隧道484  
A.2.3用loopback接口來建立6to4隧道490  
A.2.4 ISATAP 491  
附錄B IPv6命令速查手冊498  
B.1 Cisco IOS命令498  
B.1.1地址配置命令498  
B.1.2 ICMPv6路由器通告消息相關命令499  
B.1.3配置DHCPv6服務器500  
B.1.4 IPv6訪問控制列表501  
B.1.5 IPv6靜態路由、查看IPv6路由表以及IPv6 CEF 502  
B.1.6 IPv6 EIGRP 502  
B.1.7 OSPFv3協議504  
B.2主機操作系統命令505  
B.2.1 Windows操作系統505  
B.2.2 Linux操作系統507  
B.2.3 Mac OS X 508  
附錄C複習題答案509  
C.1第1章509  
C.2第2章510  
C.3第3章511  
C.4第4章511  
C.5第5章512  
C.6第6章513  
C.7第7章515  
C.8第8章516  
C.9第9章517  
C.10第10章517  
C.11第11章518  
C.12第12章518  
C.13第13章519  
C.14第14章519  
C.15第15章520  
C .16第16章520  
C.17第17章521