IPv6地址分配

Question

我刚开始使用IPv6，所以在过去的几天里我做了很多阅读。不幸的是，我的一些问题在我的研究中没有得到解答。

我的目标是跟踪分配的地址以及分配的接口。根据我的阅读，接口可以通过几种方式获取IPv6地址，我在下面的子部分中列出了这些方法。我已经突出了我到目前为止所发现的内容，并在这些部分提出了一些问题。如果有人可以对我所学到的内容进行任何更正，或者对问题有答案，请这样做。如果有人知道某个地方我可以找到更多信息，我不介意自己更多地研究它。

编辑：我发现前缀委派实际上并未导致地址分配。 DHCP服务器使用它来获取要从其他DHCP服务器使用的前缀。

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获取IPv6地址的方法是：

1. StateLess地址自动配置（SLAAC）
2. 有状态DHCPv6

SLAAC

SLAAC用于小型网络，为接口生成IPv6地址。它需要（几乎）没有配置，基本上如下工作：

1. 当接口联机时，客户端将使用其接口ID地址和链接本地前缀（FE80::/10）生成链路本地IPv6地址。
2. 要验证此地址是唯一的，会向该地址发送Neighbor Solicitation（NS）消息。如果有回复，则该地址正在使用中且无法使用。自动配置中止，配置应手动进行。 问题1a：这里真的没有倒退吗？

3. 假设在超时时间结束时没有收到回复，则假定该地址是唯一的，并将其指定为接口的链路本地地址。

   现在该节点已连接到此链接上的所有其他节点

4. 节点等待接收路由器通告（RA），或者向所有路由器的多播组发送路由器请求（RS）消息。当路由器收到RS时，它将以RA回复。 RA将包含前缀。

5. 该节点将生成带有前缀及其接口ID的全球单播地址。
6. 类似于创建链接本地地址时，节点将向该地址发送消息以确定它是否是唯一的。 问题2：这也是NS消息吗？ 如果有回复，则地址已在使用中，地址分配必须手动进行。 问题1b：同样，是否有任何自动恢复方式？
7. 假设超时内没有回复，则该地址将被指定为接口的全局IPv6地址。

问题3：接口可以有多个地址。实际上，在上述过程结束时，单个接口将具有2个地址 - 链路本地地址和全球单播地址。是否可以使用SLAAC获取此接口的其他地址？或者必须使用其他方法（例如DHCPv6）？

有状态DHCPv6

节点可以使用上面的步骤1-3获得链路本地地址。我相信这是可选的，它可以简单地使用::/128（未指定）作为DHCP请求中的源地址，直到为其分配地址。

有两种获取地址的方法 - 正常和快速提交。普通是4消息交换（Solicit，Advertise，Request，Reply），而快速是2消息交换（Solicit，{{1} }）。当客户端在Reply消息中使用Rapid-Commit选项请求快速提交时，即可完成快速提交。它基本上与普通相同，因为它对我的使用没有任何影响，我现在暂时忽略它。

此外，消息可能通过中继进行代理。从中继发送到服务器的消息是Solicit消息，从服务器发送到中继的消息是RELAY_FORW消息。客户端和服务器之间的实际对话框完全封装在RELAY_REPL选项中。对于以下内容，我只处理非中继消息。如果消息被中继，则很容易对原始消息进行说明，并且以下内容仍然存在。

地址分配如下：

1. 客户端向＆＃34;所有DHCP服务器和中继发送​​OPTION_RELAY_MSG消息＆＃34;多播地址。此消息的目的是发现本地链路上DHCP服务器的身份。
2. DHCP服务器以Solicit消息响应本地多播地址。
3. 客户端直接向DHCP服务器发送Advertise消息，其中包含指示其希望拥有IP地址的选项。 问题4：在我看过的PCAP文件中，看起来此消息仍然发送到多播地址Request。是不是因为没有直接发送到收到广告的DHCP服务器？
4. DHCP服务器以包含IP地址的ff02::1:2进行响应。
5. 客户端应执行类似于SLAAC方法中步骤6的重复地址检测。
6. 节点将此地址分配给接口，并可以开始使用它。

这是分配地址的一般方法，但更具体地说，有3种方法可以做到这一点：

1. 非临时地址分配（Reply）
2. 临时地址分配（IA_NA）
3. 前缀授权（IA_TA）

所有这三种方法都是通过在PD中包含一个选项来完成的，该选项随后由服务器填充并在Request中返回。对于前两个，返回完整的IPv6地址，然后可以将其分配为接口的IP地址。对于第三个，返回类似于SLAAC方法中的Reply的前缀。然后，此前缀与接口标识符一起使用，以创建完整的全局IPv6地址。

问题5：在我的pcap捕获中，我发现RA和Solicit通常也包含这些选项。这在非快速案例中似乎是多余的，因为Advertise和后续Request也必须包含该选项。在Reply中包含此选项的目的是什么？在Solicit执行此操作之前，DHCP服务器在Advertise中创建IP地址（或前缀）的目的是什么？

问题6：RFC指出可以包含Request（或IA_NA）选项的多个实例。我认为这意味着接口将具有多个地址。客户端是否只在IA_TA中包含该选项的多个实例以获取多个地址？如果DHCP服务器可以提供一些但不是所有地址会发生什么？整个Request是否表示失败？或者给出了一些地址？

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发布地址

对于DHCPv6，可以使用Reply消息发布正在使用的地址。客户端可以使用Release消息拒绝服务器在Reply中分配的地址，而不是使用该地址。

如果客户端无法发送Decline或Release，服务器将继续保留客户端的地址，直至其过期。

问题7：如果客户端无法发送Decline（或Release）并重新启动，则会启动新的DHCP请求。 DHCP服务器会回复旧地址吗？或者它是否会假设这是对额外IP地址的请求并分配一个新地址？

我不确定如何释放SLAAC或DHCP Decline创建的地址。也许这些地址的发布只在内部完成，没有外部设备需要知道该事件。

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正如我在开头所说，我的目标是跟踪当前有效的所有地址分配。我的计划是做以下事情：

• 创建一个由地址索引的地图，该地址存储分配给它的客户端（DUID）。
• 收到DHCPv6 PD至Reply，Request，Confirm，Renew或Rebind {{1} }}， 请执行下列操作：
  • 提取Solicit选项
  • 每个Rapid-Commit或Client-DUID
    • 对于每个IA_NA，请设置IA_TA
    • 存储地址的到期时间
• 收到IA或map[address]=Client-DUID到Decline后，请执行以下操作
  • 每个Reply或Release
    • 对于每个IA_NA，请设置删除IA_TA
• 当地址过期时，它将从地图中删除

问题8：如何检测SLAAC生成的地址或DHCP IA地址？我可以使用消息中的某些字段来重新生成完整的IP地址吗？我已经有了前缀，但接口ID未知。

这是否足以维护分配给客户端的IP地址列表？

Answer 1

好的 - 所以我做了更多的研究，现在我得到了大部分答案。

首先，进行修正。使用DHCP无法通过PD获取地址。这就是DHCP服务器获取网络前缀以用于它们托管的DHCP客户端的方式。还有另一个DHCP服务器处理分发这些前缀。因此，PD可以作为获取IP地址的方法被忽略。

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问题1a / b：这里真的没有回落吗？

答：没有自动回退机制。一个可以实现，但它是自定义的。

问题2：这也是一条NS消息吗？

答案：是的

问题3：接口可能有多个地址。实际上，在上述过程结束时，单个接口将具有2个地址 - 链路本地地址和全球单播地址。是否可以使用SLAAC获取此接口的其他地址？或者必须使用其他方法（例如DHCPv6）？

答案：可以使用SLAAC生成多个地址。客户端可以使用来自多个路由器的路由器通告，并且每个路由器可以通告多个前缀。主机可以使用每个前缀创建全局单播地址。

问题8（已修改）：如何检测SLAAC生成的地址？我可以使用消息中的某些字段来重新生成完整的IP地址吗？我已经有了前缀，但接口ID未知。

答案：检测它们的唯一方法是收听NS条消息。由于这些消息是可选的，因此无法保证检测SLAAC生成的地址。

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我仍然没有问题4-7的答案，但我现在不太关心它们。

谢谢！

Answer 2

第三种获取IPv6地址的方法是手动配置。