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DNS云学堂 |“组CP”的不只有明星,还有IPv6和DHCPv6

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发表时间:2020-08-04 11:01作者:ZDNS

随着国家大力推进IPv6的部署,各大运营商基本已实现IPv6改造,大部分的互联网用户都已具备IPv6网络环境。同时其他各个行业也逐步在进行IPv6的改造。所以,大家对IPv6已经不再陌生。众所周知,IPv6协议具备巨大地址空间,地址长度是 IPv4 的四倍,地址的数量翻了无数倍。在IPv4网络下地址的分配可以通过DHCP进行自动分配,那么IPv6网络下是否仍然能够使用DHCP协议?IPv6的DHCP与IPv4的DHCP又有哪些不一样?今天就带大家了解一下。enjoy:



DHCPv6概述


DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6,支持 IPv6 的动态主机配置协议)是针对 IPv6 编址方案设计的,为主机分配 IPv6 前缀、IPv6 地址和其他网络配置参数的协议。

DHCPv6 具有以下优点:

  • IPv6地址空间巨大,不便于记忆及管理,可以通过DHCPV6自动分配和结构化管理。

  • 不仅可以分配 IPv6 地址,还可以分配IPv6 前缀,便于全网络的自动配置和管理。

  • 更好地控制地址的分配,不仅可以记录为主机分配的地址/前缀,还可以为特定主机分配特定的地址/前缀,以便于网络管理。

  • 除了 IPv6 前缀、IPv6 地址外,还可以为主机分配DNS服务器、域名等网络配置参数。




DHCPv6都有哪些变化?

一、报文格式的变化


DHCPv6报文承载于UDP协议之上。DHCPv6客户端使用UDP端口547向DHCPv6服务器或中继代理发送请求报文,DHCPv6服务器和中继代理使用UDP端口546向DHCPv6客户端发送应答报文。

DHCPv6的报文与DHCPv4报文存在一定的差异,具体报文对别如下:

DHCPv6报文

DHCPv4报文

说明

SOLICIT

DISCOVER

客户端发起进行DHCP服务器发现

ADVERTISE

OFFER

DHCP服务器发送进行回应客户端,宣告自己能够提供DHCP服务。

REQUEST

REQUEST

客户端发送Request报文来向DHCP服务器请求IPv4/6地址和其它配置信息。

CONFIRM

-

DHCPv6客户端向任意可达的DHCPv6服务器发送Confirm报文检查自己目前获得的IPv6地址是否适用与它所连接的链路。

RENEW

REQUEST

DHCPv6客户端通过RENEW进行续约及配置更新,而DHCPv4客户端通过REQUEST进行续约。

REBIND

REQUEST

如果Renew报文没有得到应答,DHCPv6客户端向任意可达的DHCPv6服务器发送Rebind报文进行续约。

DHCPv4仍然发送REQUEST报文进行续约。

REPLY

ACK/NAK

DHCPv6服务器在以下场合发送Reply报文:DHCPv6服务器发送携带了地址和配置信息的Reply消息来回应从DHCPv6客户端收到的SolicitRequestRenewRebind报文。DHCPv6服务器发送携带配置信息的Reply消息来回应收到的Information-Request报文。用来回应DHCPv6客户端发来的ConfirmReleaseDecline报文。

RELEASE

RELEASE

客户端向为其分配地址的DHCP服务器发送Release报文,表明自己不再使用一个或多个获取的地址。

DECLINE

DECLINE

客户端向DHCP服务器发送Decline报文,声明DHCP服务器分配的一个或多个地址在客户端所在链路上已经被使用了。

RECONFIGURE

-

DHCPv6服务器向DHCPv6客户端发送Reconfigure报文,用于提示DHCPv6客户端,在DHCPv6服务器上存在新的网络配置信息。

INFORMATION-REQUEST

INFORM

DHCPv6客户端向DHCPv6服务器发送Information-Request报文来请求除IPv6地址以外的网络配置信息。

RELAY-FORW

-

中继代理通过Relay-Forward报文来向DHCPv6服务器转发DHCPv6客户端请求报文。

RELAY-REPL

-

DHCPv6服务器向中继代理发送Relay-Reply报文,其中携带了转发给DHCPv6客户端的报文。


二、地址分配方式的变化

有状态地址分配

在有状态地址配置过程中,DHCPv6服务器分配一个完整的IPv6地址给主机,并提供DNS服务器地址和域名等其它配置信息,这中间可能通过中继代理转交DHCPv6报文,而且最终服务器能把分配的IPv6地址和客户端的绑定关系记录在案,从而增强了网络的可管理性。

DHCPv6有状态地址分配过程如图所示。


前缀代理分配


对于互联网服务提供商(ISP)来说,也没有相关的规范指明如何向路由器自动分配IPv6前缀,所以在部署IPv6网络时,只能采用手动配置的方法为路由交换设备配置IPv6地址。DHCPv6协议提供了DHCPv6前缀代理的扩展功能,可以自动为下游路由器分派地址前缀,从而实现层次化网络环境中IPv6地址的自动规划,解决互联网提供商(ISP)的IPv6网络部署问题。

DHCPv6前缀代理分配过程如图所示。

无状态分配


无状态DHCPv6服务主要是配合基于路由器公告的无状态地址自动配置方式使用,DHCPv6客户端希望从DHCPv6服务器获取通过路由器公告不能获得的配置参数,如DNS服务器地址、域名等信息,客户端IPv6地址仍然通过路由器公告方式生成,并不希望DHCPv6服务器分配地址。

DHCPv6无状态配置分配过程如图所示。

三、地址分配过程的变化


DHCPv6服务器为客户端分配地址/前缀的过程分为两类:两步交互快速分配过程和四步交互分配过程。

两步交互的快速分配

两步交互常用于网络中只有一个DHCPv6服务器的情况。DHCPv6客户端首先通过组播发送Solicit报文来定位可以为其提供服务的DHCPv6服务器,DHCPv6服务器收到客户端的Solicit报文后,为其分配地址和配置信息,直接回应Reply报文,完成地址申请和分配过程。

DHCPv6服务器端如果配置了两步交互,并且客户端报文中也包含Rapid Commit选项,服务器采用两步交互方式为客户端分配地址和配置信息。

DHCPv6两步交互地址分配过程如图所示。

四步交互的分配


四步交互常用于网络中有多个DHCPv6服务器的情况。DHCPv6客户端首先通过组播发送Solicit报文来定位可以为其提供服务的DHCPv6服务器,在收到多个DHCPv6服务器的Advertise报文后,根据DHCPv6服务器的优先级选择一个为其分配地址和配置信息的服务器,接着通过Request/Reply报文交互完成地址申请和分配过程。

DHCPv6服务器端如果没有配置使能两步交互,无论客户端报文中是否包含Rapid Commit选项,服务器都采用四步交互方式为客户端分配地址和配置信息。

DHCPv6部署的关键点


IPv6的部署重点在网络、终端、业务平台、支撑系统和安全防护全面进行,最终实现业务的持续发展,尤其要满足地址消耗量大的业务持续增长的需求。而DHCP系统作为核心支撑系统是客户端运行的基础,其重要性及对稳定性的要求不言而喻,这就对为终端分配IP地址的DHCP系统提出了更高的管控要求。所以最后,关于进行DHCPv6部署建设,给到大家如下建议:

  • DHCP系统容灾能力:DHCP系统需要具备租约信息同步机制,确保在主设备故障时,备用设备能够完全接管业务,用户终端设备可直接更新租约,不需要中断连接重新获取IP地址。

  • IP地址灵活调整:DHCP系统除了需要具备IP地址的下发,还需要具备基于业务主机特点定制多种地址分配方案并且根据所选方案、需要的IP个数、分配算法、信息录入、地址生成多个维度合理规划灵活调整。


  • 运维管理能力:需要通过统一的可视化管理平台对DHCP设备进行管理,包括设备运行状态监控、业务指标实时统计、地址池使用率监控、IP地址使用情况展现、DHCP日志展现、统一配置DHCP数据、全网配置下发保证数据一致性等,便于运维管理。



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