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网络知识在Linux中自动配置IPv6地址

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何时使用唯一本地地址

唯一本地地址(ULA)使用 fd00::/8 地址块,它类似于我们常用的 IPv4 的私有地址:10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、以及 192.168.0.0/16。但它们并不能直接替换。IPv4 的私有地址分类和网络地址转换(NAT)功能是为了缓解 IPv4 地址短缺的问题,这是个明智的解决方案,它延缓了本该被替换的 IPv4 的生命周期。IPv6 也支持 NAT,但是我想不出使用它的理由。IPv6 的地址数量远远大于 IPv4;它是不一样的,因此需要做不一样的事情。

那么,ULA 存在的意义是什么呢?尤其是在我们已经有了本地链路地址(fe80::/10)时,到底需不需要我们去配置它们呢?它们之间(注:指的是唯一本地地址和本地链路地址)有两个重要的区别。一是,本地链路地址是不可路由的,因此,你不能跨子网使用它。二是,ULA 是你自己管理的;你可以自己选择它用于子网的地址范围,并且它们是可路由的。

使用 ULA 的另一个好处是,如果你只是在局域网中“混日子”的话,你不需要为它们分配全局单播 IPv6 地址。当然了,如果你的 ISP 已经为你分配了 IPv6 的全局单播地址,就不需要使用 ULA 了。你也可以在同一个网络中混合使用全局单播地址和 ULA,但是,我想不出这样使用的一个好理由,并且要一定确保你不使用网络地址转换(NAT)以使 ULA 可公共访问。在我看来,这是很愚蠢的行为。

ULA 是仅为私有网络使用的,并且应该阻止其流出你的网络,不允许进入因特网。这很简单,在你的边界设备上只要阻止整个 fd00::/8 范围的 IPv6 地址即可实现。

地址自动配置

ULA 不像本地链路地址那样自动配置的,但是使用 radvd 设置自动配置是非常容易的,radva 是路由器公告守护程序。在你开始之前,运行 ifconfig 或者 ip addr show 去查看你现有的 IP 地址。

在生产系统上使用时,你应该将 radvd 安装在一台单独的路由器上,如果只是测试使用,你可以将它安装在你的网络中的任意 Linux PC 上。在我的小型 KVM 测试实验室中,我使用 apt-get install radvd 命令把它安装在 Ubuntu 上。安装完成之后,我先不启动它,因为它还没有配置文件:

$ sudo systemctl status radvd
radvd.service - LSB: Router Advertising Daemon
Loaded: loaded (/etc/init.d/radvd; bad; vendor preset: enabled)
Active: active (exited) since Mon 2017-12-11 20:08:25 PST; 4min 59s ago
Docs: man:systemd-sysv-generator(8)
Dec 11 20:08:25 ubunut1 systemd[1]: Starting LSB: Router Advertising Daemon...
Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: Starting radvd:
Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: * /etc/radvd.conf does not exist or is empty.
Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: * See /usr/share/doc/radvd/README.Debian
Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: * radvd will *not* be started.
Dec 11 20:08:25 ubunut1 systemd[1]: Started LSB: Router Advertising Daemon.

这些所有的消息有点让人困惑,实际上 radvd 并没有运行,你可以使用经典命令 ps | grep radvd 来验证这一点。因此,我们现在需要去创建 /etc/radvd.conf 文件。拷贝这个示例,将第一行的网络接口名替换成你自己的接口名字:

interface ens7 {
AdvSendAdvert on;
MinRtrAdvInterval 3;
MaxRtrAdvInterval 10;
prefix fd7d:844d:3e17:f3ae::/64
{
AdvOnLink on;
AdvAutonomous on;
};
};

前缀(prefix)定义了你的网络地址,它是地址的前 64 位。前两个字符必须是 fd,前缀接下来的剩余部分你自己定义它,最后的 64 位留空,因为 radvd 将去分配最后的 64 位。前缀后面的 16 位用来定义子网,剩余的地址定义为主机地址。你的子网必须总是 /64。RFC 4193 要求地址必须随机生成。

IPv6 转发

IPv6 转发必须要启用。下面的命令去启用它,重启后生效:

$ sudo sysctl -w net.ipv6.conf.all.forwarding=1

取消注释或者添加如下的行到 /etc/sysctl.conf 文件中,以使它永久生效:

net.ipv6.conf.all.forwarding = 1

启动 radvd 守护程序:

$ sudo systemctl stop radvd
$ sudo systemctl start radvd

这个示例在我的 Ubuntu 测试系统中遇到了一个怪事;radvd 总是停止,我查看它的状态却没有任何问题,做任何改变之后都需要重新启动 radvd。

启动成功后没有任何输出,并且失败也是如此,因此,需要运行 sudo systemctl status radvd 去查看它的运行状态。如果有错误,systemctl 会告诉你。一般常见的错误都是 /etc/radvd.conf 中的语法错误。

在 Twitter 上抱怨了上述问题之后,我学到了一件很酷的技巧:当你运行 journalctl -xe –no-pager 去调试 systemctl 错误时,你的输出会被换行,然后,你就可以看到错误信息。

现在检查你的主机,查看它们自动分配的新地址:

$ ifconfig
ens7 Link encap:Ethernet HWaddr 52:54:00:57:71:50
[...]
inet6 addr: fd7d:844d:3e17:f3ae:9808:98d5:bea9:14d9/64 Scope:Global
[...]
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