DHCPv6概述
DHCPv6是一种运行在客户端和服务器之间的协议,与IPv4中的DHCP一样,所有的协议报文都是基于UDP的。但是由于在IPv6中没有广播报文,因此DHCPv6使用组播报文,客户端也无需配置服务器的IPv6地址。
IPv6地址分配类型
IPv6协议具有地址空间巨大的特点,但同时长达128比特的IPv6地址又要求高效合理的地址自动分配和管理策略。
目前IPv6地址的分配方法有以下几种:- 手动配置。手动配置IPv6地址/前缀及其他网络配置参数(DNS、NIS、SNTP服务器地址等参数)。
- 无状态自动地址分配。由接口ID生成链路本地地址,再根据路由通告报文RA(Router Advertisement)包含的前缀信息自动配置本机地址。
- 有状态自动地址分配,即DHCPv6方式。DHCPv6又分为如下两种:
- DHCPv6有状态自动分配。DHCPv6服务器自动分配IPv6地址/PD前缀及其他网络配置参数(DNS、NIS、SNTP服务器地址等参数)。
- DHCPv6无状态自动分配。主机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,包括DNS、NIS、SNTP服务器等参数。
DHCPv6基本架构
DHCPv6基本构架如图9-1所示。
DHCPv6基本协议架构中,主要包括以下三种角色:
- DHCPv6 Client:
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 Relay:
DHCPv6中继代理,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。一般情况下,DHCPv6客户端通过本地链路范围的组播地址与DHCPv6服务器通信,以获取IPv6地址/前缀和其他网络配置参数。如果服务器和客户端不在同一个链路范围内,则需要通过DHCPv6中继代理来转发报文,这样可以避免在每个链路范围内都部署DHCPv6服务器,既节省了成本,又便于进行集中管理。
DHCPv6基本协议架构中,DHCPv6中继代理不是必须的角色。如果DHCPv6客户端和DHCPv6服务器位于同一链路范围内,或DHCPv6客户端和DHCPv6服务器直接通过单播交互完成地址分配或信息配置的情况下,是不需要DHCPv6中继代理参与的。只有当DHCPv6客户端和DHCPv6服务器不在同一链路范围内,或DHCPv6客户端和DHCPv6服务器无法单播交互的情况下,才需要DHCPv6中继代理的参与。
- DHCPv6 Server:
DHCPv6服务器,负责处理来自客户端或中继代理的地址分配、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。
DHCPv6基本概念
- 组播地址
- 在DHCPv6协议中,客户端不用配置DHCPv6 Server的IPv6地址,而是发送目的地址为组播地址的Solicit报文来定位DHCPv6服务器。
- 在DHCPv4协议中,客户端发送广播报文来定位服务器。为避免广播风暴,在IPv6中,已经没有了广播类型的报文,而是采用组播报文。DHCPv6用到的组播地址有两个:
- FF02::1:2(All DHCP Relay Agents and Servers):所有DHCPv6服务器和中继代理的组播地址,这个地址是链路范围的,用于客户端和相邻的服务器及中继代理之间通信。所有DHCPv6服务器和中继代理都是该组的成员。
- FF05::1:3(All DHCP Servers):所有DHCPv6服务器组播地址,这个地址是站点范围的,用于中继代理和服务器之间的通信,站点内的所有DHCPv6服务器都是此组的成员。
- UDP端口号
- DHCPv6报文承载在UDPv6上。
- 客户端侦听的UDP目的端口号是546。
- 服务器、中继代理侦听的UDP端口号是547。
- DHCP唯一标识符(DUID)
- DHCP设备唯一标识符DUID(DHCPv6 Unique Identifier),每个服务器或客户端有且只有一个唯一标识符,服务器使用DUID来识别不同的客户端,客户端则使用DUID来识别服务器。
- 客户端和服务器DUID的内容分别通过DHCPv6报文中的Client Identifier和Server Identifier选项来携带。两种选项的格式一样,通过option-code字段的取值来区分是Client Identifier还是Server Identifier选项。
- 身份联盟(IA)
- 身份联盟IA(Identity Association)是使得服务器和客户端能够识别、分组和管理一系列相关IPv6地址的结构。每个IA包括一个IAID和相关联的配置信息。
- 客户端必须为它的每一个要通过服务器获取IPv6地址的接口关联至少一个IA。客户端用给接口关联的IA来从服务器获取配置信息。每个IA必须明确关联到一个接口。
- IA的身份由IAID唯一确定,同一个客户端的IAID不能出现重复。IAID不应因为设备的重启等因素发生丢失或改变。
- IA中的配置信息由一个或多个IPv6地址以及T1和T2生存期组成。IA中的每个地址都有首选生存期和有效生存期。
- 一个接口至少关联一个IA,一个IA可以包含一个或多个地址信息。