IPv6简介
IPv6（Internet Protocol Version 6）即互联网协议第 6 版，是用于替代 IPv4 的下一代互联网协议。IPv4 采用 32 位地址长度，理论上能提供约 43 亿个地址，随着互联网的飞速发展，地址资源面临枯竭。IPv6 则使用 128 位地址长度，地址空间极大，约为2^128个，从根本上解决了地址短缺问题。它还在安全性、路由选择、自动配置等方面进行了优化改进。
IPv6 的出现
IPv6 的出现是互联网发展的必然结果。IPv4 地址枯竭问题日益严重，制约了互联网的进一步发展。同时，互联网应用的多样化和智能化对网络性能、安全性等提出了更高要求。IPv6 不仅解决了地址短缺问题，还在协议设计上进行了诸多优化，如简化报头结构提高处理效率、内置 IPsec 增强网络安全、支持自动配置降低管理成本等，以满足未来互联网发展的需求。
实验拓扑
基于模拟器自身原因，本实验使用路由器R2模拟PC
实验原理
自动生成 IPV6 地址：IPv6 支持无状态地址自动配置（SLAAC）。设备根据网络前缀（由路由器通告）和自身接口的 MAC 地址，按照特定算法生成全球唯一的 IPv6 地址。路由器通过发送路由器通告（RA）消息，告知网络中的设备网络前缀等信息，设备利用这些信息和自身 MAC 地址组合出 IPv6 地址。手动配置全球单播 IPV6 地址：全球单播地址是 IPv6 中可在全球互联网上路由的地址类型。手动配置时，管理员指定一个符合规范的 IPv6 地址及前缀长度。在本实验中，为 R1 和 R2 的 g0/0 接口分别配置了2001::1/64和2001::2/64，2001::是网络前缀，/64表示前缀长度为 64 位，剩余 64 位用于接口标识，这种配置方式能确保设备在网络中有明确的、可管理的 IP 地址。连通性测试：通过ping ipv6命令测试设备间的连通性。ping命令会向目标 IP 地址发送 ICMPv6（Internet Control Message Protocol version 6）回显请求消息，若目标设备正常接收到并返回回显应答消息，则证明链路连通。在自动配置和手动配置地址后进行连通性测试，能验证地址配置是否正确以及网络是否正常工作。
实验目的
本实验旨在让实验者掌握 IPv6 地址的两种基本配置方式（自动生成和手动配置），并学会测试设备间 IPv6 网络的连通性，理解 IPv6 地址在网络中的应用原理。
实验意义
通过实际操作，能直观地感受 IPv6 地址配置与 IPv4 的差异，深入理解 IPv6 的特性和优势。自动配置体现了 IPv6 的便捷性，减少管理员配置工作量；手动配置则让实验者掌握如何精确控制设备的网络地址，在需要特定网络规划时发挥作用。连通性测试环节可检验配置的正确性，培养实验者排查网络故障的能力。
实验需求
在R1和R2上开启IPv6链路本地地址自动生成，测试是否能够使用链路本地地址互通为R1配置全球单播地址2001::1/64，使R2能够自动生成与R1同一网段的IPv6地址测试R1和R2是否能够使用全球单播地址互通
实验步骤
在R1和R2上开启IPv6链路本地地址自动生成，测试是否能够使用链路本地地址互通
分析：路由器需要手动开启链路本地地址自动生成，该功能PC默认会开启。但由于这里使用路由器来模拟PC，所以需要手动开启
步骤1：在R1和R2的g0/0接口上开启IPv6链路本地地址自动生成
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C]sysn R1
[R1-GigabitEthernet0/0]ipv6 address auto
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C]sysn R2
[R2]int g0/0
[R2-GigabitEthernet0/0]ipv6 address auto
步骤2：在R1和R2上查看g0/0接口的IPv6信息，发现已经生成了前缀为FE80的IPv6地址，该地址属于链路本地地址
[R1-GigabitEthernet0/0]display ipv6 interface g0/0
GigabitEthernet0/0 current state: UP
Line protocol current state: UP
IPv6 is enabled, link-local address is FE80::600F:7DFF:FE31:105
......
[R2-GigabitEthernet0/0]display ipv6 interface g0/0
GigabitEthernet0/0 current state: UP
Line protocol current state: UP
IPv6 is enabled, link-local address is FE80::600F:80FF:FE0C:205
......
步骤3：在R2上Ping R1的IPv6链路本地地址，发现可以Ping通
注意：在路由器上Ping ipv6链路本地地址，需要指定出接口
[R2-GigabitEthernet0/0]ping ipv6 -i g0/0 FE80::600F:7DFF:FE31:105
Ping6(56 data bytes) FE80::600F:80FF:FE0C:205 --> FE80::600F:7DFF:FE31:105, press CTRL+C to break
56 bytes from FE80::600F:7DFF:FE31:105, icmp_seq=0 hlim=64 time=0.845 ms
56 bytes from FE80::600F:7DFF:FE31:105, icmp_seq=1 hlim=64 time=0.429 ms
56 bytes from FE80::600F:7DFF:FE31:105, icmp_seq=2 hlim=64 time=0.412 ms
56 bytes from FE80::600F:7DFF:FE31:105, icmp_seq=3 hlim=64 time=0.526 ms
56 bytes from FE80::600F:7DFF:FE31:105, icmp_seq=4 hlim=64 time=0.477 ms
--- Ping6 statistics for FE80::600F:7DFF:FE31:105 ---
为R1配置全球单播地址2001::1/64，使R2能够自动生成与R1同一网段的IPv6地址
分析：IPv6全球单播地址的自动生成不需要依靠DHCP服务，只需要网段内的路由器具有全球单播地址，并且解除RA消息抑制即可
步骤1：在R1的g0/0接口上配置IPv6全球单播地址2001::/64，并解除RA消息抑制
[R1-GigabitEthernet0/0]ipv6 address 2001::1 64
[R1-GigabitEthernet0/0]undo ipv6 nd ra halt
步骤2：在R2上查看结果
[R2-GigabitEthernet0/0]display ipv6 interface g0/0
GigabitEthernet0/0 current state: UP
Line protocol current state: UP
IPv6 is enabled, link-local address is FE80::600F:80FF:FE0C:205
Global unicast address(es):
2001::600F:80FF:FE0C:205, subnet is 2001::/64 [AUTOCFG]
也可以使用display ipv6 interface brief命令查看 分析：R2上已经自动生成了2001::/64网段的IPv6全球单播地址，而且链路本地地址也继续存在，用于网段内部通讯
测试R1和R2是否能够使用全球单播地址互通
步骤1：在R2上Ping R1的IPv6全球单播地址，发现可以Ping通
[R2-GigabitEthernet0/0]ping ipv6 2001::1
Ping6(56 data bytes) 2001::600F:80FF:FE0C:205 --> 2001::1, press CTRL+C to break
56 bytes from 2001::1, icmp_seq=0 hlim=64 time=0.665 ms
56 bytes from 2001::1, icmp_seq=1 hlim=64 time=0.436 ms
56 bytes from 2001::1, icmp_seq=2 hlim=64 time=0.456 ms
56 bytes from 2001::1, icmp_seq=3 hlim=64 time=0.613 ms
56 bytes from 2001::1, icmp_seq=4 hlim=64 time=0.386 ms
--- Ping6 statistics for 2001::1 ---
适用场景
物联网（IoT）：物联网设备数量庞大，IPv4 地址无法满足其需求。IPv6 的海量地址空间可确保每个物联网设备都能拥有独立的 IP 地址，便于设备接入互联网和实现智能化管理，如智能家居设备、工业传感器等。移动互联网：随着移动设备的普及，对 IP 地址的需求持续增长。IPv6 可提供充足的地址，支持移动设备始终在线，优化网络连接和切换体验，提升移动应用的性能。云计算：云计算环境中存在大量的虚拟机和容器，需要大量 IP 地址。IPv6 能为云服务提供商提供足够的地址资源，便于灵活分配和管理，促进云计算的发展。
拓展思考
在实际网络环境中，可能会遇到更复杂的情况，如多路由器网络、网络安全策略影响等。可以进一步探索如何在更大规模的网络中配置 IPv6 地址，以及如何结合访问控制列表等技术保障 IPv6 网络的安全。