Mate's CCNA Notes

Day 32 - IPv6 (2)32. Nap - IPv6 (2)

7 min read

Jeremy’s IT Lab lecture video:

Day 32 - IPv6 (2)

Commands

IPv6 Information

EUI-64

‘EUI-64 / modified EUI (Extended Unique Identifier)’ is a method of converting MAC addresses (48 bits) into a 64-bit interface identifier.

The resulting interface identifier can then become the ‘host portion’ of a /64 IPv6 address.

  • Steps to convert a MAC address into EUI-64
    1. Divide the MAC address in half
      • 1234 5678 90AB --> 1234 56 | 78 90AB
    2. Insert FFFE in the middle.
      • 1234 56FF FE78 90AB
    3. Invert the 7th bit
      • 1234 56FF FE78 90AB --> 1034 56FF FE78 90AB

Why is the 7th bit inverted?

  • MAC addresses can be split into two types:
  1. UAA (Universally Administered Address)
  • Globally unique address that is assigned to the device by the manufacturer
  1. LAA (Locally Administered Address)
  • Manually assigned by an admin (through the mac-address command on the interface) or protocol. Doesn’t have to be globally unique.

  • You can identify UAA and LAA addresses through the 7th bit of the address, called a U/L bit (Universal/Local bit)
    • U/L bit = 0 --> Universal address
    • U/L bit = 1 --> Local address

  • In the context of IPv6 addresses/EUI-64, the meaning of the U/L bit is reversed.
    • U/L bit = 0 --> The MAC address the EUI-64 interface ID was made from was an LAA
    • U/L bit = 1 --> The MAC address the EUI-64 interface ID was made from was an UAA

Types of Addresses

1. Global Unicast Addresses

Global Unicast addresses are public addresses which can be used over the internet. Must be globally unique.

  • Ex. Address:
    • 2001 : 0DB8 : 8B00 : 0001 : 0000 : 0000 : 0000 : 0001 /64

  • Range:
    • 2000::/3 (Later changed to be all addresses which aren’t reserved for other purposes)

  • The Global Unicast address consists of 3 different sections:
    1. Global Routing Prefix (48 bits)
      • A prefix that’s assigned by the ISP
      • Its location in the previous example: ‘2001 : 0DB8 : 8B00’
    2. Subnet Identifier (16 bits)
      • Used to make various subnets
      • Its location in the previous example: ‘0001’
    3. Interface Identifier (64 bits)
      • Represents the host portion of the address
      • Its location in the previous example: ‘0000 : 0000 : 0000 : 0001’
Global Unicast address photo summary

2. Unique Local Addresses

Unique Local addresses are private addresses which cannot be used or routed over the internet. They are used in internal networks and don't need to be globally unique. (It’s recommended they’re unique in the local network)

  • Ex. Address:
    • FD45 : 93AC : 8A8F : 0001 : 0000 : 0000 : 0000 : 0001 /64

  • Range:
    • FC00::/7 (Later update requires the 8th bit to be set to 1, so the first two hex digits must be FD)

  • The Unique Local address consists of 4 different sections:
    1. Hexadecimal FD (8 bits)
      • Indicates a unique local address
      • Its location in the previous example: 'FD'
    2. Global ID (40 bits)
      • A prefix that should be randomly generated
      • Its location in the previous example: ‘45 : 93AC : 8A8F’
    3. Subnet Identifier (16 bits)
      • Used to make various subnets
      • Its location in the previous example: ‘0001’
    4. Interface Identifier (64 bits)
      • Represents the host portion of the address
      • Its location in the previous example: ‘0000 : 0000 : 0000 : 0001’
Unique Local address photo summary

Link-local are IPv6 addresses are automatically generated on all IPv6-enabled interfaces, even ones enabled through the ipv6 enable command.
Link-local means that these addresses are used for communications within a single link (subnet). Routers will not forward packets with a link-local destination IPv6 address.

  • Ex. Address:
    • FE80 :: EF8 : 22FF : FE36 : 8500

  • Range:
    • FE80::/10
    • (Standard states that the 54 bits after FE80::/10 should all be 0, so link-local addresses always begin with FE8.
  • The Link-local address consists of 3 different sections:
    1. FE80 (16 bits)
      • Indicates a link-local address.
      • Its location in the previous example: ‘FE80’
    2. :: (48 bits)
      • The section after the FE80.
      • Set to all zeroes and represented by a double colon ( :: )
    3. EUI-64 Interface Identifier (64 bits)
      • Represents the host portion of the address, and is randomly generated using EUI-64
      • Its location in the previous example: ‘EF8 : 22FF : FE36 : 8500’

A few common uses for link-local addresses include:

  1. Routing protocol peerings (OSPFv3 uses link-local addresses for neighbor adjacencies)
  2. Next-hop addresses for static routes
  3. Neighbor Discovery Protocol (NDP, IPv6’s replacement for ARP) uses link-local addresses to function

ipv6 enable and Link-Local addresses

4. Multicast Addresses

Multicast addresses are used to send one-to-many messages.

  • Range:
    • FF00::/8

IPv6 & IPv4 Multicast Addresses Table

PurposeIPv6 AddressIPv4 Address
All nodes/hosts (like broadcast)FF02::1224.0.0.1
All routersFF02::2224.0.0.2
All OSPF routersFF02::5224.0.0.5
All OSPF DR/BDR routersFF02::6224.0.0.6
All RIP routersFF02::9224.0.0.9
All EIGRP routersFF02:A224.0.0.10

Small review on -cast addresses

  • Unicast addresses are one-to-one
    • One source to one destination.
  • Broadcast addresses are one-to-all
    • One source to all destinations (within the subnet).
  • Multicast addresses are one-to-many
    • One source to multiple destinations (that have joined the specific multicast group).
  • Anycast addresses are one-to-one-of-many
    • New feature of IPv6 explained where multiple routers are configured with the same IPv6 address.

No broadcast in IPv6

IPv6 doesn't use broadcast. However, it does have the FF02::1 multicast address, which sends a message to all nodes/hosts.

Multicast Address Scopes

IPv6 defines multiple multicast address ‘scopes’ which indicate how far the packet should be fowarded. The previous examples from the table all use the ‘link-local’ scope (FF02), which stays in the local subnet.


The IPv6 scopes include:

  1. Interface-local (FF01):
    • The packet doesn’t leave the local device. Can be used to send traffic to a service within the local device.
  2. Link-local (FF02):
    • The packet remains in the local subnet. Routers will not route the packet between subnets.
  3. Site-local (FF05):
    • The packet can be forwarded by routers. Should be limited to a single physical location (not forwarded over a WAN).
  4. Organization-local (FF08):
    • Wider in scope than site-local (an entire company/organization).
  5. Global (FF0E):
    • No boundaries. Possible to be routed over the Internet.
The multicast scopes visualized

5. Anycast Addresses

Anycast addresses are a new feature of IPv6. They are one-to-one-of-many addresses.

  • There is no specific range for anycast addresses.
  • Multiple routers are configured with the same IPv6 address.
    • They use a routing protocol to advertise the address
    • When hosts send packets to that destination address, routers will forward it to the nearest router configured with that IP address (based on the routing protocol’s metric)

Anycast Address Configuration

To make an address anycast, use a regular unicast address (ie. Global Unicast, Unique Local) and specify it as an anycast address through the command: ipv6 address IP-ADDRESS/PREFIX anycast

6. Other IPv6 Addresses

  1. Unspecified IPv6 address ( :: )
    • Can be used when a device doesn’t yet know its IPv6 address.
    • IPv6 default routes are configured to ::/0
    • (IPv4 equivalent: 0.0.0.0)
  2. Loopback Address ( ::1 )
    • Used to test the protocol stack on the local device
    • Messages sent to this address are processed within the local device, but not sent to other devices.
    • (IPv4 equivalent: 127.0.0.0/8 address range)

Jeremy’s IT Lab előadásvideó:

32. Nap - IPv6 (2)

Parancsok

IPv6 Információk

EUI-64

Az 'EUI-64 / modified EUI (Extended Unique Identifier)' egy olyan módszer, amellyel a MAC címeket (48 bit) 64-bites interface identifier-ré alakítjuk.

A kapott interface identifier ezután egy /64-es IPv6 cím 'host részévé' válik.

  • A MAC cím EUI-64 formátummá alakításának lépései:
    1. Oszd ketté a MAC címet
      • 1234 5678 90AB --> 1234 56 | 78 90AB
    2. Szúrd be az FFFE értéket középre
      • 1234 56FF FE78 90AB
    3. Invertáld a 7. bitet
      • 1234 56FF FE78 90AB --> 1034 56FF FE78 90AB

Miért kell a 7. bitet invertálni?

  • A MAC címek két típusra oszthatók:
  1. UAA (Universally Administered Address)
  • Globálisan egyedi cím, amelyet a gyártó rendel az eszközhöz.
  1. LAA (Locally Administered Address)
  • Manuálisan hozzárendelt cím egy rendszergazda által (az interfészen kiadott mac-address paranccsal) vagy egy protokoll által. Nem szükséges, hogy globálisan egyedi legyen.

  • Az UAA és LAA címeket a cím 7. bitje alapján lehet megkülönböztetni, ezt U/L bitnek (Universal/Local bit) nevezzük:
    • U/L bit = 0 --> Universal cím (UAA)
    • U/L bit = 1 --> Local cím (LAA)

  • Az IPv6 címek / EUI-64 kontextusában az U/L bit jelentése éppen meg van fordítva:
    • U/L bit = 0 --> A forrás MAC cím, amelyből az EUI-64 interface ID készült, LAA volt
    • U/L bit = 1 --> A forrás MAC cím, amelyből az EUI-64 interface ID készült, UAA volt

Címtípusok

1. Global Unicast Címek (GUA)

A Global Unicast címek olyan publikus címek, amelyek az interneten keresztül továbbíthatók és routolhatók. Globálisan egyedinek kell lenniük.

  • Példa cím:
    • 2001 : 0DB8 : 8B00 : 0001 : 0000 : 0000 : 0000 : 0001 /64

  • Tartomány:
    • 2000::/3 (Később kiterjesztve minden olyan címre, amely nincs más célra fenntartva)

  • A Global Unicast cím 3 különböző szakaszból épül fel:
    1. Global Routing Prefix (48 bit)
      • Az internetszolgáltató (ISP) által kiosztott prefix
      • Elhelyezkedése a fenti példában: '2001 : 0DB8 : 8B00'
    2. Subnet Identifier (16 bit)
      • Különféle alhálózatok létrehozására szolgál
      • Elhelyezkedése a fenti példában: '0001'
    3. Interface Identifier (64 bit)
      • A cím hoszt részét képezi
      • Elhelyezkedése a fenti példában: '0000 : 0000 : 0000 : 0001'
Global Unicast cím összefoglaló ábrája

2. Unique Local Címek (ULA)

A Unique Local címek olyan privát címek, amelyek nem használhatók és nem továbbíthatók a publikus interneten. Belső hálózatokban használatosak, és nem szükséges, hogy globálisan egyediek legyenek (bár ajánlott, hogy a helyi hálózaton belül egyediek legyenek).

  • Példa cím:
    • FD45 : 93AC : 8A8F : 0001 : 0000 : 0000 : 0000 : 0001 /64

  • Tartomány:
    • FC00::/7 (A későbbi szabvány szerint a 8. bitnek 1-nek kell lennie, így az első két hex számjegy kötelezően FD)

  • A Unique Local cím 4 fő részből épül fel:
    1. Hexadecimális FD (8 bit)
      • A unique local címet jelöli
      • Elhelyezkedése az előző példában: 'FD'
    2. Global ID (40 bit)
      • Véletlenszerűen generálandó prefix
      • Elhelyezkedése az előző példában: '45 : 93AC : 8A8F'
    3. Subnet Identifier (16 bit)
      • Alhálózatok képzésére szolgál
      • Elhelyezkedése az előző példában: '0001'
    4. Interface Identifier (64 bit)
      • A cím hoszt részét alkotja
      • Elhelyezkedése az előző példában: '0000 : 0000 : 0000 : 0001'
Unique Local cím összefoglaló ábrája

A link-local címek automatikusan generálódnak minden IPv6-képes interfészen, beleértve azokat is, amelyeken csak az ipv6 enable parancsot adták ki.
A link-local kifejezés azt jelenti, hogy ezek a címek kizárólag az adott helyi összeköttetésen (egy alhálózaton / elemen) belüli kommunikációra szolgálnak. A routerek nem továbbítanak olyan csomagokat, amelyeknek a cél IPv6 címe link-local cím.

  • Példa cím:
    • FE80 :: EF8 : 22FF : FE36 : 8500

  • Tartomány:
    • FE80::/10
    • (A szabvány szerint a FE80::/10 utáni 54 bitnek mind 0-nak kell lennie, így a link-local címek mindig FE8 kezdetűek.)
  • A Link-local cím 3 különböző szakaszból épül fel:
    1. FE80 (16 bit)
      • A link-local címet azonosítja.
      • Elhelyezkedése a fenti példában: 'FE80'
    2. :: (48 bit)
      • Az FE80 utáni szakasz.
      • Csupa nullákból áll, amit a dupla kettőspont ( :: ) helyettesít.
    3. EUI-64 Interface Identifier (64 bit)
      • A cím hoszt részét képezi, amelyet EUI-64 vagy véletlenszerű generálás alapján állít elő.
      • Elhelyezkedése a fenti példában: 'EF8 : 22FF : FE36 : 8500'

A link-local címek leggyakoribb alkalmazásai:

  1. Routing protokoll szomszédságok és peering (az OSPFv3 a link-local címeket használja a szomszédsági kapcsolatokhoz)
  2. Next-hop címek statikus útvonalakhoz (static routes)
  3. A Neighbor Discovery Protocol (NDP, az IPv6 protokoll ARP helyettesítője) link-local címeket használ a működéséhez

Az ipv6 enable parancs és a Link-Local címek

4. Multicast Címek

A multicast címeket egy-a-többhöz (one-to-many) típusú forgalom küldésére használják.

  • Tartomány:
    • FF00::/8

IPv6 és IPv4 Multicast Címek Összehasonlító Táblázata

Cél / RendeltetésIPv6 CímIPv4 Cím
Minden csomópont / hoszt (broadcast-szerű)FF02::1224.0.0.1
Minden routerFF02::2224.0.0.2
Minden OSPF routerFF02::5224.0.0.5
Minden OSPF DR/BDR routerFF02::6224.0.0.6
Minden RIP routerFF02::9224.0.0.9
Minden EIGRP routerFF02:A224.0.0.10

Rövid összefoglaló a -cast címekről

  • Az Unicast címek: egy-az-egyhez (egy forrásból egy rendeltetési helyre).
  • A Broadcast címek: egy-a-mindenkihez (egy forrásból a helyi subnet összes eszközéhez).
  • A Multicast címek: egy-a-többhöz (egy forrásból több meghatározott, a csoporthoz csatlakozott célhoz).
  • Az Anycast címek: egy-a-több-közül-egyhez (egy forrásból a legközelebbi azonos című eszközhöz).

Nincs broadcast az IPv6-ban

Az IPv6 nem használ broadcastot. Helyette az FF02::1 multicast címet használja, amely az összes helyi csomópontnak/hosztnak küld üzenetet.

Multicast Címek Érvényességi Tartománya (Scopes)

Az IPv6 több multicast érvényességi tartományt (scope) határoz meg, amelyek jelzik, hogy a csomag milyen messzire továbbítható. A fenti táblázat példái mind a 'link-local' scope-ot (FF02) használják, ami a helyi alhálózaton belül marad.


Az IPv6 scope-ok a következők:

  1. Interface-local (FF01):
    • A csomag nem hagyja el a helyi eszközt. Az eszközön belüli szolgáltatások közötti kommunikációra szolgál.
  2. Link-local (FF02):
    • A csomag a helyi alhálózaton (linken) belül marad. A routerek nem irányítják tovább alhálózatok között.
  3. Site-local (FF05):
    • A routerek továbbíthatják a csomagot a telephelyen belül, de WAN kapcsolaton keresztül nem továbbítható.
  4. Organization-local (FF08):
    • Szélesebb körű, mint a site-local (a teljes vállalat / szervezet hálózatára kiterjed).
  5. Global (FF0E):
    • Nincsenek határok. Akár a teljes interneten keresztül is továbbítható.
A multicast scope-ok vizualizációja

5. Anycast Címek

Az Anycast címzés az IPv6 egyik funkciója: egy-a-több-közül-egyhez (one-to-one-of-many) típusú kommunikáció.

  • Nincs külön dedikált címtartomány az anycast címek számára.
  • Több router van konfigurálva ugyanazzal az IPv6 címmel.
    • Ezek a routerek egy routing protokoll segítségével hirdetik meg ezt a címet.
    • Amikor a hosztok csomagot küldenek erre a célcímre, a hálózat routerei a legközelebbi ilyen címmel rendelkező routerhez irányítják a forgalmat (a routing protokoll metrikája alapján).

Anycast Cím Konfigurációja

Egy cím anycast-tá tételéhez használj egy szabványos unicast címet (pl. Global Unicast vagy Unique Local), és add hozzá az anycast kulcsszót a parancshoz: ipv6 address IP-ADDRESS/PREFIX anycast

6. Egyéb IPv6 Címek

  1. Nem meghatározott (Unspecified) IPv6 cím ( :: )
    • Akkor használatos, ha egy eszköz még nem ismeri a saját IPv6 címét.
    • Az IPv6 default route célja ::/0 formában van konfigurálva.
    • (IPv4 megfelelője: 0.0.0.0)
  2. Loopback Cím ( ::1 )
    • A helyi eszköz protokoll-stackjének tesztelésére szolgál.
    • Az erre a címre küldött üzeneteket a helyi eszköz dolgozza fel, és nem jutnak ki a hálózatra.
    • (IPv4 megfelelője: 127.0.0.0/8 címtartomány)

Graph View

Backlinks