网络应用层之(1)DHCPv6协议

Once_day2024-05-30 7:08

网络应用层之(1)DHCPv6协议

Author: Once Day Date: 2024年5月26日

一位热衷于Linux学习和开发的菜鸟，试图谱写一场冒险之旅，也许终点只是一场白日梦...

漫漫长路，有人对你微笑过嘛...

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参考文章:

文章目录

  • 网络应用层之(1)DHCPv6协议
        • [1. 介绍](#1. 介绍)
          • [1.1 DHCPv6协议介绍](#1.1 DHCPv6协议介绍)
          • [1.2 IPv6地址生命周期](#1.2 IPv6地址生命周期)
          • [1.3 DHCPv6相关的RFC文档](#1.3 DHCPv6相关的RFC文档)
        • [2. 报文格式](#2. 报文格式)
          • [2.1 DHCPv6报文格式](#2.1 DHCPv6报文格式)
          • [2.2 DHCPv6中继报文格式](#2.2 DHCPv6中继报文格式)
          • [2.3 DHCPv6报文类型](#2.3 DHCPv6报文类型)
          • [2.4 DHCPv6身份关联(IA)](#2.4 DHCPv6身份关联(IA))
          • [2.5 DHCPv6唯一标识符(DUID)](#2.5 DHCPv6唯一标识符(DUID))
          • [2.6 DHCPv6报文选项](#2.6 DHCPv6报文选项)
        • [3. 工作流程](#3. 工作流程)
          • [3.1 DHCPv6基础交互流程](#3.1 DHCPv6基础交互流程)
          • [3.2 DHCPv6网络组成和交互](#3.2 DHCPv6网络组成和交互)
          • [3.3 IPv6重复地址检测](#3.3 IPv6重复地址检测)
        • [4. 总结](#4. 总结)
1. 介绍
1.1 DHCPv6协议介绍

DHCPv6（Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6）是一种用于IPv6网络的自动配置协议，它允许IPv6主机自动获取IP地址、DNS服务器、域名等网络配置信息。DHCPv6协议是DHCP协议的IPv6版本，它建立在IPv6协议之上，提供了更多的功能和灵活性。

DHCPv6的发展历史：

  • 1998年，IETF（Internet Engineering Task Force）开始制定DHCPv6协议标准。
  • 2003年，DHCPv6的第一个版本RFC 3315发布，定义了DHCPv6的基本功能和消息格式。
  • 2007年，RFC 4649发布，引入了DHCPv6的无状态模式（Stateless DHCPv6），允许主机通过路由器通告获取配置信息。
  • 2010年，RFC 5970发布，定义了DHCPv6的选项和参数，扩展了DHCPv6的功能。
  • 2018年，RFC 8415发布，是DHCPv6协议的最新版本，合并了之前的RFC文档，并进行了一些优化和改进。

目前，DHCPv6已经得到广泛应用，尤其是在大型IPv6网络中，如企业网络、校园网等。DHCPv6为网络管理员提供了集中管理和配置IPv6主机的便利，简化了网络管理的复杂性。

DHCPv6的主要竞品是SLAAC(Stateless Address Autoconfiguration)，SLAAC是IPv6协议内置的一种无状态地址自动配置机制，它允许IPv6主机根据路由器通告自动生成IPv6地址，而不需要DHCPv6服务器的参与。

与DHCPv6相比，SLAAC具有以下特点：

  • 简单性，SLAAC不需要额外的服务器，配置过程更加简单。
  • 灵活性，SLAAC允许主机自行生成IPv6地址，不依赖于中心化的地址分配。
  • 扩展性，SLAAC可以更好地适应大规模的IPv6网络部署。

然而，SLAAC也有一些局限性，如无法提供其他网络配置信息（如DNS服务器），缺乏集中管理和控制等。因此，在实际应用中，DHCPv6和SLAAC经常结合使用，形成一种混合模式，称为"无状态DHCPv6"(Stateless DHCPv6)。在这种模式下，主机通过SLAAC获取IPv6地址，同时通过DHCPv6获取其他网络配置信息。

1.2 IPv6地址生命周期

IPv6主机的每个接口通常拥有多个地址，每个地址都拥有一组计时器，以指出相应地址可使用多长时间和目的作用。在IPv6中，地址分配包含一个首选 生命周期和有效生命周期，满足上图所示的状态机。

  • 当一个地址第一次被使用时，进入一个临时 或者乐观状态。
  • 处于临时状态的地址，仅能用于IPv6邻居发现协议，不可用于源和目的地址，并且一直进行重复地址检测(DAD)，查看是否有其他节点使用该地址。
  • 乐观状态的地址可用于一组有限的用途(RFC 4429)，直至DAD完成。
  • 处于首选状态时，可用于一般的用途(无限制使用)。
  • 当首选状态超时后，相应的首选地址将被废弃，此时可用于现有传输连接，但不能新建连接。
1.3 DHCPv6相关的RFC文档

以下是一些与DHCPv6相关的重要RFC文档：

  • RFC 3315 - Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)，发布于2003年7月，定义了DHCPv6的基本协议、消息格式和选项，是DHCPv6协议的第一个正式标准，奠定了DHCPv6的基础。

  • RFC 3633 - IPv6 Prefix Options for Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) version 6，发布于2003年12月，定义了DHCPv6的前缀委派（Prefix Delegation）选项，允许DHCPv6服务器将IPv6前缀分配给客户端，用于创建子网。

  • RFC 3646 - DNS Configuration options for Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)，发布于2003年12月，定义了DHCPv6的DNS配置选项，允许DHCPv6服务器为客户端提供DNS服务器地址和DNS搜索列表。

  • RFC 3898 - Network Information Service (NIS) Configuration Options for Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)，发布于2004年10月，定义了DHCPv6的NIS配置选项，允许DHCPv6服务器为客户端提供NIS服务器地址和NIS域名。

  • RFC 4075 - Simple Network Time Protocol (SNTP) Configuration Option for DHCPv6，发布于2005年5月，定义了DHCPv6的SNTP配置选项，允许DHCPv6服务器为客户端提供SNTP服务器地址。

  • RFC 4242 - Information Refresh Time Option for Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)，发布于2005年11月，定义了DHCPv6的信息刷新时间选项，允许DHCPv6服务器指定客户端刷新配置信息的时间间隔。

  • RFC 4649 - Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) Relay Agent Remote-ID Option，发布于2006年8月，定义了DHCPv6中继代理的Remote-ID选项，允许DHCPv6中继代理向DHCPv6服务器传递客户端的标识信息。

  • RFC 5970 - DHCPv6 Options for Network Boot，发布于2010年9月，定义了DHCPv6的网络引导选项，允许DHCPv6服务器为客户端提供网络引导所需的参数，如引导文件和引导服务器地址。

  • RFC 6221 - Lightweight DHCPv6 Relay Agent，发布于2011年5月，定义了轻量级DHCPv6中继代理（LDRA），简化了DHCPv6中继代理的实现，适用于资源受限的设备。

  • RFC 8415 - Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) bis，发布于2018年11月，是DHCPv6协议的最新版本，合并和更新了之前的DHCPv6 RFC文档，包括RFC 3315、RFC 3633、RFC 3646、RFC 3898、RFC 4075、RFC 4242和RFC 4649，修复了一些问题，并引入了新的特性和改进。

2. 报文格式
2.1 DHCPv6报文格式

DHCPv6协议使用UDP传输，客户端使用546端口，服务器使用547端口。

DHCPv6报文格式由固定长度的字段和可变长度的选项字段组成，如下所示：

各字段说明如下:

  • msg-type(1字节)，表示DHCPv6报文的类型，如Solicit、Advertise、Request等。
  • transaction-id(3字节)，用于标识一个DHCPv6事务，客户端生成一个唯一的事务ID，服务器在响应中使用相同的事务ID。
  • options(可变长度)，包含DHCPv6的各种选项，如客户端标识符、服务器标识符、请求的参数等。选项的格式为TLV（Type-Length-Value）。
2.2 DHCPv6中继报文格式

DHCPv6中继代理用于转发DHCPv6报文，以支持客户端和服务器不在同一链路的情况。

DHCPv6中继报文在原有DHCPv6报文的基础上，添加了中继代理消息选项。

各字段说明如下:

  • msg-type(1字节)，对于中继代理发送的报文，类型为Relay-Forward(12)，对于中继代理接收的报文，类型为Relay-Reply(13)。
  • hop-count(1字节)，记录报文经过的中继代理数量，每经过一个中继代理，该字段加1。
  • link-address(16字节)，中继代理连接客户端的链路地址，通常是中继代理面向客户端的接口IPv6地址。
  • peer-address(16字节)，客户端或下一跳中继代理的IPv6地址。
  • DHCPv6 Relay Message(可变长度)， 必须包含名为"Relay Message option"的选项，当然，中继可以添加其他选项。
2.3 DHCPv6报文类型

以下是DHCPv6常见消息类型及其与DHCPv4消息的对应关系：

DHCPv6消(msg-type) DHCPv4消息 作用
Solicit (1) DHCPDISCOVER 客户端请求分配IPv6地址和配置参数
Advertise (2) DHCPOFFER 服务器响应客户端的Solicit消息，提供可用的IPv6地址和配置参数
Request (3) DHCPREQUEST 客户端请求从服务器获取IPv6地址和配置参数
Confirm (4) DHCPREQUEST 客户端确认之前获取的IPv6地址和配置参数是否仍然有效
Renew (5) DHCPREQUEST 客户端请求更新IPv6地址租约和配置参数
Rebind (6) DHCPREQUEST 客户端在Renew失败后，请求任意服务器更新IPv6地址租约和配置参数
Reply (7) DHCPACK/DHCPNAK 服务器响应客户端的Request、Confirm、Renew或Rebind消息
Release (8) DHCPRELEASE 客户端释放分配的IPv6地址和配置参数
Decline (9) DHCPDECLINE 客户端声明分配的IPv6地址已经被使用或无效
Reconfigure (10) FORCERENEW 服务器通知客户端重新获取配置参数
Information-Request (11) DHCPINFORM 客户端请求获取配置参数，但不请求分配IPv6地址
Relay-Forward (12) 无对应消息 中继代理将客户端的DHCPv6消息转发给服务器或下一跳中继代理
Relay-Reply (13) 无对应消息 服务器或中继代理将响应消息发送给上一跳中继代理，最终到达客户端

注意事项：

  • DHCPv6引入了一些新的消息类型，如Confirm、Reconfigure、Relay-Forward和Relay-Reply，这些消息在DHCPv4中没有对应的消息类型。
  • DHCPv6中的Renew和Rebind消息在功能上对应于DHCPv4中的DHCPREQUEST消息，但在DHCPv6中被细分为两种不同的消息类型。
  • DHCPv6中的Information-Request消息对应于DHCPv4中的DHCPINFORM消息，用于获取配置参数，但不分配IPv6地址。
  • 除了上述消息外，LEASEQUERY(租约查询)类消息并没有列出来。
2.4 DHCPv6身份关联(IA)

DHCPv6中引入了身份关联(Identity Association，IA)的概念，用于将一组相关的IPv6地址和配置参数关联起来，方便管理和续约。DHCPv6定义了三种类型的IA：

  • IA_NA(Identity Association for Non-temporary Addresses)，用于为客户端分配一个或多个非临时IPv6地址。

    • 每个IA_NA都有一个唯一的IAID(Identity Association Identifier)，由客户端生成，用于标识该IA_NA。

    • IA_NA可以包含多个IPv6地址，每个地址都有自己的首选生存期(Preferred Lifetime)和有效生存期(Valid Lifetime)。

    • 客户端可以在一个DHCPv6请求中包含多个IA_NA，以获取多组IPv6地址。

  • IA_TA(Identity Association for Temporary Addresses)，用于为客户端分配一个或多个临时IPv6地址。

    • 临时地址通常用于保护隐私，定期更换，不用于长期稳定的通信。
    • 与IA_NA类似，每个IA_TA都有一个唯一的IAID，可以包含多个临时IPv6地址。
    • 客户端可以在一个DHCPv6请求中包含多个IA_TA，以获取多组临时IPv6地址。

  • IA_PD(Identity Association for Prefix Delegation)，用于为客户端分配一个或多个IPv6前缀，客户端可以使用这些前缀创建子网并分配地址。

    • IA_PD主要用于支持IPv6的前缀委派(Prefix Delegation)，允许DHCPv6服务器将IPv6前缀分配给客户端，客户端再将这些前缀划分为子前缀，分配给下游设备。
    • 每个IA_PD都有一个唯一的IAID，可以包含多个IPv6前缀。
    • 客户端可以在一个DHCPv6请求中包含多个IA_PD，以获取多组IPv6前缀。

通过使用不同类型的IA，DHCPv6可以满足客户端对非临时地址、临时地址和前缀委派的不同需求。

2.5 DHCPv6唯一标识符(DUID)

DHCPv6引入了DUID（DHCP Unique Identifier）作为设备的唯一标识符，用于识别DHCPv6客户端和服务器。DUID在DHCPv6会话中保持不变，即使设备的接口硬件地址（如MAC地址）发生变化，DUID也不会改变。这提高了DHCPv6的稳定性和可靠性。

DUID由两部分组成：DUID类型(2字节)和标识符(可变长度)：

yacas 复制代码 
 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|               DUID-Type        |                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                              |
.                                                              .
.                           Identifier                         .
.                                                              .
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

DHCPv6定义了三种主要的DUID类型：

  • DUID-LLT(Link-Layer address plus Time)，DUID-Type为1。标识符包括硬件类型(16位)、时间(32位，自2000年1月1日以来的秒数)和链路层地址(如MAC地址)，适用于具有稳定硬件地址的设备。

  • DUID-EN(Enterprise Number)，DUID-Type为2。标识符包括IANA分配的企业号(32位)和企业特定的标识符(可变长度)，适用于没有稳定硬件地址，但可以分配唯一标识符的设备。

  • DUID-LL(Link-Layer address)，DUID-Type为3。标识符包括硬件类型（16位）和链路层地址，适用于具有稳定硬件地址，但无法获取时间信息的设备。

2.6 DHCPv6报文选项

以下是DHCPv6可用选项:

选项名称 code 描述和作用
CLIENTID 1 客户端标识符，用于标识DHCPv6客户端。通常基于客户端的DUID(DHCP Unique Identifier)构建。
SERVERID 2 服务器标识符，用于标识DHCPv6服务器。通常基于服务器的DUID构建。
IA_NA 3 Identity Association for Non-temporary Addresses，用于请求/分配非临时的IPv6地址。
IA_TA 4 Identity Association for Temporary Addresses，用于请求/分配临时的IPv6地址。
IAADDR 5 IA Address，与IA_NA或IA_TA选项一起使用，用于指定分配的IPv6地址及其相关参数。 如首选和有效生存期。
ORO 6 Option Request Option，客户端用于请求特定的DHCPv6选项。
PREFERENCE 7 服务器的优先级，数值越高表示优先级越高。
ELAPSED_TIME 8 客户端启动DHCPv6交互后经过的时间，以10毫秒为单位。
RELAY_MSG 9 中继代理转发的原始DHCPv6消息。
AUTH 11 认证选项，用于DHCPv6消息的完整性检查和身份验证。
UNICAST 12 服务器用于指示客户端将后续消息发送到特定的单播地址,而不是多播地址。
STATUS_CODE 13 表示DHCPv6操作的状态，如成功、未分配地址等。
RAPID_COMMIT 14 快速提交选项，客户端请求服务器使用两步握手快速分配地址，而不是标准的四步握手。
USER_CLASS 15 用户类别，客户端用于将自己标识为特定的用户类别，服务器可以基于此进行不同的处理。
VENDOR_CLASS 16 供应商类别，客户端用于标识设备的制造商或供应商，服务器可以基于此提供特定的配置。
VENDOR_OPTS 17 供应商特定选项，用于传递供应商定义的配置信息。
INTERFACE_ID 18 接口标识符，中继代理用于标识客户端消息的接收接口。
RECONF_MSG 19 重配置消息，服务器用于通知客户端有新的配置可用。 客户端应该发起Renew或Information-request交互以获取更新的配置。
RECONF_ACCEPT 20 重配置接受选项，客户端用于指示是否接受服务器的重配置消息。
DNS_RECURSIVE_NAME_SERVER 23 DNS递归名称服务器选项，用于向客户端提供一个或多个DNS递归解析服务器的IPv6地址。
DNS_DOMAIN_SEARCH_LIST 24 DNS域搜索列表选项，用于向客户端提供一个域名后缀列表，用于补充非完全限定域名(Non-FQDN)。
IA_PD 25 Identity Association for Prefix Delegation，前缀委派标识关联选项，用于请求/分配IPv6前缀。
IAPREFIX 26 IA Prefix，与IA_PD选项一起使用，用于指定委派的IPv6前缀及其相关参数，如首选和有效生存期。
RELAY_AGENT_REMOTE_ID 37 中继代理远程ID选项，用于标识连接到中继代理的客户端的远程设备。 通常包含远程设备的标识信息，如电路ID或订阅者ID。
RELAY_AGENT_SUBSCRIBER_ID 38 中继代理订阅者ID选项，用于标识连接到中继代理的客户端的订阅者。 通常包含订阅者的标识信息，如用户名或账号。
3. 工作流程
3.1 DHCPv6基础交互流程

DHCPv6协议的交互过程如下:

  • 客户机接入网络后，通过ICMPv6路由通告(RA)消息获知DHCPv6服务器的操作模式。假设RA消息中的M(可管理地址配置)和O(其他配置)标志都被置位，表示同时支持无状态和有状态地址配置模式。M关闭且O启用表示客户机使用无状态DHCPv6。

  • 客户机发送Solicit报文到FF02::1:2多播地址(所有DHCP中继和服务器) ，UDP目的端口547，源端口546。报文中包含客户机DUID、IA_NA(非临时地址请求)等选项。二层mac使用IPv6多播mac(33:33:00:01:00:02)。

  • DHCP服务器收到Solicit后，回复Advertise单播报文给客户机。报文包含服务器的DUID、客户机的DUID、客户机IA_NA对应的IAAddress(分配的IPv6地址)等选项,表明可以为客户机提供IPv6地址。

  • 客户机收到一个或多个Advertise报文后，选择其中一个服务器，向其发送Request报文请求正式分配地址。报文目的地址、端口与Advertise相同，并包含请求分配的IA地址等信息。

  • 服务器收到Request报文后，正式分配地址，并回复Replay报文给客户机，确认地址分配。报文包含分配的IPv6地址、preferred和valid lifetime等。

  • 客户机收到Replay报文，提取分配的IPv6地址，并将地址配置到网卡上。

  • 客户机启动DAD(Duplicate Address Detection)重复地址检测流程。向被分配的IPv6地址发送邻居请求(NS)报文，如果没有收到对应的邻居通告(NA)报文，说明地址没有冲突，可以正常使用。如果收到NA报文，则说明地址冲突，需要重新发起DHCP流程或手工指定新地址。

整个DHCPv6交互过程中，关键在于Solicit报文请求分配地址，Advertise/Replay报文回复确认可用地址，Request报文则是正式请求使用服务器Advertise的地址。

报文方面，Solicit和Request使用link-local地址作为源地址(也有可能是全零IP地址)，发送到FF02::1:2多播地址。后续Advertise、Replay都是在Solicit报文建立的UDP单播连接上，使用Solicit的源地址和547端口作为目的地址和端口。

下面是window DHCPv6获取地址的报文截图：

其中广播报文(Solicit)详细信息如下：

单播报文(Reply)详细信息如下:

3.2 DHCPv6网络组成和交互

本节内容源自华三IPv6技术介绍文档：DHCPv6技术介绍-新华三集团-H3C

典型的DHCPv6组网架构如下所示:

下面是各节点介绍：

  • DHCPv6客户端：动态获取IPv6地址、IPv6前缀或其他网络配置参数的设备。

  • DHCPv6服务器：负责为DHCPv6客户端分配IPv6地址、IPv6前缀和其他网络配置参数的设备。DHCPv6服务器不仅可以为DHCPv6客户端分配IPv6地址，还可以为其分配IPv6前缀。

    DHCPv6服务器为DHCPv6客户端分配IPv6前缀后，DHCPv6客户端向所在网络发送包含该前缀信息的RA消息，以便网络内的主机根据该前缀自动配置IPv6地址。

  • DHCPv6中继：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。

DHCPv6服务器为客户端分配地址/前缀的过程分为两类：交互两个消息的快速分配过程和交互四个消息的分配过程。

(1) 交互四个消息的流程在3.1节中已经介绍，交互两个消息的快速分配过程如下:

  • DHCPv6客户端在发送的Solicit消息中携带Rapid Commit选项，标识客户端希望服务器能够快速为其分配地址/前缀和网络配置参数。
  • 如果DHCPv6服务器支持快速分配过程，则直接返回Reply消息，为客户端分配IPv6地址/前缀和其他网络配置参数。
  • 如果DHCPv6服务器不支持快速分配过程，则采用交互四个消息的分配过程为客户端分配IPv6地址/前缀和其他网络配置参数。

(2) 地址/前缀租约更新(renew单播报文)过程如下：

  • DHCPv6服务器分配给客户端的IPv6地址/前缀具有一定的租借期限。在有效生命期到达之前，如果DHCPv6客户端希望继续使用该地址/前缀，则需要更新地址/前缀租约。
  • 地址/前缀租借时间到达时间T1(推荐值为首选生命期Preferred Lifetime的一半)时，DHCPv6客户端会向为它分配地址/前缀的DHCPv6服务器单播发送Renew报文，以进行地址/前缀租约的更新。
  • 如果客户端可以继续使用该地址/前缀，则DHCPv6服务器回应续约成功的Reply报文。
  • 如果该地址/前缀不可以再分配给该客户端，则DHCPv6服务器回应续约失败的Reply报文。

(3) 地址/前缀租约更新(rebind多播报文)过程如下:

  • 如果在T1时发送Renew请求更新租约，但是没有收到DHCPv6服务器的回应报文，则DHCPv6客户端会在T2(推荐值为首选生命期的0.8倍)时，向所有DHCPv6服务器组播发送Rebind报文请求更新租约。
  • 如果客户端可以继续使用该地址/前缀，则DHCPv6服务器回应续约成功的Reply报文。
  • 如果该地址/前缀不可以再分配给该客户端，则DHCPv6服务器回应续约失败的Reply报文。
  • 如果DHCPv6客户端没有收到服务器的应答报文，则到达有效生命期后，客户端停止使用该地址/前缀。

(4) DHCPv6无状态配置过程如下：

  • 地址无状态自动配置是指节点根据路由器发现/前缀发现所获取的信息，自动配置IPv6地址。
  • 客户端以组播的方式向DHCPv6服务器发送Information-request报文，该报文中携带Option Request选项，指定客户端需要从服务器获取的配置参数。
  • 服务器收到Information-request报文后，为客户端分配网络配置参数，并单播发送Reply报文将网络配置参数返回给客户端。
  • 客户端检查Reply报文中提供的信息，如果与Information-request报文中请求的配置参数相符，则按照Reply报文中提供的参数进行网络配置。
  • 如果接收到多个Reply报文，客户端将选择最先收到的Reply报文，并根据该报文中提供的参数完成客户端无状态配置。

(5) DHCPv6中继工作过程：

  • DHCPv6客户端向所有DHCPv6服务器和中继的组播地址FF02::1:2发送请求。
  • DHCPv6中继接收到请求后，将其封装在Relay-forward报文的中继消息选项(Relay Message Option)中，并将Relay-forward报文发送给DHCPv6服务器。
  • DHCPv6服务器从Relay-forward报文中解析出客户端的请求，为客户端选取IPv6地址和其他参数，构造应答消息，将应答消息封装在Relay-reply报文的中继消息选项中，并将Relay-reply报文发送给DHCPv6中继。
  • DHCPv6中继从Relay-reply报文中解析出服务器的应答，转发给DHCPv6客户端。
3.3 IPv6重复地址检测

IPv6地址重复检测(Duplicate Address Detection, DAD)是IPv6中的一个重要机制，用于确保在链路上分配或配置的IPv6地址是唯一的，不会与其他节点的地址冲突：

  • 地址分配，当一个IPv6节点通过无状态地址自动配置(SLAAC)、DHCPv6或手动配置获得一个IPv6地址时，该地址初始状态为"暂定(Tentative)"。

  • 发送邻居请求(NS)，节点将其暂定地址作为目标地址，发送一个邻居请求(Neighbor Solicitation, NS)消息。

    这个NS消息的目的地址是被检测地址的请求节点多播地址，即FF02::1:FF00:0/104与被检测地址的最后24位相结合得到的地址 。这个特殊的多播地址将NS消息传递给链路上可能使用同一地址的所有节点，NS消息的源地址字段使用未指定地址(:😃。

  • 等待邻居通告(NA)，发送NS消息后，节点进入DAD检测状态，等待一段时间(通常为1秒)。

    如果在此期间内没有收到对应的邻居通告(Neighbor Advertisement, NA)消息，则认为该地址没有冲突，可以安全使用。节点将地址状态标记为"首选(Preferred)"，并开始正常使用该地址进行通信。

  • 处理地址冲突，如果节点在等待期间收到了一个或多个对应的NA消息，则表明该地址已经被其他节点使用，存在地址冲突。

    此时，节点不能使用这个地址，需要采取以下措施之一:

    • 如果地址是通过SLAAC或DHCPv6获得的，将停止使用该地址，并可能需要重新启动地址分配过程以获取新的地址。
    • 如果地址是手动配置的，节点将停止使用该地址，并需要管理员手动intervene以解决冲突。

  • 地址状态转换，一旦地址通过DAD检测并被标记为"首选"，它将在其有效生存期内保持此状态。

    • 当地址的首选生存期到期后，其状态将转换为"弃用(Deprecated)"，此时仍可以继续使用该地址进行现有通信，但不应再用于新的通信。
    • 当地址的有效生存期也到期后，其状态将转换为"无效(Invalid)"，此时地址将被完全删除。不能再使用。

DAD利用IPv6的多播和邻居发现协议，在地址分配后自动执行检测过程，可以避免了地址冲突带来的通信问题。

4. 总结

DHCPv6协议目前主流路由器和网关设备都以支持，很多家庭网络都有分配IPv6地址，适当了解是非常有必要的。

相比于DHCPv4，报文格式和相关的字段简洁很多，但是在IPv6地址分配和IA、DUID、无状态配置和本地链路地址方面，会复杂许多，这是因为IPv6地址协议比IPv4实现要更加复杂，考虑了诸如隐私和网络自动化配置等因素。

随着时间发展，IPv4会慢慢向IPv6过滤，那些IPv6中晦涩难懂，十分罕见的概念，也许以后也会习以为常。

Once Day

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