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接上篇：为什么IPv6是一场噩梦（上）
NAT
IP地址将在全球范围内可路由-任何人都可以从任何地方访问它。
但是，内网（地址范围fc00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 ~ fdff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff）（fc00::/7）是不可路由的网络。 因为第一位始终为1，这意味着实际符合RFC的范围为fd00::/8，即fd00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 ~ fdff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff。一半的地址空间仍然很多。
如何将数据包路由到这些专用IP？答案是网络地址 前缀翻译。
IPv4用的是NAT， IPv6则用的是NPt。IPv4可以扫描数据包，如果它们符合特定条件（例如，已知端口上的WAN地址转到已知地址），则将目标（或源）地址换成新的。这就是目标端口决定了您的请求将路由到哪个服务器。从这个意义上讲，所有未知流量都将被丢弃，具有NAT规则的流量也将被允许通过防火墙。
IPv6使用NPT，可以在其中将一个前缀转换为另一个前缀。
举例来说，专用地址有一个主机fd2c:a7c6:2aae:ef93::41。然后，我可以添加NPt规则以转换fd2c:a7c6:2aae:ef93::为2607:f0d0:1002:51::。这实际上是1：1映射，这意味着可以双向运行，入站和出站都将被转换。
比如说下面例子用一条AAAA记录，将服务器的公共IP为2607:f0d0:1002:51::41，转发为内网地址
ORIG DEST: 2607:f0d0:1002:0051::41 PREFIX: ||||||||||||||||||| REPLACE: fd2c:a7c6:2aae:ef93 NEW DEST: fd2c:a7c6:2aae:ef93::41
意味着每个不同的目的地都需要一个不同的IP，还暴知道确切的子网地址，因为做前缀翻译！
“不同的IP”是奇怪的设计。对于运行的某些系统仅由端口号决定目的地，甚至仍可以使用相同的域名。而使用NPt，将无法做到这一点，必须拥有一个额外的设备（例如第7层代理HAProxy）才能接收所有内容并将其发送到正确的目的地，这意味着需要专门的主机来完成IPv4的任务NAT本来可以做的！
换入和换出前缀。只需添加一个步骤即可暴露整个网络！防火墙规则来阻止不需要的内容，并添加显示允许。这是“默认通过”路由-除非我告诉你不要这样做，否则请通过。现在，大多数防火墙在默认情况拒绝未知流量。如果有什么东西没有NAT规则，它确实有不知道在哪里路由，即使它被允许通过。而使用NPt，就没有那层防火墙的安全保护。
DHCP和路由器广告
IPv4中的DHCP分为四个步骤：
客户端从源0.0.0.0发送一个DHCPDISCOVER包到广播地址
服务器发送DHCPOFFER包，提供可使用的客户端IP，子网掩码，DNS服务器，租用时间和其他信息
客户端发送DHCPREQUEST请求特定IP地址
服务器发送DHCPACK与请求中相同的IP地址，从而确认IP分配
DHCP包含一些常见的值：
IP地址
子网掩码
网关
最多4个DNS服务器
最多2个WINS服务器（专用）
域名（用于子网）
域搜索列表（尝试使用其解析主机的域名前缀）
最多2个NTP服务器
TFTP服务器的有效IP，主机名或URL
网络LDAP服务器URI
PXE网络根（与PXE兼容的服务器IP，文件名）
也可以发送一些其他值，例如默认的MTU（选项26）。有254个有效选项，还有0x00填充和0xff标记消息的结尾。
在四个UDP消息中，刚开机的主机几乎可以获得它可能需要的所有信息。
DHCPv6…没那么多流程。该协议被一分为二。这又是一个四步过程：
客户端SOLICIT从其本地链接发送一个“ All DHCP”多播地址，ff02::1:2
服务器使用ADVERTISE响应可提供的客户端IP
客户端发送REQUEST该IP。
服务器给出一个REPLY，并确认分配。
DHCPv6也有一些额外的数据：
最多4个DNS服务器
域名（用于子网）
域搜索列表（尝试使用其解析主机的域名前缀）
最多2个NTP服务器
网络LDAP服务器URI
网络启动文件URL
一些过时的选项（例如WINS服务器）已删除，但某些例如网络网关已完全不用。同样，DHCP服务器仅提供地址的本地部分，甚至不提供网络前缀。
但是，DHCP（V4）使用客户端的MAC地址，因为它的标识，IP地址出租给特定的MAC。DHCPv6与其他功能一起使用DHCP唯一标识符（DUID）（通常是MAC地址）。有四种类型：一种用于MAC +时间戳，一种基于企业编号的唯一DUID，仅一种MAC和一种基于UUID的类型。
IP是租借给DUID而不是MAC的，所以实际上这确实很困难提前预约。最简单的方法是等待客户端获得租约，然后将其升级为静态分配。当然，这是MAC + time DUID的示例00-01-00-01-18-BA-30-56-D8-9D-67-C9-FA-33。IPv6模式变得冗长，笨拙。
RS / RA
当支持IPv6的主机加入网络时，它将发出路由器征求消息。可以转发帧的可用IPv6网关将定期发送路由器广告消息，或者，如果看到请求，将立即发送广告。
这些广告包含M和O标志（保留），应认为广告有效的生存期，最多三个DNS服务器，一个搜索列表（与DHCP相同）和网络前缀。广告还包含该特定路由器的优先级，即低，正常或高。为什么只有三个？在同一个优先级上拥有多个路由器通常不是一个明智的主意。如果网络上有三个以上的网关呢？
前缀授权
DHCPv6的一个特征是：前缀授权。如果客户端询问，则DHCPv6服务器可以给出其自身有效地址空间的整个前缀。也可以使用分层DHCP，其中有完整的根服务器/64可以提供，/56s到请求者，也可以提供/48s到他们的请求者。可以包含多个代理，因为选项允许启动、结束范围和前缀长度。
SLAAC / APIPA
入门：SLAAC是APIPA的IPv6版本。
这两种协议的基本原理是在不依赖其他外部机制（例如DHCP）的情况下，为新主机提供一个有效的IP地址。在IPv4中，这称为自动专用IP寻址或APIPA。APIPA地址占据了该169.254.0.0/16块，从169.254.0.0至169.254.255.255。 客户端将在此范围内选择一个随机值，运行ARP查询以确保它是空闲的，然后绑定到它。在IPv4中，APIPA通常是不得已的方法。而且，如果提供了一个新地址，例如公用地址或一个适当的专用保留块中的一个，则该地址将覆盖APIPA地址，这意味着它仅在没有任何东西可以为主机提供IP的情况下存在。
在IPv6中，始终存在SLAAC（无状态地址自动配置），这是第一个手段。该fe80::/10块是为本地链接保留的，实际上，它实际上是从fe80::1到fe80::ffff:ffff:ffff:ffff，因为前缀和地址之间的54位全为零。此链接本地地址用于其他所有内容，例如NDP（路由器请求！），DHCPv6等。并且与IPv6不同，即使使用全局可路由地址，本地链接地址也始终有效。（是的，支持IPv6的主机将在一个接口上具有多个IPv6地址。这一点都不会造成混淆。）请注意，链接本地地址是确定性的（基于MAC地址）或部分随机的，应该存储（如果可能） ，以便重新启动不会导致设备更改地址。SLAAC进程（NDP）的一部分为它提供了可能需要的其余数据，而不仅仅是有效的本地地址。
主机很可能为两个不同的网络接口生成相同的IPv6链接本地地址。对于传入数据而言，这无关紧要，因为接收到的数据就是接收到的数据。但是对于发送，网络驱动程序需要知道要使用的设备。从而进入区域索引。区域索引可以是字符串，也可以是数值。必须支持数字值，但是许多类Unix的系统以文本形式指定接口名称本身。因此，这意味着使用所有可用部分的完整URL如下所示：fe80::1ff:fe23:4567:890a%eth2
:password@[fe80::1ff:fe23:4567:890a%eth2]:9091/transmission/web/?query=value#confirm
但是现在听不到我在监视器上的回应 。
ARP / NDP
地址解析协议是IPv4中用于将链路层地址（MAC地址）转换为互联网层地址（IP地址）的协议。协议它不仅适用于以太网和IPv4，甚至Chaosnet都具有ARP标识符。总的流程是，客户端会问一个简单的问题：“谁拥有IP地址X？告诉IP地址Y。” ARP消息包含发送者和接收者的IP和MAC字段。收到某个IP的ARP请求时，主机将响应“ MAC地址X具有IP地址X”消息。
该协议依赖广播。但是IPv6没有广播。 这里有一个类似的“所有节点”的链路本地多播地址，但它是不一样的东西。因此，我们有了邻居发现协议。路由器请求和通告以及邻居请求和通告都是NDP的一部分，唯一的区别是NA不会像RA那样周期性地发送出去。但是除此之外，我们必须创建一个全新的协议来完成与现有协议完全相同的工作。
安全协议
IPsec不仅是最初为IPv6开发的，并且还计划成为所有实现中的强制性部分。但是很快降级为“推荐”了。至少如果你不实现IPsec，你需要执行IKEv2协议和某些密码，所以有兼容性的保证水平。
无论如何，IPsec已经在IPv4网络中找到了很好的部署（自从OpenVPN吸纳以来，我就将IPsec用作手机的VPN），并且其中的某些部分确实告诉您IPv6对IETF的想法 。我的意思是，两种主要的操作模式AH （身份验证和抗更改）和ESP （身份验证和加密）实际上是IPv6扩展标头。
IPsec并不是必需的，就像HTTPS一样。如果实现IPsec，实际上需要为Internet上的任何连接配置IPsec凭据。也许有一天，我们会以一种与TLS相同的方式来自动配置IPsec。
结论
IPv6是为现代构建的Internet协议的改进版本，其中包含大量地址空间，简化的标头，对运行中处理的期望降低以及其他一些我没有谈到的好处。但是，为了简化事情，专注于端到端的方法（例如互联网的早期阶段），与Ipv4相比，已经变得非常复杂。IPv6仅在所有方面都支持IPv6的情况下才有意义，如果必须使用6in4隧道，或者在某个时候只是降级到IPv4。那为什么要麻烦呢？
而且，好吧，缺少NAT是不合适的设计。
的确，当我读到IPv6已完成的大多数工作时，我就是这么说的-“为什么？您这样做的真实理由几乎为0，而且您还是这么做了！” 我真的很期待看到未来IPv6的变化，这些决定中的一些是否会被逆转，或者只是sa之以鼻，进一步推动自己进入双重陷阱22，导致今天的采用率很低。
不过，对于移动和非技术密集型市场，IPv6很大，根据Google的流量日志，我相信美国大约有33％的采用率。任何本地网络，或没有任何高档设备的任何东西，只要将一两台计算机插入调制解调器并观看Cat视频，由于ISP占用了大量资源，IPv6会自行配置花费时间和精力使它变得正确，然后就可以玩得开心。
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