Что такое dhcpv6 в роутере

Время на прочтение
14 мин

Количество просмотров 147K

Введение: Добрый день или вечер, или даже ночь дорогие хабравчане. В данной статье продолжим изучать особенности протокола IPv6 и его отличия от IPv4. В данной статье будет минимальное количество теории и максимальное количество настройки. Начнем с настройки DHCPV6 и рассмотрим особенности работы этого протокола на основе протокола IPv6, также посмотрим на то, как настраиваются протокола динамической маршрутизации на основе IPv6. Оборудования для настройки выберем Cisco (в третей части Juniper).

IPV6 — это весело. Часть 1

Также хотелось поблагодарить всех пользователей, которые комментируют, задают вопросы. Задавая некоторые неудобные вопросы вы заставляете меня снова лезть в книжки, что-то повторять, что-то лучше осваивать и отвечать на ваши вопросы. Также каждый из вас может повлиять на выпуск следующей части. Не бойтесь задавать вопросы, если что-то не ясно.

План

1. Настройка протокола DHCPV6
2. Настройка статических маршрутов
3. Настройка протоколов динамической маршрутизации (RIPng,EIGRP,OSPF,IS-IS,BGP)
4. Настройка ACL ( Расширенные именованные листы)
5. VRRP v3,
6. Настройка IPv6 ICMP ограничение по скорости
7. Dual IPv4 and IPv6 Protocol Stacks

По просьбам трудящихся, прежде всего хотелось выразить свое мнение относительно IPv6 и подвести некий итог написанного в предыдущей главе. Разберу по пунктам:

1. В IPv6 нету Broadcast, ARP.
   Broadcast частично заменили Multicast адреса и адреса Link Local (читайте предыдущую статью). ARP протокол заменен протоколом NDP;
2. В IPv6 нет технологии NAT, которая есть в IPv4. Смело спорьте с тем, кто скажет обратное. Экономия адресов в IPv6 не используется, адресов хватит на всех. Уровень безопасности, который обеспечивает NAT в технологии IPv4, заменен адресами Unique Local (читайте предыдущую статью), но нельзя забывать, что безопасность должны обеспечивать межсетевые экраны – это их функция. Название Nat64 которое можете встретить в литературе про IPv6, идет речь о совместном использовании технологии IPv6, IPv4 (читайте предыдущую статью);
3. По моим ощущениям, осталось 3-4 года для полного перехода на IPv6. По моим представлениям переход будет параллелен;
4. Благодаря Link Local адресам сетевые устройства могут общаться в пределах одного локального канала и только в пределах его;
5. Появилась фича которая называется: «проверка уникальности IPv6 адреса». Используется в DHCPV6, полный процесс будет описан чуть ниже. Суть ее в том, что после назначения ip-адреса устройству он посылает icmp запрос, destination выбирает данный ему адрес, если приходит ответ — то его адрес не уникален и нужно получать новый IPv6 адрес;
6. Появились адреса anycast (читать статью). В сети могут существовать несколько хостов с абсолютно идентичными IPv6-адресами. Вариант использования я выявил один, в случае, когда находятся три балансировщика около сервера. Им дается один и тот же адрес, который называется anycast. Принцип работы балансировщика пояснять не буду, так как это не тема статьи;
7. Вендоры, такие как Cisco или Juniper, полностью готовы к переходу на IPv6, дело остается за операторами связи и ИТ-компаниями.

Ошибки свойственны человеку, но для нечеловеческих ляпов нужен компьютер. (Paul Ehrlich)

DHCPV6

SLAAC — это способ, который позволяет устройству получить свой префикс, длину префикса и адрес шлюза по умолчанию от маршрутизатора IPv6 без помощи DHCPv6-сервера. При использовании SLAAC для получения необходимой информации устройства полагаются на сообщения «Объявления маршрутизатора ICMPv6».
IPv6-маршрутизаторы периодически отправляют сообщения «Объявления маршрутизатора ICMPv6» всем устройствам в сети под управлением IPv6. По умолчанию маршрутизаторы Cisco отправляют такие сообщения каждые 200 секунд на адрес групповой передачи всем IPv6-узлам. IPv6-устройству, находящемуся в сети, не нужно ждать этих периодических сообщений. Устройство может отправить сообщение «Запрос маршрутизатора ICMPv6», который использует адрес групповой передачи всем IPv6-узлам. Когда маршрутизатор IPv6 получает такое сообщение, он сразу же отправляет в ответ объявление маршрутизатора.

IPv6-маршрутизация не включена по умолчанию. Чтобы маршрутизатор работал как IPv6-маршрутизатор, необходимо использовать команду глобальной конфигурации ipv6 unicast-routing.

Сообщение «Объявления маршрутизатора ICMPv6» содержит префикс, длину префикса и другие сведения IPv6-устройства. Кроме того, такое сообщение указывает IPv6-устройству, как ему получить информацию по адресации. сообщение «Объявления маршрутизатора» может выглядеть в одном из следующих 3 вариантов.

• Вариант 1: только SLAAC. Устройство должно использовать префикс, длину префикса и шлюз по умолчанию, которые содержатся в сообщении «Объявления маршрутизатора». Другая информация недоступна с DHCPv6-сервера;
• Вариант 2: SLAAC и DHCPv6. Устройство должно использовать префикс, длину префикса и шлюз по умолчанию, которые содержатся в сообщении «Объявления маршрутизатора». На DHCPv6-сервере доступна и другая информация, например адрес DNS-сервера. Устройство получит эту дополнительную информацию в процессе поисков и запросов к DHCPv6-серверу. Этот процесс называется «DHCPv6 без запоминания состояний», поскольку DHCPv6-серверы не выделяют и не отслеживают какие-либо назначения IPv6-адресов, а предоставляют дополнительную информацию, например об адресе DNS-сервера;
• Вариант 3: только DHCPv6. Устройство не должно использовать информацию из сообщения «Объявления маршрутизатора» для пополнения своей информации об адресации. Вместо этого устройство будет использовать обычные процессы поисков и запросов к DHCPv6-серверам для получения всей своей информации об адресации. Такая информация включает в себя индивидуальный адрес IPv6, длину префикса, адрес шлюза по умолчанию и адреса DNS-серверов. В этом случае DHCPv6-сервер работает как DHCP-сервер, который фиксирует данные аналогично DHCP-серверу для IPv4. DHCPv6-сервер выделяет и отслеживает IPv6-адреса, чтобы не назначать один и тот же IPv6-адрес на нескольких устройствах.

Компьютер позволяет нам совершать ошибки гораздо быстрее, чем любые другие изобретения человечества: за исключением, пожалуй, текилы и оружия. (Mitch Radcliffe)

Общие сведения о SLAAC
Автоматическая настройка адреса без отслеживания состояния (SLAAC) — это способ получения устройством глобального IPv6-адреса одноадресной рассылки без использования DHCPv6-сервера. В основе SLAAC лежит протокол ICMPv6. Протокол ICMPv6 аналогичен ICMPv4, но при этом он имеет дополнительные функциональные возможности и демонстрирует большую устойчивость к ошибкам. SLAAC использует ICMPv6-сообщения запроса маршрутизатора и объявления маршрутизатора, чтобы предоставить информацию об адресации и другую информацию о конфигурации, обычно предоставляемую DHCP-сервером.

• Сообщение запроса маршрутизатора (RS) — если клиент настроен на получение информации об адресации автоматически с использованием SLAAC, он посылает на маршрутизатор сообщение RS. Сообщение RS отправляется на IPv6-адрес многоадресной рассылки FF02::2, который поддерживают все маршрутизаторы.
• Сообщение объявления маршрутизатора (RA) — для предоставления информации об адресации маршрутизатор отправляет сообщения RA клиентам, настроенным на получение IPv6-адресов автоматически. Сообщение RA содержит префикс и длину префикса локального сегмента. Эта информация используется клиентом для создания собственного глобального индивидуального IPv6-адреса. Маршрутизатор передаёт сообщение RA периодически или в ответ на сообщение RS. По умолчанию маршрутизаторы Cisco отправляют сообщения RA каждые 200 секунд. Сообщения RA всегда отправляются на общий для всех узлов IPv6-адрес многоадресной рассылки FF02::1.

Как видно из термина, SLAAC не отслеживает состояние адреса. Служба без отслеживания состояния говорит о том, что ни один из серверов не поддерживает информацию о сетевом адресе. В отличие от сервера DHCP, сервер SLAAC не знает, какие IPv6-адреса используются, а какие доступны

Принцип работы SLACC + DHCPV6 без отслеживание состояния

Для отправки маршрутизатором сообщений RA, на нём предварительно необходимо настроить работу IPv6-маршрутизации. Для активации IPv6-маршрутизации необходимо выполнить следующие команды:

Router(config)# ipv6 unicast-routing

1. В топологии, PC1 настроен на автоматическое получение настроек IPv6-адресации. С момента загрузки PC1 не получил сообщений RA, поэтому он отправляет сообщение RS на адрес многоадресной рассылки, который поддерживают все маршрутизаторы, чтобы проинформировать локальный IPv6-маршрутизатор о необходимости получения сообщения RA.
2. R1 получает сообщение RS и отправляет в ответ сообщение RA. В сообщение RA включены префикс и длина префикса сети. Сообщение RA отправлено на общий для всех узлов IPv6-адрес многоадресной рассылки FF02::1 с адресом канала маршрутизатора типа link-local в качестве IPv6-адреса источника.
3. PC1 получает сообщение RA, содержащее префикс и длину префикса для локальной сети. PC1 будет использовать эту информацию для создания собственного глобального индивидуального IPv6-адреса. PC1 имеет теперь 64-разрядный префикс сети, но требует 64-битный идентификатор интерфейса (IID) для создания глобального индивидуального адреса.

Существует для способа создания PC1 собственного уникального IID:

EUI-64, генерация случайным образом.

Поскольку SLAAC — это процесс без отслеживания состояния, перед использованием PC1 этого вновь созданного IPv6-адреса, необходимо проверить его уникальность., PC1 посылает по протоколу ICMPv6 сообщение запроса поиска соседа с собственным адресом в качестве IPv6-адреса назначения. Если другие устройства не отвечают сообщением запроса поиска соседа, значит, адрес является уникальным и может быть использован PC1. Если сообщение запроса поиска соседей получено PC1, значит, адрес не уникален и операционная система должна установить новый идентификатор интерфейса для использования.

Этот процесс является частью процесса обнаружения соседних устройств ICMPv6 и известен как обнаружение адресов-дубликатов (DAD).

Настроен ли клиент на автоматическое получение информации об IPv6-адресации с использованием SLAAC, DHCPv6 или сочетанием обоих вариантов, зависит от настроек, содержащихся в сообщении RA. ICMPv6 сообщения RA содержат два флага, обозначающих, какой из вариантов должен быть использован клиентом (смотреть в Части 1).
Этими флагами являются флаг управляемой конфигурации адресов (M) и флаг другой конфигурации (O).

Утверждать, что Java хорош тем, что работает на всех ОС, — то же самое, что утверждать, что анальный секс хорош тем, что подходит к любому полу. (Alanna)

Функции SLAAC,DHCPV6+SLAAC,DHCPV6
Рассмотрим все три способа, изменение флагов.

1. SLAAC — Этот вариант указывает клиенту использовать только информацию из сообщения RA. Сюда входит информация о префиксе, длине префикса, DNS-сервере, MTU и информация о шлюзе по умолчанию. Далее клиент не получает никакой информации от сервера DHCPv6. Глобальный индивидуальный IPv6-адрес создаётся путём объединения префикса, полученного в сообщении RA, и идентификатора интерфейса, полученного с помощью EUI-64 или сгенерированного случайным образом.

   Сообщения RA настроены на отдельном интерфейсе маршрутизатора. Для повторной активации режима SLAAC на интерфейсе, на котором мог быть установлен другой вариант работы, флаги M и O необходимо сбросить на их первоначальные значения, равные 0. Для этого применяются следующие команды режима конфигурации интерфейса:

   Router(config-if)# no ipv6 nd managed-config-flag 
   Router(config-if)# no ipv6 nd other-config-flag

   

2. DHCPV6+SLAAC — Для DHCPv6 без отслеживания состояния значение флага O установлено равным 1, а значение флага M остается со значением по умолчанию, равным 0. Значение флага O, равное 1, используется для информирования клиента о том, что на DHCPv6-сервере без отслеживания состояния доступна дополнительная информация о конфигурации.

   Для того чтобы изменить сообщение RA, отправляемое на интерфейс маршрутизатора для указания использования DHCPv6 без отслеживания состояния, используйте следующие команды:

   Router(config-if)# ipv6 nd other-config-flag

   

3. Протокол DHCPv6 с отслеживанием состояния (только DHCPv6)
   Флаг M указывает, используется ли DHCPv6 с отслеживанием состояния. Флаг O не используется. Для того чтобы изменить значение флага М с 0 на 1 для объявления DHCPv6 с отслеживанием состояния, применяются следующие команды:

   Router(config-if)# ipv6 nd managed-config-flag

   

Создание языка программирования — это как прогулка по парку. По парку Юрского периода. (Larry Wall)

Процессы DHCPV6
В случае если в сообщении RA указан вариант работы DHCPv6 (с отслеживанием состояния или без), инициируется работа DHCPv6. Сообщения протокола DHCPv6 посылаются через протокол UDP. Сообщения DHCPv6 от сервера к клиенту используют UDP порт назначения 546. Клиент отправляет сообщения на сервер DHCPv6 через UDP порт назначения 547.
Клиенту — теперь DHCPv6-клиенту — необходимо определить местоположение сервера DHCPv6. клиент передаёт сообщение DHCPv6 SOLICIT на зарезервированный IPv6-адрес многоадресной рассылки FF02::1:2, используемый всеми DHCPv6 серверами. Этот адрес многоадресной рассылки действует в рамках канала link-local, это означает, что маршрутизаторы не направляют сообщения в другие сети.

Один или несколько серверов DHCPv6 отвечают DHCPv6-сообщением ADVERTISE. Сообщение ADVERTISE сообщает DHCPv6-клиенту, что сервер доступен для предоставления службы DHCPv6.

Клиент отвечает серверу DHCPv6 сообщением REQUEST или INFORMATION-REQUEST, в зависимости от того, является ли DHCPv6-сервер сервером с отслеживанием состояния или без него.

• DHCPv6-клиент без отслеживания состояния — клиент отправляет DHCPv6 сообщение INFORMATION-REQUEST серверу DHCPv6, запрашивая только параметры конфигурации, например, адрес DNS-сервера. Клиент создаёт собственный IPv6-адрес при помощи префикса из сообщения RA и самогенерируемого идентификатора интерфейса.
• DHCPv6-клиент с отслеживанием состояния — клиент отправляет DHCPv6 сообщение REQUEST серверу для получения IPv6-адреса и всех остальных параметров конфигурации от сервера.

Программы — это как секс: гораздо лучше, когда бесплатно. (Linus Torvalds)

Теперь оставим теорию и выведем только настройку

1. Настройка маршрутизатора в качестве DHCPV6 сервера без отслеживания состояния
   Активация маршрутизации IPv6

   Router(config)# ipv6 unicast-routing

   Настройка DHCPV6 пула

   Router(config)#ipv6 dhcp pool (pool-name)

   Настройка параметров пула

   Router(config-dhcpv6)# dns-server (указываем адрес dns-server-address)
   Router(config-dhcpv6)#domain-name (указываем имя domain)

   Настройка интерфейса

   Router(config-)# interface (type number)
   Router(config-if)# ipv6 dhcp server (pool name)
   Router(config-if)# ipv6 nd other-config-flag

2. В качестве клиента

   Router(config)#interface (interface-number)
   Router(config-if)# ipv6 enable
   Router(config-if)# ipv6 address autoconfig
   (Команда ipv6 address autoconfig включает автоматическую настройку IPv6-адресации с использованием SLAAC) 
   Проверка: show ipv6 dhcp pool,show ipv6 interface (type-number)

3. Сервер DHCPV6 с отслеживанием состояния
   Активация маршрутизации IPv6

   Router(config)#ipv6 unicast-routing

   Настройка DHCPV6-пула

   Router(config)#ipv6 dhcp pool (pool-name)

   Настройка параметров пула

   Router(config-dhcpv6)# address (prefix/length (lifetime (valid-lifetime preferred-lifetime)infinite))
   Router(config-dhcpv6)# dns-server (dns-server-address)
   Router(config-dhcpv6)# domain-name (domain-name)

   Настройка интерфейса

   Router(config)#interface (interface-number)
   Router(config-if)# ipv6 dhcp server (pool-name)
   Router(config-if)# ipv6 nd managed-config-flag

   Настройка маршрутизатора в качестве DHCPV6-клиента с отслеживанием состояния

   Router(config)#interface (interface-number)
   Router(config-if)# ipv6 enable
   Router(config-if)# ipv6 address dhcp

4. Настройка маршрутизатора в качестве агента рентрансляции

   Router(config)#interface (interface-number)
   Router(config-if)# ipv6 dhcp relay destination (address)

Если отладка — процесс удаления ошибок, то программирование должно быть процессом их внесения. (Edsger W. Dijkstra)

2) Настройка статических маршрутов в IPv6

Router(config)# ipv6 route ipv6-prefix/prefix-length { ipv6-address | exit-intf }

2) Настройка рекурсивного статического маршрута

Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:2::/64 2001:DB8:ACAD:4::2
Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:5::/64 2001:DB8:ACAD:4::2
Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:3::/64 2001:DB8:ACAD:4::2 

Название сети – next-hop.В данном примере разные сети next-hop один и тот же.
3) Настройка напрямую подключнного статического маршрута

Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:3::/64 s0/0/0

Настройка полностью заданного статического маршрута IPv6

Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:3::/64 s0/0/0 fe80::2 (суть его в том,что если используете адрес типа Lin-Local то надо обязательно указать тип выходного интерфейса)

5)настройка маршрутов по умолчанию

ipv6 route ::/0 { ipv6-address | exit-intf }

Настройка суммарного IPv6-адреса

Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:1::/64 2001:DB8:ACAD:4::2
Router(config)#no ipv6 route 2001:DB8:ACAD:2::/64 2001:DB8:ACAD:4::2
Router(config)#no ipv6 route 2001:DB8:ACAD:3::/64 2001:DB8:ACAD:4::2 
Router(config)#no ipv6 route 2001:DB8:ACAD:4::/64 2001:DB8:ACAD:4::2

В сумме

Router(config)#ipv6 route 2001:DB8:ACAD:4::/61 2001:DB8:ACAD:4::2

Если бы McDonalds разрабатывал ПО, один из сотни биг-маков был бы отравлен, а администрация отвечала бы: «В качестве извинения примите купон на два бесплатных биг-мака». (Mark Minasi)

3) Настройка динамической маршрутизации в IPv6
Ripng

Router(config)#interface (number)
Router(config-if)# ipv6 rip RIP-AS enable
Router(config-if)# exit

передать маршрут по умолчанию

Router(config)# pv6 rip имя_домена default-information originate

EIGRP

Router(config)# ipv6 router eigrp autonomous-system
Router(config-rtr)# eigrp router-id 1.0.0.0 – задание номера процесса
Router(config-rtr)# no shutdown
Router(config)# interface (type/number) (заходим в интерфейс)
Router(config-if)# ipv6 eigrp (AS)
Router(config-if)# ipv6 bandwidth-percent eigrp as-number percent-настройка процентного соотношения пропускной способности,
R2(config-rtr)# redistribute static - распределения маршрута по умолчанию
Router(config-if)# ipv6 hello-interval eigrp as-number seconds - изменение hello интервала
Router(config-if)# ipv6 hold-time eigrp as-number seconds - изменение hold-time 

OSPF3

Router(config)# ipv6 router ospf 10 –активировать режим OSPF
Router(config-rtr)# router-id 1.1.1.1 (задаем router-id)
Router(config-rtr)# auto-cost reference-bandwith 1000 (задаем cost)
Router(config)# interface (type/number) (заходим в интерфейс)
Router(config-if)# ipv6 ospf 10 area (number) (назначаем интерфейс в протокол ospf,номер процесса,номер 
area)
Router#clear ipv6 ospf process

IS-IS

Router(config)# isis area-tag (например router isis area2)
Router(config-rtr)# net network-entity-title (например 49.0001.0000.0000.000с.00
Router(config)# interface Ethernet 0/0/1 
Router(config)# ipv6 address {ipv6-address/prefix-length | prefix-name sub-bits/prefix-length}
Router(config-if)# ipv6 router isis area-name (ipv6 router isis area2)

BGP

Router(config)# router bgp 65000
Router(config-rtr)# no bgp default ipv4-unicast ( выключаем ipv4 unicast аддресса для BGP)
Router(config-rtr)#bgp router-id (сконфигурим 32-битный роутер id ,будьте аккуратный эта команда сбросит все активный BGP peering сессии)
Router(config-rtr)# neighbor 2001:DB8:0:CC00::1 remote as 64600 – добавим ipv6 адрес соседа и автономную систему.
Router(config-rtr)# address-family ipv6 [unicast |multicast]
Router(config-rtr-af)#neighbor 2001:DB8:CC00::1 activate – активируем соседа для обмена префиксами ipv6

4) ACL

Router(config)#ipv6 access-list NO-BYX-SIDET-VKONTAKTE
Router(config-ipv6-acl)#deny ipv6 2001:db8:cafe:30::/64 any
Router(config-ipv6-acl)#permit ipv6 any any

все это может выглядеть следующем образом-

Router(config)#ipv6 access-list access-list-name
Router(config-ipv6-acl)#deny | permit protocol (source-ipv6-prefix/prefix-length |any|host source-ipv6-addres) (operator(port-number)) (destination-ipv6-prefix/prefix-length | any | host destination-ipv6-address) (operator(port-number))
Router(config)# interface (type/number) (заходим в интерфейс)
Router(config-if)# ipv6 traffic-filter access-list-name { in |out }

5) VRRP,HSPR

Router(config)# fhrp version vrrp v3 – включаем ,когда используется 3 версия,вторая не не активна.
Router(config)# interface type number
Router(config-if)#  vrrp (group-id address-family (ipv6)
Router(config-if)# vrrp 3 address-family ipv6
Router(config-if-vrrp)# address 2001:abc:cafe:11::/64 primary (или secondary)
Router(config-if-vrrp)# description group 3
Router(config-if-vrrp)# match-address (добавляем второй адрес в объявление)
Router(config-if-vrrp)# preempt delay minimum 30 – включаем преимущество  низкой приоритетности мастера с опцией задержки (опциально)

HSPR

Switch (config)# interface type number
Switch (config-if)#no switchport
Switch (config)#standby 1 ipv6 autoconfig
Router(config)# interface type number
Router(config-if)#standby version (2)
Router(config)# interface type number
Router(config-if)#standby (group-number) ipv6 (link-local |address)
Router(config-if)#standby [group-number]preempt [delay {minimumseconds | reload seconds |sync seconds}]
Router(config-if)#standby [group-number]priority priority

6) Настройка IPv6 ICMP ограничение по скорости

Router(config)#ipv6 icmp error- interval (bucketsize)  (interval в милл сек,диапозон 0 2147483647,bucketsize – опциально,диапозон 1 - 200

7) Dual IPv4 and IPv6 Protocol Stacks

Switch(config)# sdm prefer dual-ipv4-and-ipv6 default 
Switch(config)# ip routing
Switch(config)# ipv6 unicast-routing
Switch(config)# interface gigabitethernet2/0/1
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 192.168.99.1 244.244.244.0
Switch(config-if)# ipv6 address 2001:0DB8:c18:1::/64 eui 64
Switch(config-if)# end

Учитывая печальное состояние современных компьютерных программ, разработку ПО до сих пор можно считать искусством, а не научной дисциплиной. (Bill Clinton)

Вот и подошла вторая часть к концу. Кто слушал — молодец. Из написанной статьи я понял одно: для настройки BGP, IS-IS нужно писать отдельные статьи. В целом настройка ipv6 не сильно отличается от ipv4, местами получается даже проще. В третьей части я опишу настройку протоколов на основе оборудования Juniper networks. Она, по сути, будет довольно короткой, поэтому оставляйте свои комментарии под статьей. Повторюсь, ваша критика, вопросы или пожелания могут повлиять на написании новой статьи. Всем удачи.

From Wikipedia, the free encyclopedia

The Dynamic Host Configuration Protocol version 6 (DHCPv6) is a network protocol for configuring Internet Protocol version 6 (IPv6) hosts with IP addresses, IP prefixes, default route, local segment MTU, and other configuration data required to operate in an IPv6 network. It is not just the IPv6 equivalent of the Dynamic Host Configuration Protocol for IPv4.

IPv6 hosts may automatically generate IP addresses internally using stateless address autoconfiguration (SLAAC), or they may be assigned configuration data with DHCPv6.

IPv6 hosts that use stateless autoconfiguration may require information other than an IP address or route. DHCPv6 can be used to acquire this information, even though it is not being used to configure IP addresses. DHCPv6 is not necessary for configuring hosts with the addresses of Domain Name System (DNS) servers, because they can be configured using Neighbor Discovery Protocol, which is also the mechanism for stateless autoconfiguration.^[1]

Many IPv6 routers, such as routers for residential networks, must be configured automatically with no operator intervention. Such routers require not only an IPv6 address for use in communicating with upstream routers, but also an IPv6 prefix for use in configuring devices on the downstream side of the router. DHCPv6 prefix delegation provides a mechanism for configuring such routers.

Operation[edit]

Port numbers[edit]

Clients listen for DHCP messages on UDP port 546. Servers and relay agents listen for DHCP messages on UDP port 547.^[2]: §7.2

Identifiers[edit]

DHCP unique identifier[edit]

The DHCP unique identifier (DUID) is used by a client to get an IP address from a DHCPv6 server. It has a 2-byte DUID type field, and a variable-length identifier field up to 128 bytes. Its actual length depends on its type. The server compares the DUID with its database and delivers configuration data (address, lease times, DNS servers, etc.) to the client.

Four DUID types are identified:^[2]: §11

• Link-layer address plus time (DUID-LLT)
• Vendor-assigned unique ID based on enterprise number (DUID-EN)
• Link-layer address (DUID-LL)
• UUID-based DUID (DUID-UUID)

RFC 6939: Client Link-Layer Address Option[edit]

Due to the fact that it is difficult to manage multiple identifiers in a dual-stack environment, and the fact that DUIDs are simply not optimal for some situations, RFC 6939 was released, giving a way to identify a host based on its MAC address. It defines a way for a DHCPv6 relay to pass that information to a DHCPv6 server.

Example[edit]

In this example, without rapid-commit present, the server’s link-local address is fe80::0011:22ff:fe33:5566 and the client’s link-local address is fe80::aabb:ccff:fedd:eeff.

• Client sends a solicit from [fe80::aabb:ccff:fedd:eeff]:546 to multicast address [ff02::1:2]:547.^[3]
• Server replies with an advertise from [fe80::0011:22ff:fe33:5566]:547 to [fe80::aabb:ccff:fedd:eeff]:546.
• Client replies with a request from [fe80::aabb:ccff:fedd:eeff]:546 to [ff02::1:2]:547.
• Server finishes with a reply from [fe80::0011:22ff:fe33:5566]:547 to [fe80::aabb:ccff:fedd:eeff]:546.

DHCPv6 Message types[edit]

This table lists the DHCPv6 message types.

IETF standards[edit]

• RFC 8415, «Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)» — Obsoletes RFC 3315, RFC 3633, RFC 3736, RFC 4242, RFC 7083, RFC 7283, RFC 7550.
• RFC 3319, «Dynamic Host Configuration Protocol (DHCPv6) Options for Session Initiation Protocol (SIP) Servers»
• RFC 3646, «DNS Configuration options for Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)»
• RFC 4704, «The Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) Client Fully Qualified Domain Name (FQDN) Option»
• RFC 5007, «DHCPv6 Leasequery»
• RFC 6221, «Lightweight DHCPv6 Relay Agent» (LDRA) — Updates RFC 3315, Errata
• RFC 6355, «Definition of the UUID-Based DHCPv6 Unique Identifier (DUID-UUID)»
• RFC 6939, «Client Link-Layer Address Option in DHCPv6»
• RFC 7653, «DHCPv6 Active Leasequery»

See also[edit]

• Comparison of DHCP server software
• Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
• Neighbor Discovery Protocol, which also supports DNS Configuration
• Prefix delegation, which allows a DHCPv6 client to obtain a whole prefix.

References[edit]

External links[edit]

• IANA DHCPv6 Parameters
• IPv6 Intelligence: DHCPv6, comparison of DHCPv6 packages and implementations (Last updated: April, 2009)
• IPv6 Ready: DHCPv6, list of IPv6 Phase II Certified DHCPv6 implementations (Last updated: December, 2012)

Without DHCP, we couldn’t have the flexibility we have in terms of IPv4 addressing. With IPv6, we want to maintain and enhance this flexibility. To accomplish this goal, we have DHCPv6. This new protocol is not a simple “porting” of features from the old stack to the new stack. Instead, we are talking about a complete re-design of its functionalities. DHCPv6 brings more features, enabling an even easier configuration. Furthermore, it has three different flavors: SLAAC, Stateless, and Stateful. In this article, we will see how does it work, and how to implement these technologies.

This article comes with a configuration lab. You can download this Packet Tracer file for free by clicking the link below.

Once you downloaded it, just open the file (you need to un-zip). After that, just continue reading the article, and try the commands you learn in the lab. You will become a master of DHCPv6 in the blink of an eye.

DHCPv6 Lab Intro

The Topology

For this article, we have a fairly simple topology. As you can see from the picture below, we only have one router, one switch, and six computers.

Instead of physical segmentation, we used VLANs to divide the network. Even so, we keep the logical topology quite simple, as we have only two VLANs. PC0, PC1 and PC2 are in VLAN 10, named “Left”, whereas all other PCs are in VLAN 20, named “Right”. As a result, we can implement a different type of DHCPv6 in each VLAN.

The Requirements

Requirements are as simple as the topology. For the “Left” subnet, we are going to use SLAAC, while for the “Right” subnet we are going to use Stateless DHCPv6. Unfortunately, Packet Tracer does not support a clean implementation of Stateful DHCPv6, so we are just going to explain it.

Before we can dive into the configuration part, we will present to you the theory behind all of these DHCPv6 flavors. After that, not only we will configure this technology, but we will see how to troubleshoot them.

DHCPv6 Explained

To understand DHCPv6, you need to understand IPv6 first. If you think you need a refresh, you can check our IPv6 fundamentals article. There you will find everything you need to know about IPv6. Once you feel confident about these technologies, you can just continue with the reading.

Stateless Auto Address Configuration (SLAAC)

SLAAC just means Stateless Auto Address Configuration, but it shouldn’t be confused with Stateless DHCPv6. In fact, we are talking about two different approaches.

SLAAC is the simplest way to give an IPv6 address to a client because it exclusively relies on the Neighbor Discovery Protocol. This protocol, which we simply call NDP, allows devices on a network to discover their Layer 3 neighbors. We use it to retrieve the layer 2 reachability information, like ARP, and to find out routers on the network.

When a device comes online, it sends a Router Solicitation message. He’s basically asking “Are there some routers out there?”. If we have a router on the same network, that router will reply with a Router Advertisement message. Using this message, the router will tell the client some information about the network:

• Who is the default gateway (the link-local address of the router itself)
• What is the global unicast prefix (for example, 2001:DB8:ACAD:10::/64)

With this information, the client is going to create a new global unicast address using the EUI-64 technique. Now the client has an IP address from the global unicast prefix range of the router, and that address is valid over the Internet.

This method is extremely simple and requires virtually no configuration. However, we can’t centralize it and we cannot specify further information, such as DNS settings. To do that, we need to use a DHCPv6 technique. Note that, with SLAAC, we don’t need to use any DHCPv6 packet.

Stateless DHCPv6

Stateless DHCPv6 brings to the picture the DHCPv6 protocol. With this approach, we still use SLAAC to obtain reachability information, and we use DHCPv6 for extra items.

The client always starts with a Router Solicitation, and the router on the segment responds with a Router Advertisement. This time, the Router Advertisement has a flag called other-config set to 1. Once the client receives the message, it will still use SLAAC to craft its own IPv6 address. However, the flag tells the client to do something more.

After the SLAAC process succeeds, the client will craft a DHCPv6 request and send it through the network. A DHCPv6 server will eventually reply with all the extra information we needed, such as the DNS server or domain name.

We call this approach stateless because the DHCPv6 server does not manage any lease for the clients. Instead, it just gives extra information as needed.

Stateful DHCPv6

Stateful DHCPv6 is the exact porting of DHCP into the IPv6 world. With this approach, a DHCPv6 server handles leases and extra information, just like traditional IPv4 DHCP.

The client starts again with a Router Solicitation, but this time the Advertisement in reply contains the managed-config set to 1. This tells the client to not use SLAAC, but DHCPv6 instead. The client will then generate a DHCPv6 request to get both addressing and extra information. The DHCPv6 server will be the one choosing the IPv6 address, not the client.

Configure & Troubleshoot DHCPv6

DHCPv6 Configuration

In this part of the article, we are going to cover how to configure Stateless DHCPv6, Stateful DHCPv6, and SLAAC.

Stateless DHCPv6

We decided to start with Stateless DHCPv6 as this is the most comprehensive implementation. It gives you an overview of the commands for both SLAAC and Stateful. According to the requirements, we should use this approach for the “Right” subnet. All basic IPv6 commands, such as unicast-routing or addresses on the interfaces are already in place. As a result, we can focus on the DHCP configuration.

The interface doing routing for the Right subnet is the GigabitEthernet 0/1.20. To successfully enable Stateless DHCPv6, we need to define a pool with the extra information we want to use, and turn on the other-config flag for that interface. Here’s our step-list.

1. Define a pool with the ipv6 dhcp pool global configuration command, calling it “Right”. This will enter the prompt Router(config-dhcpv6)#, where we can configure extra settings.
2. In the DHCPv6 prompt, enter the DNS server with dns-server command. This must be an IPv6 address, and for this lab, we are using 2001:db8:acad:10::15.
3. Define the domain name with domain-name command, for this lab use right.company.local.
4. Go to the interface configuration mode, and associate the interface with the pool using ipv6 dhcp server command.
5. Turn on the other-config flag for the interface using ipv6 nd other-config-flag command, with no extra parameter.

For your convenience, we grouped all the commands you need to enter hereafter.

ipv6 dhcp pool Right
 dns-server 2001:db8:acad:10::15
 domain-name right.company.local

interface GigabitEthernet 0/1.20
 ipv6 dhcp server Right
 ipv6 nd other-config-flag

Your Packet Tracer score should increase, but clients still won’t get the IPv6 address. We need to do something more.

Configuring clients in Packet Tracer

By default, Packet Tracer clients have no IPv6 address. Furthermore, they are set to be static, which is not what we want for this lab. We need to log into the client and change the setting to Auto-Config. To do that, we simply click on the client and go to the Desktop Tab. From there, we select the first icon (“IP Configuration”).

The following window will appear, and we can change the addressing method for IPv6. For this lab, we should set it to Auto-Config on all clients, in order to take advantage of Neighbor Discovery. However, for a Stateless DHCPv6 network, the setting will automatically switch from Auto-Config to DHCP when the client tires to contact the DHCP server.

Apply those settings to all the clients and we are set to go!

Stateful DHCPv6

For this lab, we are not going to configure Stateful DHCPv6. However, its configuration is extremely easy. The first thing we want to do is to tell the pool which prefix is going to manage. To do that, we use the address prefix command in the pool configuration prompt. As a parameter, we need to enter a global unicast prefix, for example 2001:db8:acad:10::/64.

The next step is at the interface level. We need to turn on the managed-config flag in the Neighbor Discovery. This is easily done with ipv6 nd managed-config-flag. The remaining configuration is identical to Stateless DHCPv6.

SLAAC

Unlike DHCPv6, SLAAC is on by default. In other words, every Ethernet interface on a Cisco router with an IPv6 address automatically sends Router Advertisements. As a result, SLAAC is already working on our “Left” subnet: we just need to check clients.

Note: if your clients haven’t obtained the IPv6 address, try to enable the other-config flag on GigabitEthernet 0/1.10. This may be related to a Packet Tracer bug!

Troubleshooting DHCPv6

Cisco always offers us some great commands to check why things went wrong. We have several show commands for DHCPv6 too, and here we present them.

We can use show ipv6 dhcp pool to have an overview of the pools currently active on the router. This command presents the pools by name, with the settings of each. If the pool is stateful, the number of connected clients is shown. Otherwise, “Active clients” will always be zero.

Furthermore, you can use show ipv6 dhcp interface to see all the interfaces with Stateless or Stateful DHCPv6 enabled.

If you enabled stateful DHCPv6, you can check your bindings with show ipv6 dhcp bindings. Furthermore, to truly analyze what’s happening, use debug ipv6 dhcp details. However, this is an advanced command that you won’t need in simple deployments.

Conclusion

With this article and this lab, we learned a lot about DHCPv6. We are now able to understand how does it work, what are its flavors, and how to implement it. Here’s what to remember:

• SLAAC automatically works with a router, while Stateless DHCPv6 gives addresses using SLAAC and extra information using DHCP. The only configuration where the server gives IPv6 addresses is the Stateful one.
• You need to tune Neighbor Discovery flag with ipv6 nd other-config-flag and ipv6 nd managed-config-flag commands
• You can define a pool with ipv6 dhcp pool, and enter here settings like DNS Server or domain name
• Associate a pool to an interface with ipv6 dhcp server command
• Troubleshoot with show ipv6 dhcp pool, show ipv6 dhcp interface and show ipv6 dhcp bindings

Now, it’s time to practice! Try this lab as many times as you need to be able to do it on your own. Then, you will be ready to continue with our CCNA Journey. In our path, we will see how to configure some interesting services, such as NTP, Access Lists, and NAT. Just continue with the Free CCNA Course!