利用隧道感受IPV6

日期：2007-09-05　作者：马路遥　来自：IBM DW中文

本文简单介绍了IPV6的相关知识，描述了如何通过Hurricane Electric提供的免费IPV6隧道，连接到IPV6网络的方法。

IPV6 是新一代网络技术，提供 2¹²⁸的超大地址空间，换算成十进制就是 3.4x10³⁸。相当于地球上每平方米有 6.7x10²³个地址(对比一下，阿佛加德罗常数是 6.02x10²³，是一升气体所含的分子数)。和 IPV4 相似，IPV6 地址也会有所浪费，但即使最保守的估计，每平方米也有 1600 个地址。在可以预见的将来，完全能满足人类的需求。

主流的操作系统的最新版本，例如 Linux、Windows、FreeBSD、OpenBSD、NetBSD、Solaris、Aix，以及 Cisco、Juniper 和华为等公司生产的路由器，目前都已经能够支持 IPV6 了。

IPV6 和 IPV4 最明显的区别，当然就在于地址的长度不同。IPV4 中 IP 地址的长度是 32 位，有 2³² -1 个地址，IPV4 的地址长度为 128 位，有 2¹²⁸ -1 个地址。

IPV6地址的表示方法

一个IPV6地址有16字节，共128位。把这个地址分为8个组，每个组由4个16进制无符号整数组成，用冒号分隔，不区分大小写，例如：

fe80:0000:0000:0000:020d:61ff:fe9b:1234

每个组中的16进制数如果是以零开头，则可以省略开头的零。这样，上述地址亦可表示为：

fe80:0:0:0:20d:61ff:fe9b:1234

如果一个组或连续的几个组的内容都是零，可以用双冒号代替。上述地址可继续简写为：

fe80::20d:61ff:fe9b:1234

明显地，双冒号只能出现一次，否则无法得知双冒号代表的是多少个零。例如:

2001:1234:0000:0000:ABCD:0000:0000:5678

可简写为

2001:1234::ABCD:0:0:5678

或

2001:1234:0:0:ABCD::5678

上面的两种简写都是合法和正确的。

和IPV4相似，IPV6中也定义了一些特殊地址。例如:

::/1

代表回环地址，大致相当于IPV4中的127.0.0.1。

隧道技术简介

IPV6目前还在实验阶段，没有走入寻常百姓家，但我们隐约已经可以听到IPV6的脚步声了。例如世界上最大的IPV6实验网--教育网CERNET2已经全面建成，清华大学的很多学生宿舍已经可以使用IPV6地址了。

虽然如此，但中国大陆的多数ISP还不支持直接的IPV6接入，普通网民如果想体验IPV6，需要使用隧道技术。

隧道，是一种在IPV4升级到IPV6期间的过渡技术。可以将IPV6数据包进行封装，通过现有的IPV4网络进行传输，并利用隧道代理接入IPV6网络。目前在国内外有不少研究机构和商业公司提供可以免费使用IPV6隧道代理，常见的有:

1. 上海交通大学(http://ipv6.sjtu.edu.cn/news/041231.php)，无需申请，可以直接使用。
2. 泰国的NECTEC(http://tb.ipv6.nectec.or.th/tb/index.php )，免费申请，立即生效。
3. Hurricane Electric ( http://tunnelbroker.net/tunnel_detail.php )，以下简称HENET，免费申请，申请24小时后生效。

不论使用哪一个隧道，都需要有一个真实的外部IP地址才可以，下面以HENET为例，介绍一下在Linux下建立和使用隧道访问IPV6网络的方法。

首先在HENET的网页上注册并申请一条隧道，注意申请的时候您的IPV4地址必须能被HENET所"ping"到。等待24小时后，就可以看到自己隧道的详情了。例如笔者隧道的详细情况如下:

如果您的IPV4地址发生了变化，则在HENET网站上重新建立隧道即可。网页中点击"Example Configs"链接，即可看到相对应的配置命令，HENET提供了Linux、FreeBSD、Windows、Solaris等操作系统下对应的命令。

笔者的使用Fedora Core 5 Linux，默认就支持IPV6，建立上述隧道的命令是:

#ifconfig sit0 up
#ifconfig sit0 inet6 tunnel ::64.71.128.83 
#ifconfig sit1 up
#ifconfig sit1 inet6 add 2001:470:1F03:EE1::2/64
#route -A inet6 add ::/0 dev sit1

首先启用sit0隧道接口，隧道另一端的地址是HENET的64.71.128.83。然后启用sit1隧道接口，并且设置本身的隧道接口。最后一个命令设定系统访问所有IPV6地址时，都从sit1接口出去。

上述命令需要以root用户的身份执行，执行完毕后立即生效。这时就尝试访问IPV6网络了。但重新启动系统后，上述隧道的配置配置全部会丢失。如果想使得隧道的配置总是能够在开机后自动生效，则可手工建立下列两个文件，其内容如下:

#cat /etc/sysconfig/static-routes-ipv6
sit1 ::/0

#cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-sit1
DEVICE=sit1
ONBOOT=yes
IPV6INIT=yes
IPV6TUNNELIPV4=64.71.128.83
IPV6ADDR=2001:470:1F03:EE1::2/64

NETWORKING_IPV6=yes

感受IPV6

Linux下的多数网络工具都可以支持IPV6，例如Firefox浏览器。Firefox在访问一个网站时，如果同时解析到IPV4和IPV6地址时，在系统支持IPV6的情况下，会优先使用IPV6地址。您可以尝试访问下列地址：

1. http://www.kame.net/，如果你使用IPV4地址去访问，可以看到一个静止海龟，一旦你使用IPV6地址，则这个海龟会动。
2. http://www.deepspace6.net/，网页下方会显示你的IPV4或IPV6地址。
3. http://ipv6.sjtu.edu.cn/ ，上海交大的IPV6首页，会在页面的右上方显示您的IPV6或IPV4地址。
4. http//mirrors.bieringer.de/Linux+IPv6-HOWTO/，Linux下的IPV6 Howto文档，页面下方会显示您的IPV4或IPV6地址。

其他可用的网络工具还有host、dig、ping6、tcpdump、links、lynx、traceroute6等命令，其中前两个命令无需操作系统支持IPV6，亦可使用。

支持IPV6的Linux系统上，host命令在查询域名地址的时候，会同时返回IPV4和IPV6地址。

$host www.deepspace6.net
www.deepspace6.net has address 192.167.219.83
www.deepspace6.net has IPv6 address 2001:760:2e01:1::dead:beef
$

$host -t AAAA www.deepspace6.net
www.deepspace6.net has IPv6 address 2001:760:2e01:1::dead:beef
$

这是由于在支持IPV6的DNS服务器中，用AAAA记录(简称4A，Quad-A)代替了原来的A记录。相似的，dig命令也可以使用"-t AAAA" 参数。

ping6命令用来在IPV6环境下取代原有的ping命令。

$ping6 -c 4 www.6bone.net
PING www.6bone.net(classical.hexago.com) 56 data bytes
64 bytes from classical.hexago.com: icmp_seq=0 ttl=57 time=673 ms
64 bytes from classical.hexago.com: icmp_seq=1 ttl=57 time=668 ms
64 bytes from classical.hexago.com: icmp_seq=2 ttl=57 time=672 ms
64 bytes from classical.hexago.com: icmp_seq=3 ttl=57 time=743 ms

--- www.6bone.net ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3007ms
rtt min/avg/max/mdev = 668.738/689.558/743.326/31.104 ms, pipe 2
$

traceroute6命令就是IPV6环境下的traceroute。可以跟踪当前的IPV6路由信息。

$traceroute6  www.6bone.net
traceroute to www.6bone.net (2001:5c0:0:2::24), 30 hops max, 40 byte packets
 1  2001:470:1f03:ee1::1 (2001:470:1f03:ee1::1)  297.786 ms  300.323 ms 301.071 ms 
 2  2001:470:1fff:2::26 (2001:470:1fff:2::26)  304.122 ms  305.512 ms  315.105 ms
 3  2001:470:0:9::2 (2001:470:0:9::2)  317.708 ms  319.274 ms  319.999 ms
 4  paix6.ttnet.ad.jp (2001:504:d::e)  322.116 ms  322.795 ms  323.521 ms
 5  2001:2a0:3:7::6175 (2001:2a0:3:7::6175)  557.583 ms  558.293 ms  558.981 ms
 6  sl-bb1v6-nyc-t-11.sprintv6.net (2001:440:1239::1)  666.972 ms 655.402 ms  669.479 ms
 7  2001:440:eeee:ffca::2 (2001:440:eeee:ffca::2)  676.343 ms  664.283 ms 670.184 ms
 8  classical.hexago.com (2001:5c0:0:2::24)  671.037 ms  676.618 ms  677.437 ms
$

参考资料

• Hurricane Electric 的隧道申请页面。
  
  
• 中文维基百科中关于 IPV6 的条目。
  
  
• 教育网中的"下一代互联网"专栏。
  
  
• Linux 中的 IPV6 门户网站。
  
  
• 中文的Linux IPV6 Howto文档。
  
  
• <<IPV6 精髓>>，Silvia Hargen 著，技桥译，清华大学出版社，2004。
  
  
• <<理解IPv6>>，Joseph Davies著，张晓彤等译，清华大学出版社，2004。
  
  

• 查看 developerWorks 博客的最新信息。

关于作者

		马路遥，2002年获得大陆的第一张RHCE证书(Red Hat Certified Engineer)，同时拥有IBM DB2数据库管理员证书(701)，现在是北京生命科学研究所，黄牛博士实验室的 Linux Cluster Administrator。他平时喜欢研究Linux的相关技术，例如IPV6、均衡负载、高性能计算和网格计算等。您可以通过maluyao@163.com和他联系，或者访问他的博客网站。

原文链接：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-ipv6/

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