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IPv6協(xié)議中的地址配置

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我們知道，手工配置主機(jī)IP地址是一件非常繁瑣的事情，而治理分配給主機(jī)的靜態(tài)IP地址更是一項艱難的任務(wù)，尤其當(dāng)主機(jī)IP地址需要經(jīng)常改動的時候 。在IPv4中，動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）實現(xiàn)了主機(jī)IP地址及其相關(guān)配置的自動設(shè)置 。一個DHCP服務(wù)器擁有一個IP地址池，主機(jī)從DHCP服務(wù)器得到IP地址并獲得一些其他的相關(guān)信息，比如缺省網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器等等，從而實現(xiàn)了自動設(shè)置主機(jī)IP地址的目的 。
IPng的一個重要目標(biāo)便是支持“即插即用”，也就是說無需任何人工干預(yù)，就可以將一個節(jié)點插入IPv6網(wǎng)絡(luò)并在網(wǎng)絡(luò)中啟動 。為此，IPv6使用了兩種不同的機(jī)制來支持即插即用網(wǎng)絡(luò)連接 。第一種機(jī)制的示例是啟動協(xié)議（BOOTstrap Protocol，BOOTP），另外一種是動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP），這兩種機(jī)制答應(yīng)IP節(jié)點從非凡的BOOTP服務(wù)器或DHCP服務(wù)器獲取配置信息 。但是這些協(xié)議采用所謂的“狀態(tài)自動配置”，即服務(wù)器必須保持每個節(jié)點的狀態(tài)信息，并治理這些保存的信息 。
狀態(tài)自動配置的問題在于，用戶必須保持和治理非凡的自動配置服務(wù)器以便治理所有“狀態(tài)”，即所容許的連接及當(dāng)前連接的相關(guān)信息 。對于有足夠資源來建立和保持配置服務(wù)器的機(jī)構(gòu)，該系統(tǒng)可以接受；但是對于沒有這些資源的小型機(jī)構(gòu)，工作情形較差 。
除了狀態(tài)自動配置，IPv6還采用了一種被稱為無狀態(tài)自動配置（Stateless Auto Configuration）的自動配置服務(wù) 。RFC1971中描述了IPv6的無狀態(tài)自動配置 。無狀態(tài)自動配置要求本地鏈路支持組播，而且網(wǎng)絡(luò)接口能夠發(fā)送和接收組播 。
無狀態(tài)自動配置過程要求節(jié)點采用如下步驟：首先，進(jìn)行自動配置的節(jié)點必須確定自己的鏈路本地地址；然后，必須驗證該鏈路本地地址在鏈路上的唯一性；最后，節(jié)點必須確定需要配置的信息 。該信息可能是節(jié)點的IP地址，或者是其他配置信息，或者兩者皆有 。假如需要IP地址，節(jié)點必須確定是使用無狀態(tài)自動配置過程還是使用狀態(tài)自動配置過程來獲得 。
具體地說，在無狀態(tài)自動配置過程中，主機(jī)首先通過將它的網(wǎng)卡MAC地址附加在鏈接本地地址前綴1111111010之后，產(chǎn)生一個鏈接本地單播地址（IEEE已經(jīng)將網(wǎng)卡MAC地址由48位改為了64位 。假如主機(jī)采用的網(wǎng)卡的MAC地址依然是48位，那么IPv6網(wǎng)卡驅(qū)動程序會根據(jù)IEEE的一個公式將48位MAC地址轉(zhuǎn)換為64位MAC地址） 。接著主機(jī)向該地址發(fā)出一個被稱為鄰居發(fā)現(xiàn)（neighbor discovrey）的請求，以驗證地址的唯一性 。假如請求沒有得到響應(yīng)，則表明主機(jī)自我設(shè)置的鏈接本地單點廣播地址是唯一的 。否則，主機(jī)將使用一個隨機(jī)產(chǎn)生的接口ID組成一個新的鏈接本地單點廣播地址 。然后，以該地址為源地址，主機(jī)向本地鏈接中所有路由器多點廣播一個被稱為路由器請求（router solicitation）的配置信息請求，路由器以一個包含一個可聚集全局單點廣播地址前綴和其它相關(guān)配置信息的路由器公告響應(yīng)該請求 。主機(jī)用它從路由器得到的全局地址前綴加上自己的接口ID，自動配置全局地址，然后就可以與Internet中的其它主機(jī)通信了 。
假如沒有路由器為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點服務(wù)，也即本地網(wǎng)絡(luò)孤立于其他網(wǎng)絡(luò)，則節(jié)點必須尋找配置服務(wù)器來完成其配置；否則，節(jié)點必須偵聽路由器通告報文 。這些報文周期性地發(fā)往所有主機(jī)的組播地址，以指明諸如網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址等配置信息 。節(jié)點可以等待路由器的通告，也可以通過發(fā)送組播請求給所有路由器的組播地址來請求路由器發(fā)送通告 。一旦收到路由器的響應(yīng)，節(jié)點就可以使用響應(yīng)的信息來完成自動配置 。
使用無狀態(tài)自動配置，無需手動干預(yù)就能夠改變網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)的IP地址 。例如，當(dāng)企業(yè)更換了聯(lián)入Internet的ISP時，將從新ISP處得到一個新的可聚集全局地址前綴 。ISP把這個地址前綴從它的路由器上傳送到企業(yè)路由器上 。由于企業(yè)路由器將周期性地向本地鏈接中的所有主機(jī)多點廣播路由器公告，因此企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)都將通過路由器公告收到新的地址前綴，此后，它們就會自動產(chǎn)生新的IP地址并覆蓋舊的IP地址 。

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