深度解析IPv6终端地址的动态分配机制
来源: | 作者: 北京派网软件有限公司 | 发布时间 : 2024-02-26 | 434 次浏览 | 分享到:
IPv6部署实战系列之地址分配

IPv6作为互联网的下一代协议,正在逐步超越有限的IPv4,为网络提供更为广阔的地址空间。这一演进不仅为我们的设备提供了更多连接的可能性,也在网络管理和安全方面提出了新的挑战,其中之一就是用户终端的IP地址动态分配


IPv6地址分配作为网络管理中的重要环节,不仅关系到设备的连接和通信,还涉及到网络的运维与安全。在IPv6网络中,用户终端的IP地址动态分配主要依赖于两种不同的机制:DHCPv6SLAAC(Stateless Address Autoconfiguration,无状态地址自动配置) 。


DHCPv6


DHCPv6即DHCP的IPv6版本,类似于IPv4网络中使用的DHCP。IPv6设备在连接到网络时,向DHCPv6服务器请求IPv6地址以及其他配置信息。


主要特点

地址分配:DHCPv6允许网络中的设备向DHCPv6服务器请求IPv6地址。服务器根据可用地址池,为设备分配唯一的IPv6地址。

 丰富的配置信息: 除了IPv6地址外,DHCPv6还可以提供其他配置信息,如子网前缀、网关地址、DNS服务器地址等,以确保设备能够完整地参与IPv6网络。

 集中管理维护: DHCPv6采用集中式管理,DHCPv6可以维护设备与服务器之间的状态信息,包括地址租约的有效期等。


DHCPv6虽好,但由于IPv6庞大的地址空间特性,特别是在大型网络中,类似DHCPv6的中心化管理机制,其部署和管理可能会过于复杂。因此,为了简化网络配置过程并提高效率,SLAAC技术应运而生。


SLAAC


SLAAC是IPv6网络中的一种自动地址配置方法,允许设备在网络连接时自动构建IPv6地址。


主要特点

路由通告(Router Advertisements):网络中的路由器通过周期性的Router Advertisement 消息告知设备网络的基本信息,包括网络前缀等。

EUI-64:设备使用自身的MAC地址,通常采用EUI-64算法,将MAC地址的一部分用于构建IPv6地址。

自动配置:设备根据Router Advertisement 和EUI-64生成的信息,自动配置IPv6地址,避免了对DHCPv6服务器的依赖。


在很多实际的场景中,由于大部分安卓系统不支持有状态的DHCPv6,而仅支持SLAAC,因此,很多用户会使用无状态的SLAAC进行IPv6地址分配。


SLAAC之所以叫“无状态”(Stateless),是因为SLAAC本身不维护任何关于IPv6地址分配的状态信息(如地址的有效期及回收等)。与之相对,DHCPv6就是“有状态的”,整个地址分配过程需要由服务器维护设备的状态信息,包括租约的分配和更新。


然而,无状态的SLAAC仍然会面临如下的挑战:


SLAAC的挑战一:DNS分配


SLAAC通常只提供IPv6地址的分配,其本身并没有为DNS服务器的获取提供内建的机制,对用户的域名解析产生影响。


SLAAC常见的DNS地址自动获取机制有如下两种:


RDNSS

RNDSS(Recursive DNS Server option)是IPv6网络中的一项协议扩展,通过IPv6 Router Advertisement 消息向设备提供递归DNS服务器的信息。设备在收到消息后,可以从中提取DNS服务器的IPv6地址,并将其用于域名解析。

Stateless DHCPv6

Stateless DHCPv6(无状态DHCPv6)是一种特殊的DHCPv6,将SLAAC和DHCPv6结合使用,SLAAC用于获取IPv6地址,而DHCPv6用于提供其他配置信息,包括DNS地址。为IPv6设备提供更全面的网络配置,同时保留了IPv6无状态配置的优势。


通过上述的方法,能够有效地弥补SLAAC在自动分配DNS方面的不足。SLAAC方式下的设备不仅能够自动获取IPv6地址,还能够顺利地进行域名解析,提升了IPv6网络的全面性和可用性。


SLAAC的挑战二:实名制审计


从上面的描述中我们可以知道,SLAAC的路由通告消息仅会分配IPv6地址前缀(地址的剩余部分则由设备自己补全)。这种自动化的机制也带来了审计方面的挑战,只通过前缀,无法对应到具体的用户IP地址*,从而限制了对用户上网行为的完整审计。

*SLAAC方式下,很多AAA服务器只能记录同步用户地址的前缀与账号的对应关系,而不是完整IP地址与账号的对应关系。

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为解决这一问题,Panalog最新版本(JUPITERr5p1)中,引入了IPv6前缀匹配功能,可以根据IPv6地址的前缀关联账号,从而解决SLAAC IPv6地址分配情况下IPv6地址和用户名匹配的问题,实现IPv6的用户审计。

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通过这种方式,网络管理者可以更准确地追踪和审计用户在IPv6网络上的活动,从而增强网络的安全性和可追溯性。


本期总结

1. IPv6网络中,终端地址的自动分配方式通常有两种:DHCPv6和SLAAC。

2. 相较而言,DHCPv6集中管理,但在大型网络中会比较复杂;SLAAC则是无状态自动配置,简便高效。

3. SLAAC的挑战之一是DNS分配问题,可以通过RDNSS或Stateless DHCPv6解决。

4. SLAAC另一个挑战是实名制审计,Panalog最新版本的IPv6前缀匹配功能能够解决这一问题,对用户的上网行为实现更全面、准确的记录。