Cisco路由器配置IPv6 Manual隧道

IPv6与IPv4共存的方式

IPv6与IPv4共存方式大致有三种：

双栈：要求网络中所有设备均同时支持IPv4和IPv6
转换：转换这种方式将IPv6协议的报头转换成IPv4协议报头。
隧道：假定两个IPv6节点要使用IPv6数据包进行交互，但他们是经由中间IPv4路由器互联的。我们将两台IPv6路由器之间的中间IPv4路由器的集合称为一个隧道。借助于该隧道，在隧道发送端的IPv6节点数据可将整个IPv6数据放到一个IPv4数据报的数据（有效载荷）字段中。

IPv6隧道类型

如上图拓扑所示，当两个IPv6网络需要通信的时候，如果中间穿越IPv4网络，而IPv4网络中的设备只能识别IPv4报文，并不能正常传输IPv6，这时候就需要在IPv4网络中为IPv6创建一条隧道，来提供IPv6在IPv4中的传递。

把 IPv6 的数据全部封装在 IPv4 中，将 IPv4 当作链路层来传递的隧道形式，称为覆盖型隧道（Overlay Tunnels ）。

由于隧道是建立在 IPv4 基础上的，隧道又必须有起点和终点来明确隧道的路径，所以覆盖型隧道的起点和终点最好是使用 IPv4 地址，有时必须是 IPv4 地址，并且隧道在传输 IPv6 数据时，也应该在隧道的两端添加 IPv6 地址，来完成两端 IPv6 网络的通信。隧道的起点和终点必须同时支持 IPv4 和 IPv6。

在当前Cisco IOS中支持的覆盖型隧道有以下几种：

名称	模式	说明
Manual	ipv6ip	点对点，只传递IPv6数据包。
GRE(Generic routing encapsulation )	gre ip	点对点，可传递多种协议。
IPv4-compatible	ipv6ip auto-tunnel	点到多点，Cisco不建议使用。
6to4	ipv6ip 6to4	点到多点，使用地址为`2002::/16`。
ISATAP(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)	ipv6ip isatap	点到多点。

以上隧道中，所有隧道的源均为 IPv4 地址，但是只有点对点隧道的终点为 IPv4 地址，其它都不需要。更多的是，点对点隧道必须要有 IPv6 地址。

配置

我们还是以该拓扑为例进行配置。

初始配置

首先来进行一些初始配置，为这些路由器接口配置IP地址，并在部分路由器上开启IPv6功能。

对于路由器R1:

R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.252
R1(config-if)#no shutdown
R1(config-if)#exit
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f0/0
R1(config)#ipv6 unicast-routing
R1(config)#int loopback 1
R1(config-if)#ipv6 address 3001:1:1:11::1/64
R1(config)#int loopback 2
R1(config-if)#ipv6 address 3002:1:1:11::1/64
R1(config)#int loopback 3
R1(config-if)#ipv6 address 3003:1:1:11::1/64

对于R-MID：

R-MID(config)#interface FastEthernet0/0
R-MID (config-if)#ip address 20.1.1.1 255.255.255.252
R-MID (config-if)#no shutdown
R-MID(config)#interface FastEthernet0/1
R-MID (config-if)#ip address 10.1.1.2 255.255.255.252
R-MID (config-if)#no shutdown

这里有必要说明下，由于R1、R2均分别与R-MID直连，所以不用指定R-MID到R1、R2的路由，但是在非直连的情况下请注意这一点。

对于R2：

R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip address 20.1.1.2 255.255.255.252
R2(config-if)#no shutdown
R2(config-if)#exit
R2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f0/0
R2(config)#ipv6 unicast-routing
R2(config)#int loopback 0
R2(config-if)#ipv6 address 2022:2:2:22::2/64

可以在R1上使用ping命令来测试IPv4的连通性：

配置Manual类型

本文只演示Manual类型。

对于R1：

R1(config)#int tunnel 0
R1(config-if)#ipv6 address 2012:1:1:11::1/64
R1(config-if)#tunnel source f0/0
R1(config-if)#tunnel destination 20.1.1.2
R1(config-if)#tunnel mode ipv6ip

对于R2：

R2(config)#int tunnel 0
R2(config-if)#ipv6 address 2012:1:1:11::2/64
R2(config-if)#tunnel source f0/0
R2(config-if)#tunnel destination 10.1.1.1
R2(config-if)#tunnel mode ipv6ip

隧道借用地址

IP unnumbered

端口复用技术，常用来节省IP地址。

一个接口如果没有IP地址就无法生成路由也就无法产生IP报文、转发报文。

IP unnumbered可以让路由器没有配置IP地址的一个接口，利用本地某接口网络地址，作为该接口的网络地址以使该接口能够正常使用。

隧道unnumbered

在现有 IPv4 网络上创建覆盖型 IPv6 隧道，隧道的起点和终点都使用了 IPv4 地址来定义，然后要使隧道运行正常，使隧道具有路由协议的连接功能，需要赋予隧道两端 IPv6 地址，从而提供 IPv6 的连通性，而隧道两端的 IPv6 地址可以不属于同一网段，当然属于同一网段是最好的选择。

当隧道两端的 IPv6 地址不属于同一网段时，那么两端的地址是无法 ping 通的，但IPv6 路由协议可以照常使用，这时路由协议需要将隧道的地址当作额外路由进行重新通告一次。

如上图，我们将隧道两端IPv6地址改为无编号借用地址（unnumbered），就可以让这两个接口处于不同网段。

初始配置

对于路由器R1

r1(config)#int f0/0
r1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#exi
r1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f0/0
r1(config)#
r1(config)#ipv6 unicast-routing
r1(config)#int loopback 0
r1(config-if)#ipv6 address 2011:1:1:11::1/64

对于路由器R2

r2(config)#int f0/1
r2(config-if)#ip add 20.1.1.1 255.255.255.0
r2(config-if)#exit
r2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f0/0
r2(config)#ipv6 unicast-routing
r2(config)#int loopback 0
r2(config-if)#ipv6 address 2022:2:2:22::2/64

确保IPv4连通后进行以下步骤。

配置unnumbered地址的IPv6隧道

我们以Manual(ipv6ip)类型隧道为例

对于R1

r1(config)#int tunnel 0
r1(config-if)#ipv6 unnumbered loopback 0
r1(config-if)#tunnel source f0/0
r1(config-if)#tunnel destination 20.1.1.1
r1(config-if)#tunnel mode ipv6ip

对于R2

r2(config)#int tunnel 0
r2(config-if)#ipv6 unnumbered loopback 0
r2(config-if)#tunnel source f0/0
r2(config-if)#tunnel destination 10.1.1.1
r2(config-if)#tunnel mode ipv6ip

这里就是我们之前提到过的地方了，处于不同网段无法Ping通。

为了严谨我们先来查看下隧道的情况。

r1#show ipv6 interface brief tunnel 0
Tunnel10 [up/up]
FE80::A01:101
unnumbered (Loopback0)

同样R2也看看

r2#show ipv6 interface brief tunnel 0
Tunnel10 [up/up]
FE80::1401:101
unnumbered (Loopback0)

然后在R1对R2使用ping命令试试：

r1#ping 2022:2:2:22::2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2022:2:2:22::2, timeout is 2 seconds:
.....
Success rate is 0 percent (0/5)

不出所料Ping不通！！！

这是由于隧道两端地址不属于同一网段，所以没有对端路由信息，无法 ping 通。

既然如此，我们就让它们彼此拥有关于对端路由信息，接下来我们开启OSPF v3。

开启OSPFv3

在R1开启OSPFv3协议：

r1(config)#ipv6 router ospf 10
r1(config-rtr)#router-id 1.1.1.1
r1(config)#int loopback 0
r1(config-if)#ipv6 ospf network point-to-point
r1(config-if)#ipv6 ospf 10 area 0
r1(config)#int tunnel 0
r1(config-if)#ipv6 ospf 10 area 0

同样在R2上开启OSPFv3协议：

r2(config)#ipv6 router ospf 10
r2(config-rtr)#router-id 2.2.2.2
r2(config)#int loopback 0
r2(config-if)#ipv6 ospf network point-to-p
r2(config-if)#ipv6 ospf 10 area 0
r2(config)#int tunnel 10
r2(config-if)#ipv6 ospf 10 area 0

R1查看邻居状态：

r1#show ipv6 ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Interface ID Interface
2.2.2.2 1 FULL/ - 00:00:37 15 Tunnel10

R2查看邻居状态：

r2#show ipv6 ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Interface ID Interface
1.1.1.1 1 FULL/ - 00:00:36 15 Tunnel10

从邻居状态可以知道，即使两端网段不一致导致Ping不通，但IPv6路由协议可以使用。我们刚才提到过，这种情况需要路由协议再通告一次。

来看看两端路由信息

r1#show ipv6 route ospf
IPv6 Routing Table - 7 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
D - EIGRP, EX - EIGRP external
O 2022:2:2:22::/64 [110/11112]
via FE80::1401:101, Tunnel10

r2#show ipv6 route ospf
IPv6 Routing Table - 7 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
D - EIGRP, EX - EIGRP external
O 2011:1:1:11::/64 [110/11112]
via FE80::A01:101, Tunnel10

说明学习到的IPv6路由是正常的。

即然有了路由信息，那我们尝试Ping一下：

r1#ping 2022:2:2:22::2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2022:2:2:22::2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 120/181/268 ms

果然Ping通了！！！

来查看下R2到R1的连通性：

r2#ping 2011:1:1:11::1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2011:1:1:11::1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 88/164/284 ms

同样也成功了。