在Linux中自动配置IPv6地址

在 KVM 中测试 IPv6 网络：第 1 部分 一文中，我们学习了关于唯一本地地址unique local addresses（ULA）的相关内容。在本文中，我们将学习如何为 ULA 自动配置 IP 地址。

何时使用唯一本地地址

唯一本地地址unique local addresses（ULA）使用 fd00::/8 地址块，它类似于我们常用的 IPv4 的私有地址：10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、以及 192.168.0.0/16。但它们并不能直接替换。IPv4 的私有地址分类和网络地址转换（NAT）功能是为了缓解 IPv4 地址短缺的问题，这是个明智的解决方案，它延缓了本该被替换的 IPv4 的生命周期。IPv6 也支持 NAT，但是我想不出使用它的理由。IPv6 的地址数量远远大于 IPv4；它是不一样的，因此需要做不一样的事情。

那么，ULA 存在的意义是什么呢？尤其是在我们已经有了本地链路地址link-local addresses（fe80::/10）时，到底需不需要我们去配置它们呢？它们之间（LCTT 译注：指的是唯一本地地址和本地链路地址）有两个重要的区别。一是，本地链路地址是不可路由的，因此，你不能跨子网使用它。二是，ULA 是你自己管理的；你可以自己选择它用于子网的地址范围，并且它们是可路由的。

使用 ULA 的另一个好处是，如果你只是在局域网中“混日子”的话，你不需要为它们分配全局单播 IPv6 地址。当然了，如果你的 ISP 已经为你分配了 IPv6 的全局单播地址global unicast addresses，就不需要使用 ULA 了。你也可以在同一个网络中混合使用全局单播地址和 ULA，但是，我想不出这样使用的一个好理由，并且要一定确保你不使用网络地址转换（NAT）以使 ULA 可公共访问。在我看来，这是很愚蠢的行为。

ULA 是仅为私有网络使用的，并且应该阻止其流出你的网络，不允许进入因特网。这很简单，在你的边界设备上只要阻止整个 fd00::/8 范围的 IPv6 地址即可实现。

地址自动配置

ULA 不像本地链路地址那样自动配置的，但是使用 radvd 设置自动配置是非常容易的，radva 是路由器公告守护程序。在你开始之前，运行 ifconfig 或者 ip addr show 去查看你现有的 IP 地址。

在生产系统上使用时，你应该将 radvd 安装在一台单独的路由器上，如果只是测试使用，你可以将它安装在你的网络中的任意 Linux PC 上。在我的小型 KVM 测试实验室中，我使用 apt-get install radvd 命令把它安装在 Ubuntu 上。安装完成之后，我先不启动它，因为它还没有配置文件：

$ sudo systemctl status radvd


● radvd.service - LSB: Router Advertising Daemon


   Loaded: loaded (/etc/init.d/radvd; bad; vendor preset: enabled)


   Active: active (exited) since Mon 2017-12-11 20:08:25 PST; 4min 59s ago


     Docs: man:systemd-sysv-generator(8)


 


Dec 11 20:08:25 ubunut1 systemd[1]: Starting LSB: Router Advertising Daemon...


Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: Starting radvd:


Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: * /etc/radvd.conf does not exist or is empty.


Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: * See /usr/share/doc/radvd/README.Debian


Dec 11 20:08:25 ubunut1 radvd[3541]: * radvd will *not* be started.


Dec 11 20:08:25 ubunut1 systemd[1]: Started LSB: Router Advertising Daemon.

这些所有的消息有点让人困惑，实际上 radvd 并没有运行，你可以使用经典命令 ps | grep radvd 来验证这一点。因此，我们现在需要去创建 /etc/radvd.conf 文件。拷贝这个示例，将第一行的网络接口名替换成你自己的接口名字：

interface ens7 {


  AdvSendAdvert on;


  MinRtrAdvInterval 3;


  MaxRtrAdvInterval 10;


  prefix fd7d:844d:3e17:f3ae::/64


        {


                AdvOnLink on;


                AdvAutonomous on;


        };


 


};

前缀（prefix）定义了你的网络地址，它是地址的前 64 位。前两个字符必须是 fd，前缀接下来的剩余部分你自己定义它，最后的 64 位留空，因为 radvd 将去分配最后的 64 位。前缀后面的 16 位用来定义子网，剩余的地址定义为主机地址。你的子网必须总是 /64。RFC 4193 要求地址必须随机生成；查看 在 KVM 中测试 IPv6 Networking：第 1 部分 学习创建和管理 ULAs 的更多知识。

IPv6 转发

IPv6 转发必须要启用。下面的命令去启用它，重启后生效：

$ sudo sysctl -w net.ipv6.conf.all.forwarding=1

取消注释或者添加如下的行到 /etc/sysctl.conf 文件中，以使它永久生效：

net.ipv6.conf.all.forwarding = 1

启动 radvd 守护程序：

$ sudo systemctl stop radvd


$ sudo systemctl start radvd

这个示例在我的 Ubuntu 测试系统中遇到了一个怪事；radvd 总是停止，我查看它的状态却没有任何问题，做任何改变之后都需要重新启动 radvd。

启动成功后没有任何输出，并且失败也是如此，因此，需要运行 sudo systemctl status radvd 去查看它的运行状态。如果有错误，systemctl 会告诉你。一般常见的错误都是 /etc/radvd.conf 中的语法错误。

在 Twitter 上抱怨了上述问题之后，我学到了一件很酷的技巧：当你运行 journalctl -xe --no-pager 去调试 systemctl 错误时，你的输出会被换行，然后，你就可以看到错误信息。

现在检查你的主机，查看它们自动分配的新地址：