IPv6 实用教程

本文最后更新于:2021年12月25日 下午

IPv6 已经推广多年,但实用比例仍不算高,但是事实上IPv6在解决IPv4数量不足的问题上功不可没,之前介绍了 IPv6 理论知识, 本文介绍 IPv6 接地气的实用知识。

背景

就我个人而言,相比 IPv4,IPv6最大的优势是每台终端理论上都可以获得世界唯一的公网地址,终于配得上拥有了姓名;

那些只有拥有了公网IP才能做的事情,在运营商不提供 IPv4 地址时,IPv6 可以帮你做

需求场景

  • 大多数情况下,当前的IPv4 使用策略能满足绝大部分需求,诸如访问网络资源、访问网络服务器、访问游戏服务器 …… 当前的情况下我们访问别人的场景都没有问题,拿着子网的 IPv4 地址通过端口映射技术不耽误使用;

  • 问题就出在我们只能访问别人的资源,一旦出现需要在公网上提供网络服务的需求时,内网IPv4地址便捉襟见肘

  • 此时我们的需求是仅有内网IPv4的地址的主机,需要为外网提供服务

IPv4 内网穿透

  • 内网穿透技术为拿着内网IP地址的主机提供了被外网访问的可能性,通过与拥有公网IP的中继服务器建立通信来解决“没有姓名”的问题

  • 但内网穿透技术的中继服务器往往价格不菲,而且很容易成为带宽的瓶颈

    家中带宽200M的宽带可能几十块一个月,云服务器100M带宽的一个月怎么也得千八百的吧

IPv6

  • 由于国家高瞻远瞩,早早地布局了IPv6地址的普及,同时也是破局美国自己占有大部分IPv4地址的伟大规划,各大运营商基本上都为家庭宽带分配了公网IPv6地址,为我们解决个人没有公网IP的问题提供了理论支撑
  • 需要公网IP做的事情可以交由 IPv6 代替 IPv4 完成

适用人群

总结来说,如果有如下情况,建议使用IPv6地址:

  1. 有家用主机为公网提供服务的需求
  2. 无法获取公网 IPv4 地址
  3. 厌倦了内网穿透的繁琐和性能受限
  4. 家庭宽带配置好了公网 IPv6 地址

最典型的需求就是个人 nas 了

IPv6 实用常识

通信前提

  • 只有同时拥有 IPv6 地址的主机之间可以通过 IPv6 通信

地址头

  • 国内三大运营商分配的公网 IPv6地址为 2409, 2408, 240e 开头的

全国三大运营商IPv6地址分配情况(以北京部分区域为例),格式如下

区县名称 移动宽带 移动基站 联通宽带 联通基站 电信宽带 电信基站
110101-中国北京市东城区 2409:8a00::-2409:8a00:bff:: 2409:8900::-2409:8900:bff:: 2408:8206::-2408:8206:bff:: 2408:8406::-2408:8406:bff:: 240e:304::-240e:304:bff:: 240e:404::-240e:404:bff::
110102-中国北京市西城区 2409:8a00:c00::-2409:8a00:17ff:: 2409:8900:c00::-2409:8900:17ff:: 2408:8206:c00::-2408:8206:17ff:: 2408:8406:c00::-2408:8406:17ff:: 240e:304:c00::-240e:304:17ff:: 240e:404:c00::-240e:404:17ff::
110105-中国北京市朝阳区 2409:8a00:1800::-2409:8a00:23ff:: 2409:8900:1800::-2409:8900:23ff:: 2408:8206:1800::-2408:8206:23ff:: 2408:8406:1800::-2408:8406:23ff:: 240e:304:1800::-240e:304:23ff:: 240e:404:1800::-240e:404:23ff::
  • fe80 开头的是内网 IPv6 地址

常用获取IPv6地址方式

  • 移动设备的移动网络只要设备支持都是会自动分配 IPv6 地址的
  • 在Wifi 下,需要使用支持 IPv6 地址的路由器理论上设备才能获得 IPv6 地址
  • 可以将支持 IPv6 的路由器设置为桥接模式来直接获得 IPv6 地址

临时 IPv6 地址

  • 我们可以在查看IPv6 地址时发现临时 IPv6 地址等字样
  • 这个地址是自动随机生成的对外通讯地址,会时常变化,初衷是保护计算机安全的,打一枪换一个地方,保护本地mac地址不暴露在公网之下
  • 当本地 IPv6 地址和临时地址同时存在时,对外通信用的都是临时地址,但是本地IPv6地址也是同时生效的

IPv6 实用操作

开启与关闭

Linux
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# 检查ipv6是否开启
sysctl -a | grep ipv6 | grep disable # 如果输出的值是一堆0则表示ipv6是开启的
ip -6 addr | grep inet6,如果有看到fe80则表示ipv6是开启的

# 临时禁用ipv6
sysctl -w net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1

# 临时开启ipv6
sysctl -w net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=0

# 彻底禁用ipv6
在grub里添加ipv6.disable=1,然后重启操作系统
Windows
  • 进入 控制面板\网络和 Internet\网络连接
  • 在当前的网络连接上右键查看属性:

此种情况下表明本机开启 IPv6

  • 进入属性,控制是否勾选来开启/关闭 IPv6

配置DNS

获取地址

Windows
  • ipconfig 可以查看地址
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ipconfig 
->
无线局域网适配器 WLAN:

连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2409:8a1e:8fbb:1e40:d40:e8eb:783f:fd34
临时 IPv6 地址. . . . . . . . . . : 2409:8a1e:8fbb:1e40:8096:86b9:7ddf:b6e9
本地链接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::d70:e1eb:753f:fd54%3
IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.1.5
子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
默认网关. . . . . . . . . . . . . : fe80::1%3
192.168.1.1

若此处看到 24 开头的IPv6地址基本可以判定当前获取到了公网 IP

Linux
  • ifconfig
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ifconfig
->
bridge0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.1.222 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
inet6 2409:8a1e:8fbb:1e40:20dc:135f:b737:e9a7 prefixlen 64 scopeid 0x0<global>
inet6 fe80::ca56:b29b:a90f:338a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 74:c2:f0:d7:d9:c3 txqueuelen 1000 (以太网)
RX packets 89703 bytes 5291226 (5.2 MB)
RX errors 0 dropped 56738 overruns 0 frame 0
TX packets 6874 bytes 580124 (580.1 KB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

  • ip a
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ip a
->
bridge0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
link/ether 76:c6:f0:d7:d9:73 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.1.222/24 brd 192.168.1.255 scope global noprefixroute bridge0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 2409:8a1e:8fbb:1e40:20dc:135f:b737:e9a7/64 scope global dynamic noprefixroute
valid_lft 229439sec preferred_lft 143039sec
inet6 fe80::ca56:b29b:a90f:338a/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever

同样地,若此处看到 24 开头的IPv6地址基本可以判定当前获取到了公网 IP

基础命令

ping

在Windows 和Linux 下均可以使用 ping 命令直接接IPv6 地址(与IPv4相同)

  • Windows
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C:\Users\Administrator>ping 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639

正在 Ping 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 具有 32 字节的数据:
来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 的回复: 时间=6ms
来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 的回复: 时间=5ms

2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 的 Ping 统计信息:
数据包: 已发送 = 2,已接收 = 2,丢失 = 0 (0% 丢失),
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
最短 = 5ms,最长 = 6ms,平均 = 5ms
  • Linux
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$ ping 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639
PING 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639(2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639) 56 data bytes
64 比特,来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=1 ttl=55 时间=6.01 毫秒
64 比特,来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=2 ttl=55 时间=5.53 毫秒
64 比特,来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=3 ttl=55 时间=5.79 毫秒
^C
--- 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 ping 统计 ---
已发送 3 个包, 已接收 3 个包, 0% 包丢失, 耗时 2003 毫秒
rtt min/avg/max/mdev = 5.531/5.776/6.006/0.194 ms

在Linxu 下 也可以使用 ping6 命令专门ping IPv6地址

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$ ping6 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639
PING 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639(2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639) 56 data bytes
64 比特,来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=1 ttl=55 时间=6.35 毫秒
64 比特,来自 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=2 ttl=55 时间=5.47 毫秒
^C
--- 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 ping 统计 ---
已发送 2 个包, 已接收 2 个包, 0% 包丢失, 耗时 1002 毫秒
  • Android

在Android终端中 Termux 可以创建 Android 控制台,其中需要使用 ping6 来接IPv6地址

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~ $ ping 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639  
ping: unknown host 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639
~ $ ping6 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639
PING 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639(2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639) 56 data bytes
64 bytes from 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=1 ttl=55 time=22.1 ms
64 bytes from 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639: icmp_seq=2 ttl=55 time=18.5 ms
^C
--- 2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1002ms
rtt min/avg/max/mdev = 18.576/20.362/22.148/1.786 ms
ssh
  • 在 Windows, Linux, Android 系统下都可以直接使用 ssh 命令

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    ssh username@ipv6
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C:\Users\Administrator>ssh vvd@2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639
vvd@2408:4002:110b:200:98c3:464:ef7d:7639's password:
Welcome to Ubuntu 20.04.3 LTS (GNU/Linux 5.4.0-91-generic x86_64)

* Documentation: https://help.ubuntu.com
* Management: https://landscape.canonical.com
* Support: https://ubuntu.com/advantage

Welcome to Alibaba Cloud Elastic Compute Service !

Last login: Sat Dec 25 12:53:42 2021 from 2409:8a1e:8fbb:1e40:fcc6:9f4a:d491:90b6
vvd@iZuf6fnlkc96o99z1t5zc7Z:~$
Linux常用命令
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# 查看ip
ip -6 addr

# 查看路由
ip -6 route

# 查看多播地址
ip -6 maddr
netstat -gn

# 查dns AAAA记录(走ipv4线路)
dig -t AAAA fzxiaomange.com
nslookup -query=AAAA fzxiaomange.com

# 查dns AAAA记录(走ipv6线路)
dig @2620:0:ccc::2 -6 -t AAAA fzxiaomange.com
nslookup -query=AAAA fzxiaomange.com 2620:0:ccc::2

# 查dns AAAA记录(走ipv6线路的最纯粹、最完整、最靠谱方法)
dig @2620:0:ccc::2 -t AAAA -6 fzxiaomange.com +trace

# curl
curl -6 https://fzxiaomange.com

# ping
ping6 fzxiaomange.com

# trace route
mtr -6 fzxiaomange.com
traceroute6 fzxiaomange.com
tracert6 fzxiaomange.com
tracepath6 fzxiaomange.com

# 邻居地址解析,类似ipv4的arping
ndisc6 -n 2002::102 eth0

# iptables查看
ip6tables-save

# tcpdump
tcpdump -nnn -i eth0 ip6

国内知名公共 DNS 服务器

https://dns.icoa.cn/

腾讯 DNS (DNSPod)

由 DNSPod 提供的公共免费 DNS,后来 DNSPod 被腾讯(Tencent)收购,现在属于腾讯公司所有,稳定性和连通性也是不错的,经测试海外也可以使用。
DNSPod 除了 IPv4,现在同时支持 IPv6 DNS 和 DoT/DoH 服务。

项目 地址
IPv4 119.29.29.29
IPv6 2402:4e00::
DoH 地址 https://doh.pub/dns-query
DoH (国密 SM2,基于腾讯云政企国密解决方案) 地址 https://sm2.doh.pub/dns-query
DoT 地址 dot.pub
阿里 DNS (Alidns)

这组 DNS 是由阿里巴巴提供的,国内连通性还是不错的,海外部分地区连通性不是特别好,具体可以测试一下。
阿里 DNS 同时提供了 IPv4/IPv6 DNS 和 DoT/DoH 服务。

项目 地址
IPv4 223.5.5.5 / 223.6.6.6
IPv6 2400:3200::1 / 2400:3200:baba::1
DoH 地址 https://dns.alidns.com/dns-query
DoT 地址 dns.alidns.com
百度 DNS

中国最大的搜索引擎百度提供的公共 DNS,经测试海外连通性也是不错的,暂时百度只提供了一组 IPv4 和 IPv6 DNS 地址。

项目 地址
IPv4 180.76.76.76
IPv6 2400:da00::6666
360 安全 DNS

360 提供的 DNS 服务,只提供了 IPv4 和 DoT/DoH 服务。

项目 地址
针对中国电信/铁通/移动的 IPv4 101.226.4.6 / 218.30.118.6
针对中国联通的 IPv4 123.125.81.6 / 140.207.198.6
DoH 地址 https://doh.360.cn
DoT 地址 dot.360.cn

测试 IPv6

测试本机是否支持 IPv6
  1. 访问 :http://test-ipv6.com/

    如果通过了所有测试表明本机支持 IPv6

  1. https://ipw.cn/ipv6/

    如果显示自己 IPv6地址,并且 IPv6 访问优先,表明本机支持 IPv6

  1. https://ipv6.ipw.cn/

    http://[2402:4e00:1013:e500:0:940e:29d7:3443]/

    https://test.ipw.cn/

    如果访问后显示自己的 IPv6 地址表明IPv6配置成功

  2. https://ipw.cn/ipv6ping/

    访问该网站可以对自己的公网 IPv6 地址进行在线 Ping

测试网站是否支持 IPv6 访问

https://ready.chair6.net/

踩坑

都拥有 IPv6 地址,一方ping 一方通,反过来不通

两台拥有IPv6地址的主机AB,A 可以 ping 通B,B ping A 超时

  • A 主机设立了放ping 防火墙,常出现在云服务器上,可以查找云服务器防火墙设置,或提工单咨询运营商如何添加防火墙规则
  • 此处以阿里云和腾讯云为例,记录防火墙设置方法
阿里云
  • 添加IPv6安全组规则

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    操作步骤
    1. 登录ECS管理控制台。
    2. 在左侧导航栏,选择网络与安全 > 安全组。
    3. 在顶部菜单栏左上角处,选择地域。
    4. 找到目标安全组,然后单击配置规则。
    5. 单击手动添加。
    6. 配置安全组规则。
    其中,授权对象中输入授权的IPv6地址段。例如输入::/0则代表授权所有IPv6地址。
  • 选择自己实例相关的安全组 ID

  • 手动添加规则

腾讯云
  • 进入自己的云实例

  • 网络信息 -> 防火墙 中配置规则

我的腾讯云服务器没有IPv6 地址因此没有设置相关规则,思路是一样的

可以ping通,但是ssh连接超时

ping的 ICMP协议被放行,但tcp 22端口被拒绝访问,总结问题就是 被墙了

  • 被防火墙挡住了 tcp 22 端口的 IPv6 访问
  • 首先排查本机是否设置了防火墙,然后放行 IPv6 访问
  • 如果本机防火墙都拆光了还是ssh访问不到,那就该怀疑入网光猫路由器的防火墙了
  • 以移动宽带第二代光猫为例,展示放行IPv6 的方法,不需要管理员账户,自己就可以弄了
移动宽带第二代光猫
  • 查看本地默认网关:

  • 访问地址,进入光猫管理界面,输入普通用户的账号密码:

  • 进入 安全 -> 防火墙 -> 攻击保护设置 -> 去掉Ipv6Spi

获取了IPv6地址,可以ssh可以ping,test-ipv6就是不通

考虑代理服务器的问题,关闭代理服务器

  • 科学上网工具经常会配置本地的代理地址,此代理地址会导致 test-ipv6 失败
  • 进入代理服务器设置,关闭相关代理

参考资料


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