DHCPv6基础概念

前面我们学习了IPv6地址可以通过手动配置、无状态自动配置、DHCPv6配置，这里简单学习下DHCPv6的知识点。

## 一、DHCPv6概述
DHCPv6 (Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6) 是一种网络协议，设计用于IPv6网络环境中自动为网络设备分配必要的配置信息，以使这些设备能够顺利地通信。与IPv4中的DHCP类似，DHCPv6也是基于客户端-服务器模型工作的。不同之处在于，由于IPv6不再使用广播，所以DHCPv6使用组播地址（例如FF02::1:2）来发现服务器和发送请求。客户端不需要预先知道服务器的具体IPv6地址。

DHCPv6针对IPv6编址方案设计，支持对客户端分配IPv6地址、IPv6前缀以及其它网络配置参数（如DNS服务器地址）。

地址分配方式：DHCPv6 支持下列地址分配方式：**有状态地址分配**和**无状态地址配置**、**DHCPv6-PD前缀代理**。

- 有状态地址分配（Stateful Address Assignment）：
在有状态模式下，DHCPv6 服务器直接为客户端分配IPv6地址、前缀以及其他网络配置参数，如DNS服务器地址、域搜索列表等。这一过程类似于IPv4中的DHCP。有状态分配确保了每个客户端获得的地址是唯一且由服务器管理的。
- 无状态配置辅助（Stateless Configuration Helper）：无状态配置原本是IPv6的一个内置特性，允许设备通过路由器通告（RA，Router Advertisement）自动配置全球唯一的IPv6地址（基于网络前缀和接口ID）。在此基础上，DHCPv6可以提供“无状态”服务，即只分配除地址之外的其他网络配置参数（如DNS信息）。这意味着客户端的IPv6地址仍然是通过无状态自动配置获得的，但DHCPv6服务器补充提供如DNS服务器地址等额外信息。
- DHCPv6 PD(前缀代理)，这种方式前面也大概讲了一下，但是实验好像不太行，就是WAN口通过从上层DHCP Server获取IPv6前缀用于给LAN端自动分配地址。

## 二、DHCPv6基础概念
![DHCPv6网络中的角色](/media/202405/2024-05-07_120549_8702610.3286887838412099.png)

参考：计算机网络-DHCP地址自动分配

![常用概念](/media/202405/2024-05-07_120611_8246940.39091381466177777.png)

- 有效时间（Valid Lifetime）：地址/前缀的生命周期。用于指定地址/前缀的过期时间，过期后所有使用该地址/前缀的用户下线。此时间必须配置为不小于3小时，且不得小于优先级时间。
- 优选时间（Preferred Lifetime）：用于计算续租时间和重绑定时间。此时间必须配置为不小于2小时。

这两个地址是最常见的。

### 2.1 DHCPv6有状态配置
有状态配置分为四步交互和两步交互。

四步交互：
![四步交互](/media/202405/2024-05-07_120631_0451720.8052894389127968.png)

两步交互：
![两步交互](/media/202405/2024-05-07_120648_2760790.9055243063085043.png)

简单说就是快速配置，需要两端启用，加快效率。两步交换可以提高DHCPv6分配过程的效率，但适用在网络中只存在一台DHCPv6服务器的情况下。有状态配置分配地址、前缀、DNS、SMTP等信息。

**地址/前缀租约更新**：

![租约更新1](/media/202405/2024-05-07_120705_3843660.08327551877991057.png)

![租约更新2](/media/202405/2024-05-07_120722_5860000.8772867455584081.png)

比如IP地址/前缀有效3小时，优选时间为2小时，客户端如有想要继续使用这个地址，在1个小时到期前发送renew报文给服务器，如果服务器回应则续约，如果没有回应在到期前的96分钟则像所有服务器发送rebingd寻找可能存在的其它服务器。

### 2.2 DHCPv6无状态配置
在主机生成链路本地地址并检测无地址冲突后，会首先发起路由器发现过程，即主机发送RS报文，路由器回应RA报文。如果RA报文中M-bit为0，O-bit为1，则表示主机将通过DHCPv6无状态自动配置来获取除地址/前缀外的其他配置参数，如DNS、SIP、SNTP等服务器配置信息等。

![无状态配置](/media/202405/2024-05-07_120742_9527720.8663767385841878.png)

无状态自动配置指主机通过SLAAC自动获取地址，但是没有其它如前缀、DNS、SIP等信息时使用。

### 2.3 DHCPv6-PD前缀代理模式
DHCPv6 PD一般用于网络中存在路由器（如本例中的DHCPv6客户端）需要继续为下连的
IPv6主机分配前缀的场景，实现主机的地址自动配置，从而完成整个IPv6网络的层次化布局。
• 第1步中，DHCPv6客户端请求DHCPv6服务器为其分配IA_NA地址和IA_PD前缀，IA_NA可
以理解为服务器为客户端WAN口分配的地址，IA_PD可以理解为服务器为客户端的LAN侧
分配的前缀。
![PD前缀代理模式](/media/202405/2024-05-07_120805_7299080.5732561810321066.png)

### 2.4 DHCPv6中继
![DHCPv6中继](/media/202405/2024-05-07_120825_5810610.3491036102780405.png)

### 2.5 DHCPv6报文
如果客户端掉线，需要先确认地址是否可用。

![地址确认](/media/202405/2024-05-07_120845_8554770.8631166069124278.png)

DAD检测通过ICMPv6相关报文进行检测。
![DAD冲突检测](/media/202405/2024-05-07_120904_0339300.220437703107767.png)

客户端主动释放地址。
![地址释放](/media/202405/2024-05-07_120920_8120730.6760550078217847.png)

DHCPv6是一种网络协议，用于自动分配IPv6地址和网络配置参数给网络中的客户端。以下是对图片内容的分析和总结：

- Solicit（请求报文）作用：DHCPv6客户端发送Solicit消息，请求DHCPv6服务器为其分配IPv6地址、前缀和网络配置参数。
- Advertise（通告报文）作用：DHCPv6服务器回应客户端的请求，发送Advertise消息，通知客户端可以为其分配的地址、前缀和网络配置参数。注意：如果客户端收到多个服务器的通告，它会根据接收顺序、服务器优先级等因素选择一个服务器。
- Request（请求确认报文）作用：客户端向选定的服务器发送Request消息，请求服务器确认分配的地址、前缀和网络配置参数。
- Reply（响应报文）作用：DHCPv6服务器发送Reply消息，确认将地址、前缀和网络配置参数分配给客户端使用。
- Information-Request（信息请求报文）作用：客户端向DHCPv6服务器发送Information-request报文，请求获取特定的网络配置参数。
- Renew（续约报文）作用：当地址或前缀的租借时间到达T1时，客户端向为其分配资源的DHCPv6服务器发送Renew报文，以更新租约。
- Rebind（再绑定报文）作用：如果在T1时刻发送Renew请求后未收到回应，客户端在T2时刻向所有DHCPv6服务器组播发送Rebind报文，请求更新租约。
- Confirm（确认报文）作用：在发生断电、掉线或漫游等情况后，客户端发送Confirm报文以确认其IP地址是否仍然可用。
- Decline（拒绝报文）作用：当客户端发现地址冲突时，发送Decline报文通知服务器，表明当前分配的地址无法使用。

这些报文类型构成了DHCPv6协议的核心，通过它们，客户端能够自动获取和管理网络配置，而服务器则负责分配和管理网络资源。

总结：DHCPv6是应用于IPv6的地址自动分配的协议，分有有状态配置和无状态配置以及PD前缀代理模式，通过上述报文实现地址申请确认、地址释放等等。