对自动分配IPv6地址的Stateless（无状态）和Stateful（有状态）方法的深入研究
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目录
▪ 一.如何生成链接本地地址
▪ 二.如何生成全局地址
▪ 三. RA 数据包中的 3 个关键标志
▪ 四. 流程图
▪ 五.测试获取IP效果
▪ 六. 应用场景（选择无状态或有状态）
▪ 七.关注内容
▪ 附件。参考文件
一.如何生成链接本地地址
有两种方法可以生成“链接本地地址”
▷ 手动配置
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▷ 自动配置
“自动配置”分为
▷ eui64：根据算法从mac地址转换
▷ stable_secret：随着网络环境的变化，其值在固定的网络环境中是固定的
▷ random：随机生成
二.全局地址生成方法
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生成“全球单播地址”（或“唯一本地地址”），有两种方式
▷ 手动配置
▷ 自动配置
“自动配置”分为
▷ Stateless：根据RA（Router Advertisement）消息中包含的前缀信息，自动配置IPv6地址。是前缀 +（EUI64 或随机）。 Stateless 也可以称为 SLAAC（Stateless address autoconfiguration）
▷有状态：通过DHCPv6获取IPv6地址
有两种类型的“有状态”
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▷ Stateful DHCPv6（Stateful DHCPv6）：IPv6地址，其他参数（如DNS）通过DHCPv6获取
▷ Stateless DHCPv6 (Stateless DHCPv6） : IPv6地址仍然是通过路由通告RA生成，其他参数(如DNS)通过DHCPv6获取
为了避免混淆，本说明中stateful和stateless是什么意思：首先请明确，stateful和stateless只用于IPv6地址分配，不包含其他参数。
▷ 有状态：可控和可管理。网络中有IP地址管理器，可以识别客户端根据不同的客户端，分配对应的IPv6地址，客户端和服务器之间需要维护IP地址的租用期和更新。目前使用DHCPv6协议来实现这个效果，IP地址管理器就是DHCPv6 Server。
▷ 无状态：无法控制且难以管理。网络中只有一个网关，没有 IP 地址管理器。所以没有人可以识别客户端，每个客户端根据网关内容发送相同的RA报文，自己配置IPv6地址
三. RA 消息中的 3 个关键标志
RA 消息中有 3 个密钥标志位：
▷Autonomous flag（简称a flag）：表示是否配置了无状态IP。一个RA报文中可以有多个前缀，例如2401::/6 4、2402::/64、2403::/64，每个前缀可以独立配置A标志
▪ 开启时（对应位为1）：表示客户端应自动生成前缀范围内的IPv6地址（客户端确保该地址通过DAD可用），并配置子网路由入口和网关
▪ 关闭时（对应位为0）：表示客户端不应自动生成前缀范围内的IPv6地址，但可以配置子网路由条目和网关
▷Managed flag（简称M flag）：表示配置是否有Status IP。 M标志是RA消息的全局参数，一个RA消息只有一个M标志
▪ 开启时（对应位为1）：表示有状态进程在无状态进程结束后开始，即告诉客户端可以获取IPv6地址等参数（如作为 DNS 列表）
▪ 关闭时（对应位为0）：表示不是通过DHCPv6获取IPv6地址。
▷Other flag（简称O flag）：表示是否通过DHCPv6获取IP以外的参数（如DNS列表）。 O标志也是RA消息中的全局参数。 RA 消息只有一个 O 标志。注意：该参数只有在 M 标志关闭时才会被读取。
▪ 开启时（对应位为1）：当M标志开启时可用于本地测试的ip地址是，或者当M标志关闭且至少有一个A标志开启时，会通过DHCPv6获取其他参数
▪ 关闭时（对应位为0）：当M标志开启时，其他参数仍会通过DHCPv6获取；当M标志也关闭时，其他参数将不会通过DHCPv6获取DHCPv6 参数
四. 流程图
无状态和有状态不是相互排斥的，它们可以同时存在，即一个网卡可以同时出现，并且通过RA产生通过DHCPv6获得的IP和通过DHCPv6获得的IP。从下面作者绘制的流程图就可以知道其中的奥妙。
从图中可以看出，序列为：
1️⃣无状态自动配置“链接本地地址”
2️⃣无状态自动配置“全局地址”（或“唯一本地地址”）
3️⃣ Stateful 自动配置“全局地址”（或“唯一本地地址”）等参数，其中 Stateful DHCPv6 或 Stateless DHCPv6 存在于 Stateful 阶段
注意：有些客户端操作系统或网络管理员处于Stateless阶段，如果没有收到RA消息，就结束了，不会进入Stateful阶段。比如centos的默认逻辑7、Ubuntu 17也是一样，windows server 2012会继续进入Stateful阶段。
五.测试获取IP效果
测试环境：客户端基于CentOS 7+NetworkManager（即系统默认的网络管理方式）进行测试
▪ 网关将发送 RA 消息，包括前缀
▪ DHCPv6 服务器将分配 IP、DNS
测试内容：测试M、O、A标志的所有排列组合
▪ 客户端是否会通过 RA 包配置无状态 IP
▪ 客户端是否会通过 RA 数据包配置前缀子网路由
▪ 客户端是否会通过RA消息配置网关
▪ 客户端是否会通过 DHCPv6 获取有状态 IP
▪ 客户端是否会通过 DHCPv6 获取 DNS
测试结果：
六. 应用场景（选择无状态或有状态）
什么时候用stateless，什么时候用state，关键要看应用场景。核心是IP地址是否需要控制，比如保持IP不变。如果需要控制，则使用有状态；如果不需要控制，则使用无状态。
▷ 服务器域：如果对外提供服务，通常需要使用有状态IP。因为业务IP的突然变化很容易导致业务中断（除非做了服务发现）
▷ 客户端领域：如移动设备、办公PC，只需要连接IPv6互联网，不需要对外提供服务，可以使用无状态IP
七.以下内容
由于篇幅有限可用于本地测试的ip地址是，本文没有贴出实验的详细配置。在“IPv6系列”的后续文章中，将贴出完整的实验信息，包括RA、DHCPv6的配置，以及客户端的配置，敬请期待。
附件。参考文件
http://www.6deploy.eu/tutorials/080-6deploy_ipv6_autoconfiguration_mechs_v0_4.pdf https://cshihong.github.io/2018/02/01/DHCPv6基础/
