小白对OpenWrt LAN口IPv6设置中无状态、有状态IPv6地址自动配置的一点理解和疑问

lgs2***

【IPv6地址自动配置的一些基础知识】
IPv6地址自动配置的三种基本形式：
1）Stateless无状态的。 这个过程是 “无状态的”，原因是它不依赖于外部分配机制（例如IPv6动态主机配置协议（DHCPv6））的状态或是否存在。 在没有外部或用户干预的情况下， 设备尝试配置其自身的IPv6地址 （可能是多个地址）。
2）Stateful有状态的。 有状态的过程仅依赖于外部地址分配机制（例如DHCPv6）。DHCPv6服务器以类似于IPv4 DHCP操作的方式，将128bit IPv6地址分配给设备。
3）Stateless+Stateful无状态和有状态组合方式。 这个过程涉及无状态地址自动配置与其他IP参数的有状态配置相结合一起使用的形式。 通常情况下， 这需要一台设备使用无状态方法自动配置一个IPv6地址，之后利用DHCPv6得到其他参数或选项，比如要在给定网络上联系哪台NTP服务器来查询时间分辨率。

* 无状态使用无状态地址自动配置 (SLAAC, Stateless address Autoconfiguration)
* 有状态使用IPv6动态主机配置协议 (DHCPv6, Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6)
* 无状态+有状态使用SLAAC自动配置IPv6地址，使用DHCPv6获取DNS等其他信息。

在IPv6中没有地址解析协议 (ARP, Address Resolution Protocol)，取而代之的是IPv6邻居发现协议 (NDP, Neighbor Discovery Protocol)，其中跟地址自动配置紧密相关的是路由通告 (RA, Route Advertisements) 。
根据RA报文中的A-Flag、M-Flag和O-Flag的不同组合，可以告知客户端使用哪种形式自动配置地址：
* RA(A=1 M=0 O=0)：SLAAC（仅使用RA消息，RA中包含DNS信息选项）
* RA(A=1 M=0 O=1)：SLAAC+Stateless DHCPv6（RA和DHCPv6中的DNS消息选项）
* RA(A=0 M=1 O=0/1)：Stateful DHCPv6（仅使用DHCPv6消息）
当然也可以RA(A=1 M=1 O=1)：SLAAC和DHCPv6都用来自动配置地址，OpenWrt默认是这样设置。

【RA报文中3个关键的Flag】
A-Flag：Autonomous address configuration flag 自动地址配置标志
表示是否配置无状态IPv6地址。在一个RA报文中，可存在多个prefix，比如2401::/64、2402::/64、2403::/64，每个prefix都可以独立配置A-Flag。
* 1：表示主机应当在该prefix范围内SLAAC自动生成IPv6地址，并配置子网路由条目、网关。
* 0：表示主机不应当在该prefix范围内SLAAC自动生成IPv6地址，但是可以配置子网路由条目、网关。

M-Flag：Managed address configuration flag 受管理地址配置标志
表示是否配置有状态IPv6地址。M-Flag是RA报文的全局参数，一个RA报文只有一个M-Flag。
* 1：表示主机可以通过DHCPv6来获得IPv6地址和其他参数（如DNS、NTP）
* 0：表示不通过DHCPv6来获得IPv6地址。

O-Flag：Other configuration flag 其他配置标志
表示是否通过DHCPv6获得除IPv6地址以外的其他参数（如DNS、NTP）。O-Flag也是RA报文中的全局参数，一个RA报文只有一个O-Flag。
注意：仅当M-Flag为0时，该参数才会被读取。
* 1：当M-Flag为0，将通过DHCPv6获得其他参数
* 0：当M-Flag为0，将不通过DHCPv6获得其他参数

【LAN口下的DHCP设置】
源码：Lean's OpenWrt source
固件版本：OpenWrt R22.2.2 / LuCI Master (git-22.052.34668-380e994)
内核版本：5.4.175

# /etc/config/dhcp
config dhcp 'lan'
        option interface 'lan'
        option start '5'
        option limit '15'
        option leasetime '12h'
        option dhcpv4 'server'
        option force '1'

        option ndp 'disabled' # NDP代理：禁用。默认禁用，是默认值时该选项在这里不显示

        option ra 'server' # 路由通告服务RA：服务器模式
        option ra_slaac '1' #A -Flag：1。默认1
        list ra_flags 'managed-config' # M-Flag：1。默认managed-config表示是1，none表示0
        list ra_flags 'other-config' # O-Flag：1。默认other-config表示是1，none表示0
        option ra_dns '1' # RA DNS：1。默认1，是默认值时该选项在这里不显示
        option ra_default '1' # 总是通告默认路由。

        option dhcpv6 'server'  # DHCPv6服务：服务器模式
        option dns_service '1' # DHCPv6 DNS：1。默认1，是默认值时该选项在这里不显示
        option ra_management '1' # DHCPv6模式：无状态的+有状态的

        list dns '2400:3200::1' #通告的DNS服务器（RA的RDNSS、DHCPv6的DNS Recursive Name Server），默认是空，发送的是LAN口IPv6地址。用于RA/DHCPv6 DNS
        list domain 'ms.local' #通告的DNS域名（RA的DNSSL、DHCPv6的Domain search list），默认是空，不发送。用于RA/DHCPv6 DNS

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NDP (Neighbor Discovery Proxy) 邻居发现代理
RDNSS (Recursive DNS Server) 递归DNS服务器（在RA中，对应DHCPv6的DNS Recursive Name Server）
DNSSL (DNS Search List) DNS搜寻列表（在RA中，对应DHCPv6的Domain search list）

系统默认是开启路由通告服务和DHCPv6服务的，所以是SLAAC和DHCPv6都用，即同时进行无状态地址配置和有状态地址配置。
单独无状态自动地址配置SLAAC，只需要设置dhcpv6=disabled禁用DHCPv6服务即可。
单独有状态自动地址配置DHCPv6，不能禁用路由通告服务，要设置ra_slaac=0（即RA中的A-Flag=0）。
这是因为在IPv6中，只有路由器发送的RA信息可以动态提供默认网关，禁用路由通告则主机不能从RA信息中动态配置默认网关。
In IPv6, only routers sending Router Advertisement messages can provide a default gateway address dynamically.
https://www.networkacademy.io/ccna/ipv6/stateful-dhcpv6

要关闭RA中的DNS信息（RDNSS、DNSSL），要设置ra_dns=0。
要关闭DHCPv6的DNS信息（DNS Recursive Name Server、Domain search list），要设置dns_service=0。

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【总是通告默认路由】参数ra_default
Name: ra_default
Type: integer
Required: no
Default: 0
Description: Default router lifetime in the RA message will be set if default route is present and a global IPv6 address (0) or if default route is present but no global IPv6 address (1) or neither of both conditions (2)
https://openwrt.org/docs/guide-user/base-system/dhcp#dhcp_pools
我的理解是：
不勾选总是通告默认路由（ra_default=0），如果路由器有IPv6默认路由且是全球IPv6（公网IPv6），则设置RA信息中的router lifetime为默认预设的1800秒，否则设为0秒。（主机收到RA信息，看到RA中的router lifetime不为0，会自动配置默认网关为RA信息源地址（即路由器链路本地地址）并配置默认路由。router lifetime为0，主机收到RA信息会认为该RA信息源地址不能设置为默认网关和默认路由。）
勾选总是通告默认路由（ra_default=1），如果路由器有IPv6默认路由即使不是全球IPv6（即是内网IPv6），则设置RA信息中的router lifetime为预设的1800秒，否则设为0秒。
ra_default=2，不管路由器是否有IPv6默认路由，是否有全球IPv6，都设置router lifetime为1800秒。

实际设置了IPv6 GUA (Global Unicast Address) 全球单播地址和IPv6 ULA (Unique Local Address) 唯一本地单播地址的情况，Wireshark抓包RA信息得到：
只设置IPv6 ULA：fd60:6777:d7ff::/48
ra_default='0'：Router lifetime (s): 0，有 ICMPv6 Option (Route Information : Medium fd60:6777:d7ff::/48)
ra_default='1'：Router lifetime (s): 1800，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
ra_default='2'：Router lifetime (s): 1800，有 ICMPv6 Option (Route Information : Medium fd60:6777:d7ff::/48)
只获得IPv6 GUA：2001:811c:2f82:788a::/60
ra_default='0'：Router lifetime (s): 1800，有 ICMPv6 Option (Route Information : Medium 2001:811c:2f82:788a::/60)
ra_default='1'：Router lifetime (s): 1800，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
ra_default='2'：Router lifetime (s): 1800，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
IPv6 GUA+ULA：2001:811c:2f82:788a::/60+fd60:6777:d7ff::/48
ra_default='0'：Router lifetime (s): 1800，有 ICMPv6 Option (Route Information : Medium 2001:811c:2f82:788a::/60+fd60:6777:d7ff::/48)
ra_default='1'：Router lifetime (s): 1800，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
ra_default='2'：Router lifetime (s): 1800，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
没有IPv6 No IPv6:
ra_default='0'：Router lifetime (s): 0，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
ra_default='1'：Router lifetime (s): 0，没有 ICMPv6 Option (Route Information)
ra_default='2'：Router lifetime (s): 1800，没有 ICMPv6 Option (Route Information)

如果RA中的router lifetime被设置为0，则收到RA信息的主机不会将发送RA的路由器认为是默认路由（不会将路由器本地链路地址设为默认网关）。
在RA中有个路由信息选项（Route Information Option），可以用于主机生产前缀的路由，指向RA路由器。

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【DHCPv6模式】参数ra_management的【疑问?】
Name: ra_management
Type: integer
Required: no
Default: 1
Description: RA management mode : no M-Flag but A-Flag (0), both M and A flags (1), M flag but not A flag (2)
https://openwrt.org/docs/guide-user/base-system/dhcp#dhcp_pools
DHCPv6模式默认无状态+有状态，可以看出已经有ra_slaac=1 (A-Flag=1) 无状态和ra_flags managed-config (M-Flag=1) 有状态的参数了，不是和这里冲突了？
我理解是配置DHCPv6模式为无状态即Stateless DHCPv6，可以响应主机除IPv6地址外的DNS等其他参数的请求 (INFORMATION-REQUEST) ，IPv6地址通过RA信息根据SLAAC自动配置。
https://www.networkacademy.io/ccna/ipv6/stateless-dhcpv6
配置DHCPv6模式为有状态，即Statefull DHCPv6可以相应主机IPv6地址和DNS等其他参数的请求 (REQUEST)。
https://www.networkacademy.io/ccna/ipv6/stateful-dhcpv6

但是实际设置ra_management=0，DHCPv6模式无状态，A-Flag=1，M-Flag=0，O-Flag=1，即SLAAC+Stateless DHCPv6，不按规范办事的Windows上依然能获取到有状态IPv6地址和自动生成无状态IPv6，按规范办事的Linux群晖只自动生成了无状态IPv6地址。

这让我产生了疑惑，Stateless DHCPv6不是应该只能提供除了IPv6地址外的其他信息吗，怎么也能提供IPv6地址分配了？是否Statefull DHCPv6也可做为Stateless DHCPv6单独提供除了IPv6地址外的其他信息？不明白配置DHCPv6模式的作用关联在哪里。
这里有个讨论，但是没什么结果：https://dev.archive.openwrt.org/ticket/16811


【关于DHCPv6静态分配IPv6】
DHCPv6交互过程中，客户端、服务器和中继都有一个唯一的标志符DUID（DHCP Unique Identifier，DHCP唯一标识符），其主要用途用于DHCPv6交互过程中互相标志对方。
服务器可以用Client DUID标志客户端，并可以将其用于本地的地址分配策略；客户端可以用Server DUID来标志服务器。
DUID包括三种生成方式：
DUID-LLT（DUID Based on Link-layer Address Plus Time）：基于时间和链路层地址生成DHCPv6设备DUID值。
DUID-EN（DUID Assigned by Vendor Based on Enterprise Number）：基于IANA注册的企业号码生成DHCPv6设备DUID值。
DUID-LL（DUID Based on Link-layer Address）：基于链路层地址生成DHCPv6设备DUID值。

DHCPv6根据每个客户端系统DUID来分配IPv6，只要你的DUID不变，分配到的IPv6后缀不变。
当然可以通过DHCPv6静态分配IPv6来指定分配的后缀。首先需要在OpenWrt路由器LuCI页面查看“已分配的DHCPv6租约”那里已分配IPv6的客户端的DUID，也可以用命令ubus call dhcp ipv6leases查看（也可以在客户端系统上查看，如Windows通过ipconfig /all查看DHCPv6客户端DUID），然后添加静态地址分配。因为LuCI页面那里DHCP/DNS的“静态地址分配”没有DUID选项可以填，所以要SSH或SCP登录路由去编辑/etc/config/dhcp文件（也可以用路由插件TTYD终端），来添加DUID选项。

以root身份SSH登录或者路由的TTYD终端登录后：
1、输入vim /etc/config/dhcp
2、输入i或者a键进入编辑模式
3、编辑完后按Esc键退出编辑模式
4、输入:wq后回车保存
5、输入如下命令来重启服务
/etc/init.d/dnsmasq restart
/etc/init.d/odhcpd restart
6、重启客户端系统网卡刷新IPv6地址

>vi /etc/config/dhcp:
config host
        option name 'MyPC'                #主机名
        option mac 'aa:bb:cc:dd:ee:ff' #主机MAC地址
        option dns '1'
        option duid '00010001f98caa01274d4356eff08' #DUID（十六进制），必须
        option hostid '25'                                           #IPv6后缀（十六进制，最多8个字符），自己设定


【参考链接和抓包工具】
OpenWrt IPv6 分配方式
https://sakura-paris.org/IPv6
IPv6系列-彻底弄明白有状态与无状态配置IPv6地址
https://www.cnblogs.com/fzxiaoma ... eless-stateful.html
IPv6 Fundamentals for CCNA students
https://www.networkacademy.io/ccna/ipv6

Windows网络抓包工具Wireshark_3.6.2 Stable 便携版
https://www.423down.com/8105.html
Wireshark过滤关键词      只显示
icmpv6.type == 133       ICMPv6 RS
icmpv6.nd.ra.flag           ICMPv6 RA
dhcpv6                         DHCPv6 数据包

钢炮***

感谢分享

tl***

谢谢，已收藏备用

无聊***

感谢分享,这是小白吗

lgs2***

无聊hello 发表于 2022-6-2 21:48
感谢分享,这是小白吗

很基础的一点理解，小白本白互相思考

gam***

看不懂你是在问人家，还是在教人家。

lgs2***

gameop 发表于 2022-6-4 11:55
看不懂你是在问人家，还是在教人家。

自己的一点理解和疑问啦。有兴趣帮看看后面参数ra_management的疑问哈

hc***

我的联通宽带就是无状态分配128码，电脑路由都正常使用，手机死活受罪，移动宽带完全正常，看了一眼好像是两种状态都有，分配码子是／64

lgs2***

hcyme 发表于 2022-6-4 12:19
我的联通宽带就是无状态分配128码，电脑路由都正常使用，手机死活受罪，移动宽带完全正常，看了一眼好像是 ...

无状态分配电脑正常，手机应该也是没问题的，安卓手机不支持DHCPv6，但是SLAAC无状态分配是没问题的

lyjh***

有个疑问，用了openwrt 22分支，发现wan和lan分别有dhchp服务器设置，以前只有lan才有dhcp服务器设置。
目前我用R2S刷了openwrt22分支来拨号上网，下面以一个硬路由做AP发射wifi，请问我想设置有状态和无状态，lan口dhcp服务器设置RA/DHCPv6为服务器模式，而NDP为混合模式，并且“指定的主接口”打勾吗？
请问wan和wan6口的ipv6同样有RA/DHCPv6、NDP/指定主接口的设置，也要一样设置吗？

lgs2***

lyjhyjyes 发表于 2022-6-8 15:10
有个疑问，用了openwrt 22分支，发现wan和lan分别有dhchp服务器设置，以前只有lan才有dhcp服务器设置。
目 ...

我的LAN口“IPv6设置”没看到有“指定的主接口”，NDP代理我感觉没用到，我是禁用的。
我看我的WAN和WAN6是没有RA/DHCPv6、NDP/指定主接口的设置，建议默认就行了

nowan***

哈哈，你根本不知道什么是无状态

lgs2***

nowandthen 发表于 2022-6-8 17:34
哈哈，你根本不知道什么是无状态

你懂就你来说说，不要说不出就跑就行

nowan***

不是研究故障，只是基础知识，并不需要我自己的观点，搜索一下正式的文章就好了，小白自己学在传授反而不行

nowan***

他所谓觉得有问题的地方，就是他没有好好思考的地方，就这么简单。把以前了解的忘掉，重新思考什么是无状态就好了