基本IPv6故障排除命令/ IPv6 Rosetta Stone 2019

这篇文章旨在概述Windows，Linux和macOS这三个主要操作系统的基本IPv6故障排除方法和命令。对于这些操作系统（仅适用于某些特定任务），它包括“ IPv6 Rosetta Stone ”的更新版本，这是我经常向IPv6初学者介绍的网站，目的是识别特定于操作系统的相关命令。

我还将提供有关命令输出和一般IPv6复杂性的一些背景说明，请注意，与我写的其他文章相比，这篇文章主要是为IPv6新手准备的。我还想补充一点，虽然我可以在一定程度上使用这里所涉及的三种操作系统，但我并不认为自己是其中任何一种的专家，因此可能有更好的方法来执行某些操作。

确定接口的IPv6地址配置

在Windows操作系统中，我不知道使用 ‘ipconfig’ 仅显示特定界面的简单方法，但总的来说，这是查看适配器主要参数的最快方法，例如：

Connection-specific DNS Suffix . : hsd1.ca.comcast.net
IPv6 Address. . . . . . . . . . . : 2601:647:5b80:b60::d9cd
IPv6 Address. . . . . . . . . . . : 2601:647:5b80:b60:c165:b052:45b5:2d70
Temporary IPv6 Address. . . . . . : 2601:647:5b80:b60:6d58:d895:de31:494e
Link-local IPv6 Address . . . . . : fe80::c165:b052:45b5:2d70%17
IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 10.0.0.193
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
Default Gateway . . . . . . . . . : 10.0.0.1

在Linux操作系统中，相对于使用 ‘ipconfig’ ，我更喜欢使用 ‘ip -6’ ，并且特定接口的最有效方式可能如下所示（ ‘a s’ 缩写为 ‘address show’ ，而‘wlp2s0’ 是特定接口）：

enno@labbook$ ip -6 a s wlp2s0
wlp2s0:  mtu 1500 state UP qlen 1000
inet6 2601:647:5b80:b60::b8d0/128 scope global dynamic noprefixroute valid_lft 604678sec preferred_lft 604678sec
inet6 2601:647:5b80:b60:d003:344b:61ea:1da1/64 scope global temporary dynamic valid_lft 3582sec preferred_lft 3582sec
inet6 2601:647:5b80:b60:e7d5:f51b:f500:33cb/64 scope global dynamic mngtmpaddr noprefixroute valid_lft 3582sec preferred_lft 3582sec
inet6 fe80::edf9:e52e:686e:62b2/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever

在macOS操作系统中，我喜欢使用 ‘ifconfig en0 inet6’（其中 ‘en0’是特定的接口，而‘-L’ 选项可用于显示使用期限）：

bash-3.2$ ifconfig -L en0 inet6
en0: flags=8863 mtu 1500
inet6 fe80::474:2318:f169:b89%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0xa 
inet6 2601:647:5b80:b60:1086:2305:87bd:448b prefixlen 64 autoconf secured pltime 3599 vltime 3599 
inet6 2601:647:5b80:b60:75e4:235e:b46c:d2e7 prefixlen 64 autoconf temporary pltime 3599 vltime 3599 
inet6 2601:647:5b80:b60::18ba prefixlen 64 dynamic pltime 591997 vltime 591997 
nd6 options=201

让我们一起来看看来自相同网络中的三个示例系统的上述输出，从分析的角度来看，这有点复杂。我们可以看到，在每个输出中都有所谓的链路本地地址，它始终存在于支持ipv6的接口上，并且仅用于段内通信(例如，在VLAN中)。它总是以“fe80”开头，通常不能/不应该手动配置。此外，每个接口有三个全局单播地址(‘GUAs’)。这是该特定网络的某种配置方法的结果，从运营商的角度来看，可以描述如下：

1. 使用DHCPv6既提供前缀2601:647:5b80:b60::/64的地址（具有“短”接口标识符的地址），又提供两个DNS解析器（如稍后对DHCPv6数据包的分析将） 。

2. 另外，路由器说明中包含一个“前缀选项”（默认情况下通常这样做），并且已宣布的前缀实际上用于地址配置（因为设置了前缀选项中的“ a”标志，这也是常见的默认设置） 。另外，它们在特定选项 (‘number 25’)中还包含两个DNS解析器。

对于IPv6爱好者来说，这就是RA (在Wireshark输出，PCAP的请求)：

这个配置可能是为了在Win 10 Creators Update更新之前同时支持Android设备(不支持DHCPv6)和Windows版本，因为旧版本只能通过DHCPv6学习IPv6 DNS解析器，具体请点此/详细了解。我不知道为什么IPv6专业人员要管理DHCPv6，并且我认为对于这种类型的网络来说，这不是一个很好的选择，但这将引起另一个讨论。

关键是，在这个三个操作系统上，这导致创建三个全局地址，一个来自DHCPv6，并且由于DHCPv6和SLAAC可以愉快地共存进行参数配置，而另外两个则来自经典IPv6 [地址]自动配置的方法称为“无状态地址自动配置”/ SLAAC。后两种地址中，一种被认为是更稳定的，另一种被认为是相对较短的一次性地址，因此被称为“临时地址”，主要用于从浏览器进行web冲浪等出站连接。对于IPv6初学者，可能很难在上面的接口配置输出中发现哪些来自DHCPv6，哪些来自SLAAC。在Linux输出中，第一个地址的“/128”给出了一些说明。在Windows系统中， “netsh int ipv6 sh add” 的说明和macOS上显示的以下内容，都会让你对DHCPv6有所了解：

bash-3.2$ ipconfig getv6packet en0
DHCPv6 REPLY (7) Transaction ID 0x587c7a Length 151
Options[5] = {
IA_NA (3) Length 66 IA_NA IAID=0 T1=302400 T2=483840 Options[2] = {
IAADDR (5) Length 24 IAADDR 2601:647:5b80:b60::18ba Preferred 604800 Valid=604800
STATUS_CODE (13) Length 22 STATUS_CODE Success (0) ‘Assigned an address.’
} SERVERID (2) Length 14 DUID LLT HW 1 Time 625146838 Addr 00:50:f1:80:00:00
CLIENTID (1) Length 14 DUID LLT HW 1 Time 620212912 Addr 38:f9:d3:51:a1:e5
PREFERENCE (7) Length 1 Data ff
DNS_SERVERS (23) Length 32 2001:558:feed::1
2001:558:feed::2
}

在任何情况下，从用户的角度来看，操作员选择的配置方法都会导致存在三个地址这一事实，并且不清楚将哪个地址用于实际的通信行为。

另外，一旦初始使用期限（3600秒/ 1小时）到期，尽管仍然存在RA，Windows系统（运行10.0.14393）将丢失所有IPv6配置（请注意下面的IPv6缺少默认gw）。

Connection-specific DNS Suffix . : hsd1.ca.comcast.net
IPv6 Address. . . . . . . . . . . : 2601:647:5b80:b60::d9cd
Link-local IPv6 Address . . . . . : fe80::c165:b052:45b5:2d70%17
IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 10.0.0.193
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
Default Gateway . . . . . . . . . : 10.0.0.1

确定哪个地址用于出站通信

这不是一件容易的事，对于读者中的IPv6初学者来说，你可以安全地假定在此处介绍的三个系统上都将使用“临时地址”，*not* the nice short（DHCPv6提供的）地址显示为第一个在Windows和Linux上，以及在macOS上的最后一个。

在Linux和macOS上，可以执行以下操作进行验证：

1. 从一个终端窗口中ping你选择的IPv6地址，例如2620:fe::fe，它是Quad9项目的解析器的IPv6地址，第一行可能显示正在使用的源地址。

2. 在另一个终端窗口中运行 ‘tcpdump -n host 2620:fe::fe’（ ' -n '需要看到实际的源地址，' host '后的地址当然必须与第一个终端窗口相同）。

是否想找出实际路由器/默认网关的IPv6地址？

1. Windows：查看相关界面的“ipconfig”输出中的“默认网关”部分；

2. Linux：‘ip -6 r s | grep def”是我常用的格式（“ rs”缩写为“ route show”）：

enno@labbook:$ ip -6 r s | grep def
default via fe80::250:f1ff:fe80:0 dev wlp2s0 proto ra metric 600 pref medium

macOS: ‘netstat -rn inet6 | grep def | grep en0’（其中 ‘en0’ 是支持ipv6的示例接口）应该给出一个很好的指示:

bash-3.2$ netstat -rn inet6 | grep def | grep en0
default 10.0.0.1 UGSc 79 0 en0 
default fe80::250:f1ff:fe80:0%en0 UGc en0

对路由器执行Ping操作是相当常见的故障排除步骤。

这里要记住两件事：

1. 在Windows和Linux上并不一定要强制ping使用IPv6，因为现在通常只使用' ping '，否则在Linux上就是' ping6 '，在Windows上就是' ping -6 '，但在macOS上是需要的：

bash-3.2$ ping6 fe80::250:f1ff:fe80:0%en0
PING6(56=40+8+8 bytes) fe80::474:3308:f169:b89%en0 –> fe80::250:f1ff:fe80:0%en0
16 bytes from fe80::250:f1ff:fe80:0%en0, icmp_seq=0 hlim=64 time=11.572 ms

2. 假设ping默认网关发生在本地子网（即IPv6区域中的“本地链接”）内，则链接本地地址开始起作用。由于它们仅在特定接口的上下文中具有本地意义，因此可以在一个系统上存在多个这样的“上下文”（每个支持ipv6的接口对应一个上下文）。为了区分具有地址和路由信息的各种本地链接上下文，需要一个称为区域标识符（在RFC 4007中定义）的东西。这是一个链接本地地址后面的部分，并以“％”符号隔开。在大多数情况下，你必须操作包括此内容的本地链接，例如：

Windows (get interface number from ‘route print’ if needed):
E:>ping fe80::250:f1ff:fe80:0%17
Pinging fe80::250:f1ff:fe80:0%17 with 32 bytes of data:
Reply from fe80::250:f1ff:fe80:0%17: time=4ms
Reply from fe80::250:f1ff:fe80:0%17: time=5ms

DNS

这是一个特别有趣的例子，关键是DNS是“协议无关的”，服务器通常不关心L3协议（IPv4或IPv6）传输传入请求，因此可以通过IPv4完美地查询DNS服务器的AAAA记录(包含IPv6地址)。有问题的DNS服务器本身可能甚至没有IPv6，并且发送请求的客户端甚至可能不知道任何DNS服务器的IPv6地址。如今，这两种方法都是常见的方案。

显示系统使用的IPv6 DNS服务器

1.Windows：执行 ‘ipconfig /all’，然后查看相应的启用IPv6的接口部分的底部。

2.Linux：在一个系统控制的系统上(我的实验室系统是Ubuntu)，我想到了以下内容(' wlp2s0 ' =支持ipv6的接口):

[…]
    DNSSEC supported: no
  Current DNS Server: 75.75.75.75
         DNS Servers: 75.75.75.75
                      75.75.76.76
                      2001:558:feed::1
                      2001:558:feed::2
          DNS Domain: ~.
                      hsd1.ca.comcast.net

3.macOS： ‘scutil –dns’ 可能是你最可靠的朋友，如下所示，最后一个 ‘grep’ 试图只捕获v6版本，假设它们的地址在某个地方有一个双冒号：

bash-3.2$ scutil –dns | grep nameserver | grep “::”
nameserver[0] : 2001:558:feed::1
nameserver[1] : 2001:558:feed::2
nameserver[0] : 2001:558:feed::1
nameserver[1] : 2001:558:feed::2

请求名称的' AAAA '记录，无论查询是在v4还是v6上执行的

1.Linux和macOS：‘dig +short AAAA heise.de’；

2.Windows：有两个选项，一个带有nslookup（我倾向于不使用），另一个带有Powershell命令 ‘resolve-dnsname’：

nslookup -q=aaaa heise.de
resolve-dnsname heise.de -type AAAA

对特定服务器/通过特定服务器执行通过IPv6的DNS解析：

Linux和macOS：‘dig +short -6 @2001:558:feed::1 AAAA heise.de’（使用Comcast的DNS），例如：

enno@labbook$ dig +short -6 @2001:558:feed::1 AAAA heise.de
2a02:2e0:3fe:1001:302::

Windows：

nslookup -q=aaaa heise.de 2001:558:feed::1
resolve-dnsname heise.de -type AAAA -server 2001:558:feed::1

使用的命令摘要

下表总结了本文中使用的各个命令，在后续的文章中，我将进一步介绍其他命令，并且我们将使用tcpdump。