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[RHCE7] RH254 Chapter 2 Managing IPv6 Networking Learning Notes

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老師補充

設定網路卡以舊的方式呈現(eth0, eth1…)

  1. 編輯 /boot/grub2/grub.cfg

  2. 尋找 kernel 參數列：尋找 linux16 開頭的設定

  3. 加上參數 biosdevname=0 net.ifnames=0，重開機後即完成

ip 指令可達成的功能

  • 不考慮 network namespace 的前提下，Linux kernel 有 256 個 routing table

  • 設定 tc(traffic control) 的功能

  • ip route show：可查詢 default gateway

  • 查詢 network namespace：ip netns show

  • 切換到指定的 network namespace(hidden)：ip exec netns hidden bash

nmcli

  • 沒有加上 ip 資訊則表示設定為 DHCP：nmcli connection add con-name office type ethernet ifname eth1

  • 把跟 eth1 相關的 connection 全部停掉：nmcli device disconnect eth1

  • 把 DHCP 改為 static 的示範：nmcli connection modify office ipv4.method manual ipv4.addresses "192.168.0.1/24 192.168.0.254"

IPV6

  • ::1/128：等同於 ipv4 的 127.0.0.1/8

  • ::：等同於 ipv4 的 0.0.0.0(for listen port check)

  • ::/0：default gateway ipv4 的 0.0.0.0/0

  • 2000::/3：2000::/16 ~ 3ffff::/16：為 ipv6 的 public ip

  • fd00::/8：ipv6 所使用的 private ip

  • fe80::/64：link local address，沒有 DHCP service 的時候會用這一段的 ip(避免 ip 衝突，Linux 會把 MAC address 嵌入到 ip 內)

  • ff00::/8：作為 multicast 之用，等同 ipv4 的 224.0.0.0/4

  • 顯示 ipv6 address：ip -6 addr show

  • 顯示 ipv6 routing table：ip -6 route show

  • 指定網卡 ping 其他 ipv6 ip(% 之後帶網卡名稱)：ping6 ff02:;1%eth0

  • 持續監控傳遞延遲時間：mtr 8.8.8.8

其他

  • 參數補齊功能要安裝 bash-completion 套件才會有

  • 查詢 hostname 對應的 ip：dig server0.example.com

  • 查詢 ip 對應的 hostname：dig -x 172.25.0.11

    • client 向 DHCP 要求 ip
    • client 取得 ip
    • client 拿 ip 向 DNS server 作反向名稱解析
    • DNS server 給 client 對應的 hostname
    • client 使用上一個步驟給的 hostname 作為自己的 hostname

透過 DHCP 取得 ip 的狀況下不會有 /etc/hostname 這個檔案

2.1 Reviewing of IPv4 Networking Configuration

關於 autoconnect

若透過 nmcli 設定的 connection 有加上 autoconnect yes 的屬性，當執行 sudo nmcli connection down [CONNECTION_NAME] 時，nmcli 會自動帶起其他有 autoconnect yes 屬性的 connection。

關於 nmcli 的設定參數

  • 設定好的 connection 會有相對應的檔案存放在 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-[CONNECTION_NAME] 中

  • 詳細設定可以參考 man page nm-settings(5)

  • 若要將原本為 DHCP 設定改成 static IP 指定，要特別加上 ipv4.method manual，並附上 IP 相關資訊，以下為範例：

sudo nmcli connection modify “System eth0” ipv4.addresses “192.168.0.10/24 192.168.0.1” ipv4.method manual

  • nm-settings 與 ifcfg-* 的對應：
nmcli con mod ifcfg-* file 效果
ipv4.method manual BOOTPROTO=none IPv4 IP 以固定的方式指定
ipv4.method auto BOOTPROTO=dhcp 以 DHCP 方式取得 ip
ipv4.addresses “192.168.0.10/24 192.168.0.1” IPADDR0=192.168.0.10
PREFIX0=24
GATEWAY0=192.168.0.1		 指定 IP, Netmask, and Gateway
ipv4.dns 8.8.8.8 DNS0=8.8.8.8 修改 /etc/resolv.conf 中的設定，加入 nameserver 8.8.8.8
ipv4.dns-search example.com DOMAIN=example.com 修改 /etc/resolv.conf 中的 search 設定
ipv4.ignore-auto-dns true PEERDNS=no 忽略來自 DHCP 的 DNS server 資訊
connection.autoconnect yes ONBOOT=yes 開機自動啟動
connection.id eth0 NAME=eth0 指定 connection 名稱
connection.interface-name eth0 DEVICE=eth0 指定 connection 所要綁定的裝置名稱
802-3-ethernet.mac-address xxxxx HWADDR=xxxxx 指定 connection 所要綁定裝置的 MAC address

因為 nmcli 都會直接去改 /etc/resolv.conf 的設定，因此若是每個 connection 有不同的DNS 設定，建議直接去 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-* 檔案中修改 DNSn & DOMAIN 的設定值

2.1.6 Deleting a network connection

移除 connection 的指令為 sudo nmcli connection delete [CONNECTION_NAME]

同時間也會將此 connection 斷線，並移除 /etc/sysconfig/network-scripts 目錄中相對應的 ifcfg 檔案

2.1.7 Modifying the system host name

hostname 相關指令：

  • hostnamectl status：查詢 host 狀態

  • sudo hostnamectl set-hostname [HOSTNAME]：變更 hostname

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# 查詢 host 狀態
[student@server0 ~]$ hostnamectl status
   Static hostname: server5.example.com
         Icon name: computer
           Chassis: n/a
        Machine ID: 946cb0e817ea4adb916183df8c4fc817
           Boot ID: 87802c89e9a54f7087857bf5e6de16de
  Operating System: Red Hat Enterprise Linux Server 7.0 (Maipo)
       CPE OS Name: cpe:/o:redhat:enterprise_linux:7.0:GA:server
            Kernel: Linux 3.10.0-123.el7.x86_64
      Architecture: x86_64

# 修改 hostname
[student@server0 ~]$ sudo hostnamectl set-hostname server1.example.com
[student@server0 ~]$ hostnamectl status
   Static hostname: server1.example.com
         Icon name: computer
           Chassis: n/a
        Machine ID: 946cb0e817ea4adb916183df8c4fc817
           Boot ID: 87802c89e9a54f7087857bf5e6de16de
  Operating System: Red Hat Enterprise Linux Server 7.0 (Maipo)
       CPE OS Name: cpe:/o:redhat:enterprise_linux:7.0:GA:server
            Kernel: Linux 3.10.0-123.el7.x86_64
      Architecture: x86_64

$ cat /etc/hostname
server1.example.com

透過 hostnamectl 修改 hostname 之後，會反映到 /etc/hostname 的內容上

Practice: Configuring IPv4 Networking

目標

  1. 透過 nmcli 建立一個 connection，名稱為 eno1

  2. 設定 connection 使用的網路介面為 eno1，IP 192.168.0.1/24，沒有 Gateway

  3. 進行 DNS 查詢時，會把 otherhost 解析為 192.168.0.254

實作過程

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$ sudo nmcli connection add con-name eno1 ifname eno1 type ethernet autoconnect yes ip4 192.168.0.1/24
Connection 'eno1' (4b182e51-8798-406c-a07c-c63289733543) successfully added.
$ sudo nmcli connection up eno1
 successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/2)

 [student@server0 ~]$ ip addr show eno1
 6: eno1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
     link/ether f6:0f:ec:b7:98:e1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
     inet 192.168.0.1/24 brd 192.168.0.255 scope global eno1
        valid_lft forever preferred_lft forever
     inet6 fe80::f40f:ecff:feb7:98e1/64 scope link
        valid_lft forever preferred_lft forever

$ echo "192.168.0.254 otherhost" | sudo tee --append /etc/hosts
192.168.0.254 otherhost

$ ping otherhost
PING otherhost (192.168.0.254) 56(84) bytes of data.
64 bytes from otherhost (192.168.0.254): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.055 ms
♥
--- otherhost ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.055/0.055/0.055/0.000 ms

# 顯示目前有那些額外的 network namespace
$ ip netns show
hidden
# 切換到指定的 network namespace
$ ip exec netns hidden bash

2.2 IPv6 Networking Concepts

2.2.1 IPv6 overview

IPv6 目的是要解決 IPv4 IP 不足的問題，但因為沒有一個簡單的方式可以直接讓 IPv6 獨立運作，因此目前屬於過渡時期的方式，稱為 dual-stack，即是讓 IPv4 與 IPv6 同時存在

2.2.2 Interpreting IPv6 addresses

IPv6 address 長度為 128 bits，以 16 進位顯示，每 16 個 bits 會用冒號隔開，格式大概如下：

2001:0DB8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13

但這樣太難記了，所以可以用較簡單的表示方式：(都以小寫表示)

  • 2001:db8:2de:0000:0000:0000:0000:e13

  • 2001:db8:2de:000:000:000:000:e13

  • 2001:db8:2de:00:00:00:00:e13

  • 2001:db8:2de:0:0:0:0:e13

  • 2001:db8:2de::e13

    以上這幾種所表示的 IPv6 address 都是同一個(每個由冒號區隔的 group，開頭的 0 都可以省略不寫)

雙冒號不能同時出現兩個，這樣會無法推斷出正確的 IPv6 address

若要指定特定的 port，則會以類似這樣的形式表示：[2001:DB8:2de::e13]:80

IPv6 subnets

  • IPv6 同樣也有 subnet 的概念，標準的 IPv6 network prefix 長度為 64 bits(/64)，其餘 64 bits 則是屬於 interface ID

  • 從上面可知，每個 subnet 可包含的網路裝置數量是很驚人的…..(2^64)

  • 實際應用上，64 bits 真是太大了，而且一個 subnet 當然也不夠用，因此使用上還是會切成 /48 居多，這樣就可以從只有一個 subnet 變成有 65536(2^16) 個 subnet 可用

IPv6

2.2.3 IPv6 address allocation

IPv6 跟 IPv4 相同也有一些特定的位址，作為特定目的使用，例如：localhost、multicast、unitcast….等等。

詳細資料可參考IPv6 - 維基百科，自由的百科全書

IPv6 中，Link-local address 是用來讓 host 指定的網路中互相交流之用(僅在內部)，以 fe80:: 為開頭，完整的位址還包含了網路介面卡的名稱，例如：fe80::211:22ff:fwaa:bbcc%eth0

Multicast

在 IPv6 中已經沒有 broadcast，因此 multicast 扮演了一個更重要的角色，而 multicast 的位址為 ff02::1，後面還會帶上網路介面卡名稱，因此完整位址寫法是：ff02::1%eth0

2.2.4 IPv6 address configuration

IPv6 位址同樣也可以透過靜態指定 or 動態指定(使用 DHCPv6 服務)

Static addressing

跟 IPv4 相同，每個 IPv6 subnet 會有保留位址供特定目的使用，因此在設定時要避開：

  1. 0000:0000:0000:0000：這位址是作為 routing 之用，以 2001:db8::/64 為例，此位址就是 2001:db8::

  2. 從 fdff:ffff:ffff:ff80 ~ fdff:ffff:ffff:ffff 這一段位址

DHCPv6 configuration

因為 IPv6 沒有 broadcast，因此 DHCPv6 的運作原理跟 DHCPv4 就不太一樣。

DHCP client 會從自己的 link-local address 送出 DHCP request 到 all-dhcp-servers link-local multicast group 中(ff02::1:2 port 547/UDP)，而 DHCPv6 server 則會回到 DHCP client 的 link-local address port 546/UDP

SLAAC configuration

這是另一種透過 router 協助來完成位址配發的技術，詳細的資訊可以參考下列網址：

2.3 IPv6 Networking Configuration

2.3.2 Adding an IPv6 network connection

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$ sudo nmcli connection add con-name "eth2-ipv6" type ethernet ifname eth2 ip6 2001:db8:0:1::c000:207/64 gw6 2001:db8:0:1::1 ip4 192.168.2.7/24 gw4 192.168.2.1
Connection 'eth2-ipv6' (e7c97cdd-efea-43c2-a4d7-52b3bb4be4e2) successfully added.

$ sudo nmcli connection modify eth2-ipv6 +ipv6.dns 2001:4860:4860::8888

2.3.3 Modifying network connection settings for IPv6

修改的方式跟 IPv4 幾乎一模一樣：

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# 修改 IP 資訊
$ sudo nmcli connection modify eth2-ipv6 ipv6.addresses "2001:db8:0:1::a00:1/64 2001:db8:0:1::1"

# 增加 DNS 資訊
$[student@server0 ~]$ sudo nmcli connection modify eth2-ipv6 +ipv6.dns 2001:4860:4860::8888
nmcli con mod ifcfg-* file 效果
ipv6.method manual IPV6_AUTOCONF=none IPv6 IP 以固定的方式指定
ipv6.method auto IPV6_AUTOCONF=yes 透過 SLAAC，從 router advertisements 取得 ip
ipv6.method dhcp IPV6_AUTOCONF=no
DHCPV6C=yes		 使用 DHCPv6 取得 ip
ipv6.addresses “2001:db8::a/64 2001:db8::1” IPV6ADDR=2001:db8::a/64
IPV6_DEFAULTGW=2001:db8::1		 指定 IP, Netmask, and Gateway
ipv6.dns 8.8.8.8 DNS0=8.8.8.8 修改 /etc/resolv.conf 中的設定，加入 nameserver 8.8.8.8(與 IPv4 相同)
ipv6.dns-search example.com DOMAIN=example.com 修改 /etc/resolv.conf 中的 search 設定(與 IPv4 相同)
ipv4.ignore-auto-dns true IPV6_PEERDNS=no 忽略來自 DHCP 的 DNS server 資訊
connection.autoconnect yes ONBOOT=yes 開機自動啟動
connection.id eth0 NAME=eth0 指定 connection 名稱
connection.interface-name eth0 DEVICE=eth0 指定 connection 所要綁定的裝置名稱
802-3-ethernet.mac-address xxxxx HWADDR=xxxxx 指定 connection 所要綁定裝置的 MAC address

其他：IPv6 相關指令

檢視 IPv6 網路資訊：

  • ip addr show eth0：可檢視 eth0 上 IPv6 相關資訊，尋找關鍵字 inet6 即可

  • ip -6 route show：顯示 IPv6 部分的 routing table

trouble shooting 相關指令：

  • ping6 ff02::1%eth1：ping link-local address & link-local all-nodes multicast group，需要帶上 network interface name

  • tracepath6 2001:db8:0:2::451：查詢連線到指定 host 所走的路徑

  • ss -A inet -n & netstat -46n：查詢目前 network socket 的狀態

Practice: Configuration IPv6 Networking

目標

  • 建立一個名稱為 eno1 的連線

  • network interface 名稱為 eno1，設定 IP 為 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:1/64，Gateway 為 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe

實作過程

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# 新增連線
$ sudo nmcli connection add con-name eno1 type ethernet ifname eno1 ip6 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:1/64 gw6 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe
Connection 'eno1' (13505591-aeb6-452d-acaa-8f32810eebb3) successfully added.

# 修改連線設定
$ sudo nmcli connection modify eno1 ipv6.method manual

# 啟用連線
$ sudo nmcli connection up eno1
Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/3)

Lab: Managing IPv6 Networking

目標

  • 建立一個名稱為 eno1 的連線，使用 network interface 為 eno1

  • IPv4 的位址為 192.168.0.100/24，IPv6 的位址為 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:64/64

  • 啟動連線是否都有取得正確 IP

  • ping IPv4 gateway(192.168.0.254) & IPv6 gateway(fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe) 確認網路設定正確

實作過程

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# 新增連線
$ sudo nmcli connection add con-name eno1 type ethernet ifname eno1 ip4 192.168.0.100/24 ip6 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:64/64
Connection 'eno1' (82399d91-7ae1-4544-975c-ae43424de35a) successfully added.

# 指定 ip 設定方式為 manual
$ sudo nmcli connection modify eno1 ipv4.method manual ipv6.method manual\

# 啟動連線
$ sudo nmcli connection up eno1
Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/2)

# 查詢 IP 資訊
$ ip addr show eno1
6: eno1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether da:f4:04:59:60:2c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.0.100/24 brd 192.168.0.255 scope global eno1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:64/64 scope global
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::d8f4:4ff:fe59:602c/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

# ping IPv4 address
[student@server0 ~]$ ping -c 1 192.168.0.254
PING 192.168.0.254 (192.168.0.254) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.0.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.085 ms

--- 192.168.0.254 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.085/0.085/0.085/0.000 ms

# ping IPv6 address
$ ping6 -c 1 fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe
PING fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe(fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe) 56 data bytes
64 bytes from fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.187 ms

--- fddb:fe2a:ab1e::c0a8:fe ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.187/0.187/0.187/0.000 ms