ISATAP是一種非常容易部署和使用的IPv6過渡機(jī)制。在一個(gè)IPv4網(wǎng)絡(luò)中，我們可以非常輕松的進(jìn)行ISATAP的部署，首先你的PC需是 V4/V6雙棧PC，然后，需要有一臺支持ISATAP的路由器，ISATAP路由器可以在網(wǎng)絡(luò)中的任何位置，只要PC能夠ping通它(當(dāng)然，你要知道路由器的IPv4地址)。那么接下去，我們可以通過在路由器上部署ISATAP，這樣網(wǎng)絡(luò)中支持ISATAP的雙棧主機(jī)，在需要訪問IPv6資源時(shí)，可以與ISATAP路由器建立起ISATAP隧道，ISATAP主機(jī)根據(jù)ISATAP路由器下發(fā)的IPv6前綴構(gòu)造自己的IPv6地址(這個(gè)IPv6地址是被自動關(guān)聯(lián)到ISATAP主機(jī)本地產(chǎn)生的一個(gè)ISATAP虛擬網(wǎng)卡上)，并且將這臺ISATAP路由器設(shè)置為自己的IPv6默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，如此一來，后續(xù)的這臺主機(jī)就能夠通過這臺ISATAP路由器去訪問IPv6的資源。

這種方法部署起來非常簡單，在許多場合，客戶為了節(jié)省成本，又希望網(wǎng)絡(luò)中的IPv6主機(jī)能夠訪問V6資源，同時(shí)又不愿意對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)做大規(guī)模的變更及設(shè)備升級，那么就可以采用這種方法，購買一臺支持ISATAP的路由器，甚至可以將ISATAP路由器旁掛在網(wǎng)絡(luò)上，只要它能夠訪問V6資源并且響應(yīng) ISATAP PC的隧道建立請求。

一、ISATAP的功能組件如下：

1、自動隧道：

ISATAP的隧道機(jī)制也是自動的，隧道在主機(jī)和ISATAP路由器之間被創(chuàng)建。主機(jī)首選需要知道ISATAP路由器的IPv4地址。

2、ISATAP地址格式：

分配給ISATAP路由器的IPv6地址是全局單播地址，該地址的前綴將被ISATAP主機(jī)用于自己的IPv6地址構(gòu)造。ISATAP主機(jī)通過在IPv4 建立起來的ISATAP隧道從ISATAP路由器發(fā)送的消息中接收/64的IPv6前綴，并且使用這個(gè)前綴結(jié)合“特殊的接口標(biāo)識”來構(gòu)造自己的IPv6地址。

3、接口標(biāo)識：

ISATAP在主機(jī)上啟用后，會產(chǎn)生一個(gè)ISATAP虛擬網(wǎng)卡，該虛擬網(wǎng)卡會產(chǎn)生一個(gè)64bits的特殊接口標(biāo)識，有點(diǎn)類似EUI-64，但是產(chǎn)生機(jī)制不同，它是由專為ISATAP保留的32位的0200:5EFE加上主機(jī)上配置的IPv4地址構(gòu)成，如下圖，假設(shè)ISATAP主機(jī)配置的IPv4地址為 1.1.1.1，那么ISATAP虛擬網(wǎng)卡的64bits接口標(biāo)識就是：

另一方面，在路由器上部署ISATAP后，路由器也會產(chǎn)生一個(gè)tunnel接口，用于響應(yīng)ISATAP主機(jī)的隧道建立請求，這個(gè)tunnel接口同樣會產(chǎn)生接口標(biāo)識。地址的格式是IANA保留給ISATAP的32比特的0000:5EFE后追加32比特的IPv4地址。如下圖，假設(shè)給ISATAP路由器配置的IPv4地址(用于隧道的)是2.2.2.2，那么ISATAP tunnel的接口標(biāo)識就是：

這里關(guān)于64bits的接口標(biāo)識中“為ISATAP保留的”高階32bits在維基百科上有這么一段描述：“The link-local address is determined by concatenating fe80:0000:0000:0000:0200:5efe: for global unique and fe80:0000:0000:0000:0000:5efe: for private addresses with the 32 bits of the host's IPv4 address.”。貌似有全局唯一和私有之分，不過在IETF的相關(guān)草案上找到的更多是0200:5efe的描述，在我所作的測試環(huán)境中，windows主機(jī)上系統(tǒng)使用的是0200:5ede，而CISCO路由器上用的是0000:5efe。

ISATAP主機(jī)和ISATAP路由器產(chǎn)生的這個(gè)64btis的接口標(biāo)識，可進(jìn)一步用于構(gòu)造隧道接口的Linklocal地址，以及IPv6全局單播地址。這個(gè)下面會描述到。

另外，因?yàn)镮SATAP的操作范圍在站點(diǎn)內(nèi)，所以ISATAP主機(jī)和ISATAP路由器的IPv4地址可以是私有IP，也可以是公有IP。

二、工作機(jī)制

首先，我們有一個(gè)IPv4的網(wǎng)絡(luò)，IPv4網(wǎng)絡(luò)中絕大部分網(wǎng)路設(shè)備都不支持IPv6，除了終端主機(jī)，以及一臺路由器，這臺能夠訪問我們需要的IPv6資源。現(xiàn)在，一種最廉價(jià)的方式是，在這臺路由器上部署ISATAP，終端ISATAP主機(jī)與路由器之間建立一個(gè)ISATAP tunnel，這樣一來PC可以直接將IPv6流量放進(jìn)tunnel傳到ISATAP路由器從而穿越整個(gè)IPv4網(wǎng)絡(luò)。

1) 現(xiàn)在我們在ISATAP路由器上進(jìn)行相應(yīng)的配置，給路由器分配的IPv4地址是2.2.2.2/24，同時(shí)建立一個(gè)tunnel接口用于ISATAP，此時(shí)tunnel接口會根據(jù)IPv4地址產(chǎn)生一個(gè)64bits的接口標(biāo)識。這個(gè)接口標(biāo)識搭配上高位的fe80::就形成了tunnel接口的 Linklocal地址：fe80::0000:5efe:202:202。另外，還需給ISATAP tunnel接口配置一個(gè)全局單播IPv6地址，這里可以手工配置，也可以通過前綴+EUI64的方式來構(gòu)建，這里的EUI-64就是上面所述的特殊的 64bits接口標(biāo)識。如上圖，構(gòu)建出來的IPv6地址就是2001:1111::0000:5efe:0202.0202/64，因此IPv4的前綴為 2001:1111::/64，這個(gè)前綴稍后會通過tunnel下發(fā)給ISATAP主機(jī)，從而使它能夠構(gòu)建自己的IPv6地址。

2) 現(xiàn)在我們在ISATAP主機(jī)上，配置ISATAP，一般來說，在WIN7系統(tǒng)上默認(rèn)安裝了IPv6協(xié)議棧，默認(rèn)就會有一個(gè)ISATAP的虛擬網(wǎng)卡。在我們給PC的物理網(wǎng)卡配置IPv4地址如1.1.1.1/24后，ISATAP虛擬網(wǎng)卡就會自動根據(jù)這個(gè)IPv4地址計(jì)算出上面所講的特殊的接口標(biāo)識：0200:5efe:1.1.1.1，注意這種格式等同與0200:5efe:0101.0101，在windows系統(tǒng)上我們可以看到前者的簡便寫法。

3) 當(dāng)我們在主機(jī)上配置了ISATAP路由器之后(指向的是ISATAP路由器的IPv4地址)，ISATAP主機(jī)開始向ISATAP路由器發(fā)送RS消息，如下圖：

這個(gè)RS消息是通過IPv4隧道傳輸?shù)模鈱邮荌Pv4的頭，源地址是ISATAP的IPv4地址1.1.1.1，目的地址是2.2.2.2，也就是 ISATAP的IPv4地址。IPv4頭里面裹著IPv6的報(bào)文，源地址是ISATAP主機(jī)的ISATAP虛擬網(wǎng)卡的Linklocal地址，目的地址是 ISATAP路由器的Linklocal地址。

4) ISATAP主機(jī)發(fā)出的這個(gè)RS消息，會在IPv4網(wǎng)絡(luò)中被路由，最終轉(zhuǎn)發(fā)到ISATAP路由器。這將使得路由器立即以一個(gè)RA進(jìn)行回應(yīng)：

而這個(gè)回應(yīng)的RA消息里，就包含ISATAP上所配置的那個(gè)IPv6全局單播地址的/64前綴。

5) ISATAP主機(jī)收到這個(gè)RA回應(yīng)后，會拿出里頭的IPv6前綴，隨后在后面加上自己ISATAP虛擬網(wǎng)卡的64bits的接口標(biāo)識地址，構(gòu)成128bits的IPv6全局單播地址，同時(shí)會產(chǎn)生一條默認(rèn)路由，指向ISATAP路由器的Linklocal地址：

6) 從現(xiàn)在起，ISATAP主機(jī)需要訪問IPv6資源的時(shí)候，將IPv6數(shù)據(jù)包封裝在IPv4的隧道里，也就是說，套上ISATAP隧道的IPv4頭，然后傳給ISATAP路由器，再由ISATAP路由器解封裝，再幫忙轉(zhuǎn)發(fā)IPv6數(shù)據(jù)。

三、典型實(shí)驗(yàn)

環(huán)境描述

PC是ISATAP主機(jī)，它是一臺雙棧PC，這里我們使用的是一臺win7系統(tǒng)的電腦做測試。電腦網(wǎng)卡的IP地址為1.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)為1.1.1.254，網(wǎng)關(guān)是SW1的interface vlan10。

SW1創(chuàng)建兩個(gè)VLAN：VLAN10及20，分別對應(yīng)PC及ISATAP路由器。VLAN20的SVI口IP為2.2.2.254，是ISATAP路由器的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

ISATAP Router的接口IP為2.2.2.2。該IPv4地址在后續(xù)的ISATAP配置中使用到，ISATAP主機(jī)就是通過這個(gè)IP找到ISATAP Router并與之建立ISATAP tunnel。ISATAP Router同時(shí)連接到了一個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)，這里我們用loopback模擬：2001:8888::8/64，用于后續(xù)的測試。

最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是首先PC要能夠ping通ISATAP Router的IPv4地址也就是2.2.2.2。然后PC與ISATAP router建立隧道并拿到IPv6地址，而且要能夠ping通20001:8888::8

設(shè)備配置

PC1的配置：

網(wǎng)卡配置IP地址1.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)為1.1.1.254

安裝IPv6協(xié)議棧，此時(shí)Win7會自動產(chǎn)生一個(gè)ISATAP隧道虛擬接口：

隧道適配器 isatap.{0DB7233C-89B7-49DB-A8C0-D1AA005F4E6A}:

SW1的配置：

vlan 10

vlan 20

interface fast0/1

switchport access vlan 10

interface fast0/15

switchport access vlan 20

interface vlan 10

ip address 1.1.1.254 255.255.255.0

interface vlan 20

ip address 2.2.2.254 255.255.255.0

Router的配置：

ipv6 unicast-routing

!

interface FastEthernet0/0

ip address 2.2.2.2 255.255.255.0

no shutdown

!

interface Tunnel1

ip unnumbered fastEthernet 0/0 !! 這個(gè)IPv4地址就是ISATAP隧道的目的地址

ipv6 enable

ipv6 address 2001:1111::/64 eui-64 !! 這個(gè)IPv6地址的前綴會被通告給ISATAP主機(jī)

no ipv6 nd suppress-ra

tunnel source fastEthernet 0/0

tunnel mode ipv6ip isatap

!

interface loopback0

ipv6 enable

ipv6 address 2001:8888::8/64

!

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 2.2.2.254

注意ISATAP路由器的配置，關(guān)鍵部分在于tunnel的配置，tunnel模式是ipv6ip isatap的，同時(shí)注意在tunnel這里配置的IPV4地址，就是對應(yīng)的ISATAP主機(jī)上配置的那條CMD命令里ISATAP路由器的地址。我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)演示的是tunnel直接用fa0/0的地址，當(dāng)然，tunnel也可以有自己的IPv4地址，只要保證ISATAP主機(jī)到這個(gè)IPv4地址路由可達(dá)就行。另外tunnel的IPv6地址，對應(yīng)的前綴就是稍后要下發(fā)給ISATAP主機(jī)的前綴，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們tunnel的IPv6全局單播地址使用的是前綴+eui-64的配置方式，這里的eui-64實(shí)際上指的就是前面我們介紹的那個(gè)特殊的64bits接口標(biāo)識。(紅茶三杯原創(chuàng)博文，版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請注明出處http://weibo.com/vinsoney)

實(shí)驗(yàn)測試

我們首先在路由器上查看一下：

R2#show ipv6 interface brief

FastEthernet0/0 [up/up]

Tunnel0 [up/up]

FE80::5EFE:202:202

2001:1111::5EFE:202:202

注意，這里的Linklocal地址：FE80::5EFE:202:202就是一個(gè)ISATAP 格式的地址，最后的64bits是由32bits的0000:5EFE加上32bits的接口IPv4地址(這里是2.2.2.2)構(gòu)成的，如下圖。而 IPv6全局單播地址，也是使用64bits的接口標(biāo)識構(gòu)成的，當(dāng)然，你也可以手工配置IPv6全局單播地址，不一定要使用接口標(biāo)識。

接下去，我們在ISATAP主機(jī)上，CMD模式下輸入：

netsh interface ipv6 isatap set router 2.2.2.2

PC就會開始發(fā)送RS，報(bào)文如下：

我們看到這個(gè)RS的ICMPv6報(bào)文外是IPv6的頭，IPv6的頭外是IPv4的頭。

注意外層IPv4的頭，源是1.1.1.1，目的是2.2.2.2

然后內(nèi)層IPv6的頭，源是ISATAP主機(jī)的Linklocal地址，目的是ISATAP路由器的Linklocal地址

在路由器收到RS后回回應(yīng)一個(gè)RA：

路由器回應(yīng)的這個(gè)RA里，就有一個(gè)ICMPv6的Option，其中就包含著ISATAP路由器的IPv6前綴。而ISATAP主機(jī)就可以根據(jù)這個(gè)前綴，結(jié)合自己的接口標(biāo)識構(gòu)建IPv6地址。

最終PC獲取到的IPv4地址如下：

隧道適配器 isatap.{0DB7233C-89B7-49DB-A8C0-D1AA005F4E6A}:

連接特定的 DNS 后綴 . . . . . . . :

IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2001:1111::200:5efe:1.1.1.1

本地鏈接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::200:5efe:1.1.1.1@

默認(rèn)網(wǎng)關(guān). . . . . . . . . . . . . : fe80::5efe:2.2.2.2@

我們看到PC首先根據(jù)自己本地配置的IPv4地址：1.1.1.1，生成64bits的接口ID：

這個(gè)64bits的接口ID，與從ISATAP路由器獲取到的IPv6全局單播地址前綴2001:1111::的前64bits，構(gòu)成了PC的IPv6全局單播地址：2001:1111::200:5efe:1.1.1.1。

這個(gè)64bits的接口ID，與FE80::/10構(gòu)成了PC的Linklocal地址：fe80::200:5efe:1.1.1.1

同時(shí)，PC將ISATAP路由器的Linklocal地址fe80::5efe:2.2.2.2設(shè)置為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)

當(dāng)主機(jī)與其它IPv6主機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，從隧道接口轉(zhuǎn)發(fā)，將從報(bào)文的下一跳IPv6地址中取出IPv4地址作為IPv4封裝的目的地址。如果目的主機(jī)在本站點(diǎn)內(nèi)，則下一跳就是目的主機(jī)本身，如果目的主機(jī)不在本站點(diǎn)內(nèi)，則下一跳為ISATAP路由器的地址。

我們最后再做一個(gè)測試，就是ISATAP主機(jī)去ping 2008:8888::1。

這個(gè)到達(dá)ISATAP的loopback的IPv6數(shù)據(jù)包，被套上一個(gè)ISATAP的IPv4隧道頭，然后傳給ISATAP路由器，由路由器進(jìn)行下一步的IPv6轉(zhuǎn)發(fā)。