你是否曾经在构建网络实验时，遇到过 IPv4 地址耗尽的窘境？或者在规划大型企业网络时，被 NAT（网络地址转换）带来的复杂性搞得焦头烂额？如果我们告诉你，有一个解决方案不仅能提供近乎无限的地址空间，还能简化网络配置并恢复端到端连接的纯粹性，你会不会感兴趣？没错，我们今天要聊的就是下一代互联网协议——IPv6。
在这篇文章中，我们将深入探讨如何在 Cisco 路由器上配置 IPv6。这不仅仅是一次简单的命令行输入练习，更是一场通往未来网络世界的旅程。我们将一起从零开始，构建一个包含路由器和主机的拓扑，通过实战演练掌握全局单播地址、链路本地地址的配置，以及如何通过关键的命令来激活 IPv6 路由功能。无论你是正在备考 CCNA 的学生，还是想要升级技能的网络工程师，这篇指南都将为你提供从理论到实践的完整路径。
为什么我们需要 IPv6？
在正式动手之前，让我们先快速回顾一下为什么我们要费心去学习这套“新”协议。IPv6 不仅仅是 IPv4 的升级版，它是对网络层通信的一次彻底重构。
1. 庞大的地址空间：
IPv4 只有 32 位，大约提供 43 亿个地址，这在互联网初期的设计者看来是足够的，但在万物互联的今天显然已经捉襟见肘。而 IPv6 拥有 128 位地址长度，其地址空间大小达到了 $2^{128}$。这是一个天文数字，意味着地球上的每一粒沙子都可以拥有一个独立的 IP 地址。这就消除了对 NAT 的依赖，让真正的点对点连接成为可能。
2. 更高效的头部处理：
IPv6 的头部结构比 IPv4 简化了许多。路由器在处理数据包时，不需要像处理 IPv4 那样检查每一个可选字段，从而提高了转发的效率。
3. 自动配置（SLAAC）：
IPv6 支持无状态地址自动配置。主机可以根据路由器发出的路由通告（RA）自动生成自己的 IP 地址，无需手动配置 DHCP（尽管 IPv6 也有 DHCPv6），这大大降低了网络管理的运维成本。
前期准备与实验拓扑
为了让我们能够直观地学习配置过程，我们将使用 Cisco Packet Tracer 作为我们的实验平台。这是每一位网络工程师都应该熟练掌握的仿真工具。
在开始之前，请在你的电脑上打开 Cisco Packet Tracer，并按照下表创建一个类似的网络拓扑。
#### 实验设备清单
设备名称
说明
:—
:—
PC
作为终端设备，用于验证连通性
Switch
二层交换机，用于连接终端与路由器
Router
核心设备，我们配置的重点
Cables
自动选择连接线（直通或交叉）#### IPv6 地址规划表
为了模拟真实的网络环境，我们将使用 2001:DB8:AAAA::/48 作为我们的全局地址前缀。具体的接口规划如下：
接口名称
前缀长度
:—
:—
Gig0/0
/64
Gig0/1
/64在这个拓扑中，我们将配置路由器的两个接口，分别连接不同的网段。
步骤 1：开启核心功能
在 IPv6 的配置中，有一个最关键也最容易遗漏的步骤，那就是开启 IPv6 单播路由。这是初学者常犯的第一个错误：配置了接口地址，却发现路由器无法转发数据包。
默认情况下，Cisco 路由器是关闭 IPv6 路由转发功能的。因此，我们要做的第一件事就是告诉路由器：“嘿，开始工作吧！”
让我们进入路由器的 CLI（命令行界面）。进入特权模式和全局配置模式后，输入以下命令：
Router> en
Router# conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
! 开启 IPv6 单播路由，这是让路由器具备转发 IPv6 数据包能力的核心命令
Router(config)# ipv6 unicast-routing
专业提示： 如果你忘记输入 ipv6 unicast-routing，路由器将仅仅作为一个主机拥有 IPv6 地址，但不会在接口之间转发数据包，PC 之间也就无法互相 Ping 通。
步骤 2：配置接口与链路本地地址
现在，让我们进入具体的接口配置。在 IPv6 中，每一个启用了 IPv6 的接口都会自动拥有一个链路本地地址（Link-Local Address）。这类地址以 FE80::/10 开头，类似于 IPv4 的 169.254.x.x，主要用于邻居发现协议（NDP）和同一链路内的通信。
虽然 Cisco 设备通常会根据 EUI-64 规范（基于 MAC 地址生成）自动创建一个链路本地地址，但在生产环境中，为了易于记忆和管理，我们通常会手动指定它。
#### 配置 GigabitEthernet0/0 接口
点击 Router0 并进入 CLI，我们将配置第一个接口。
Router(config)# interface Gig0/0
! 手动配置链路本地地址。注意命令中的 link-local 关键字。
! 这是一个很好的习惯，方便你在 debug 时识别路由器。
Router(config-if)# ipv6 address FE80::1 link-local
! 激活接口。虽然 IPv4 和 IPv6 共享接口状态，
! 但确保 no shut 是网络工程师的肌肉记忆。
Router(config-if)# no shutdown
#### 配置 GigabitEthernet0/1 接口
接下来，我们对第二个接口进行类似的操作。请注意，虽然我们在 IPv4 中习惯给不同接口配置不同的 IP，但在链路本地地址中，为了方便记忆，许多工程师会习惯性地将每个接口的 FE80 地址都设为 ::1（因为链路本地地址仅在本地链路有效，不会产生冲突）。
Router(config)# interface Gig0/1
! 同样配置为 ::1，简化管理
Router(config-if)# ipv6 address FE80::1 link-local
! 激活接口
Router(config-if)# no shutdown
此时，你的路由器已经拥有了“身份证”（链路本地地址），可以进行基本的本地通信。但这还不够，我们需要配置可路由的全局单播地址，才能实现跨网段通信。
步骤 3：配置全局单播地址（GUA）
这是最核心的一步。我们将为接口分配全球唯一或全网唯一的地址，即 GUA (Global Unicast Address)。这相当于 IPv4 中的公网 IP 或私有 IP。
我们将使用前面规划好的地址。以下是完整的配置流程，包含了命令的详细注释。
Router# conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
! --- 进入第一个接口 ---
Router(config)# interface Gig0/0
! 配置全局 IPv6 地址。
! 2001:DB8:AAAA:A::1 是我们选择的主机地址，/64 是标准子网掩码长度。
! IPv6 通常使用 /64 作为子网划分的标准，以支持 SLAAC。
Router(config-if)# ipv6 address 2001:DB8:AAAA:A::1/64
Router(config-if)# no shutdown
! --- 进入第二个接口 ---
! 我们可以连续输入，不退出配置模式
Router(config-if)# interface Gig0/1
! 配置第二个网段的全局地址
Router(config-if)# ipv6 address 2001:DB8:AAAA:B::1/64
Router(config-if)# no shutdown
! 保存配置（养成好习惯，避免断电丢失）
Router# copy running-config startup-config
深入解析：
在上述命令中，2001:DB8:AAAA:A::1/64 是一个标准的 IPv6 地址写法。
- 2001:DB8: 这是文档用途的保留前缀，仅在文档和示例中使用，类似于 192.0.2.0 在 IPv4 中的用途。
- AAAA:A: 这是我们在实验中自定义的网络部分。
- ::1: 这是接口 ID，代表该子网内的第一台设备。
步骤 4：配置终端设备（PC 端）
路由器配置完成后，我们还需要确保 PC 能够正确获取 IPv6 地址。在 IPv6 的世界里，手动配置并不是唯一的选择，也是最不被推荐的方式。
让我们以 PC0 为例：
- 点击 PC0 -> Desktop（桌面） -> IP Configuration（IP 配置）。
- 找到 IPv6 Configuration 部分。
- 将设置从 Static（静态） 更改为 Automatic（自动）。
发生了什么？
当你切换到“Automatic”时，PC 会监听路由器发送的 ICMPv6 路由通告（RA）。因为我们在路由器上配置了 INLINECODEdfa9e0c8 并开启了 INLINECODE2ab1f7eb，路由器会自动向该网段通告前缀信息。
几秒钟后，你会看到 PC 自动生成了一个 IPv6 地址。这个地址通常由两部分组成：
- 网络前缀： 2001:DB8:AAAA:A::/64（来自路由器）。
- 接口 ID： EUI-64 格式（基于 PC 的 MAC 地址生成）。
同时，你还会看到 Default Gateway（默认网关） 自动填充了路由器的链路本地地址（FE80::1）。这就是 SLAAC 的魅力所在——零配置，即插即用。
注意： 对于连接在 Gig0/1 下的 PC1 和 PC2，请重复上述步骤，确保它们连接到了正确的接口并切换为“Automatic”模式。
步骤 5：验证与故障排查
配置完成了，但这真的成功了吗？作为网络工程师，我们从不“猜测”，我们只“验证”。
最直接的方法是使用 ping 命令。不过，由于 IPv6 地址很长，手动输入非常痛苦且容易出错。
- 点击 PC1 (位于 Gig0/1 网段)，进入 Command Prompt。
- 我们要 Ping 的是 PC0 (位于 Gig0/0 网段) 的 IPv6 地址。
假设 PC0 自动获取到的地址是 2001:DB8:AAAA:A:20D:BDFF:FE1A:D121（注意：你实验中的后缀可能会因为 MAC 不同而不同）。输入命令：
Ping 2001:DB8:AAAA:A:20D:BDFF:FE1A:D121
如果配置正确，你将看到类似于 Reply from... 的消息，并附带了 ICMPv6 的往返时间。这意味着跨网段的 IPv6 通信已经建立成功！
#### 验证命令
除了从 PC 端 Ping，我们也可以在路由器上使用一些强大的 show 命令来检查状态：
1. 查看接口 IPv6 状态：
Router# show ipv6 interface brief
该命令会列出所有接口的状态。确保 INLINECODE69a10598 是 INLINECODEe8e90c97，且 INLINECODE6bed17b6 是 INLINECODEc66118cb。你应该能看到我们配置的全局地址和 FE80 开头的链路本地地址都显示正常。
2. 查看 IPv6 路由表：
Router# show ipv6 route
你应该能看到以 INLINECODEe9279781 (Connected) 开头的直连路由条目，指向我们配置的两个子网。如果路由表为空，请检查是否开启了 INLINECODE0d596457。
常见误区与最佳实践
在我们的学习和实践过程中，有几个常见的陷阱是你需要注意的：
- 不要忽略
link-local的作用： 很多新手觉得 FE80 地址不重要。但实际上，在路由器的路由下一跳中，通常使用的是链路本地地址，而不是全局地址。虽然我们在例子中配置很简单，但在复杂的 OSPFv3 或 BGP 配置中，链路本地地址至关重要。
- 命令拼写错误： IPv4 的命令是 INLINECODE95237b12，而 IPv6 是 INLINECODE35fc45b6。多一个 ‘v‘ 会导致命令无法识别，这在考试或紧张的实战中是很容易犯的错。
- 前缀长度的重要性： 在 IPv4 中我们可能习惯用 /24 或 /30。但在 IPv6 中，几乎所有的子网都应该使用 /64。如果你使用了 /70 或更短的前缀，可能会破坏 SLAAC 的正常工作，导致网络性能下降。
性能优化建议
在生产环境中部署 IPv6 时，仅仅配置好地址是不够的。
- 控制 RA 间隔： 默认情况下，路由器发送路由通告的频率可能较高。如果你希望节省带宽或调整网络收敛速度，可以调整 RA 的间隔时间。
- 禁用未使用的服务： IPv6 同样面临安全问题。如果某些接口不需要 IPv6，建议在接口下使用
no ipv6 enable来显式禁用，防止意外的地址泄露。 - 使用 ACL 进行安全过滤： IPv6 没有 NAT 作为天然的“防火墙”，这意味着如果配置不当，你的内部设备可能会直接暴露给公网。务必配置 IPv6 访问控制列表 (ACL) 来仅放行必要的流量。
总结
恭喜你！我们已经一起完成了一次完整的 Cisco 路由器 IPv6 配置实战。通过这篇文章，你不仅学会了如何输入配置命令，更重要的是理解了 IPv6 的架构逻辑：从开启单播路由，到链路本地地址与全局地址的区别，再到利用 SLAAC 实现终端设备的自动配置。
IPv6 已经不再是未来的技术，它就是现在。掌握它，不仅能让你在网络工程的道路上走得更远，还能让你在面对海量设备连接的挑战时，游刃有余。
下一步，建议你尝试在 Packet Tracer 中搭建更复杂的拓扑，尝试配置 OSPFv3 或者静态路由，看看数据包是如何在不同的 IPv6 网段之间转发的。保持好奇心，继续探索吧！