Автоматическая настройка IPv6

TL;DR: IPv6 спроектирован с автоконфигурацией «из коробки». Хост получает link-local адрес (fe80::) автоматически, без серверов. Для глобального адреса — SLAAC: маршрутизатор рассылает префикс сети (Router Advertisement), хост дополняет его своим идентификатором. DHCPv6 опционален — нужен только для дополнительных параметров (DNS, NTP) или когда администратор хочет контролировать выдачу адресов.

Зачем это знать

IPv4-адреса исчерпаны (с 2011 года). IPv6 — не «когда-нибудь», а реальность: крупные облака, мобильные операторы, CDN уже работают по IPv6. Главное отличие от IPv4 в контексте настройки — IPv6 не нуждается в DHCP для базовой работы. Хост сам генерирует себе адрес.

Формат адреса IPv6

128 бит, записывается как восемь групп по 4 hex-цифры:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Правила сокращения:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334   полный
2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334           убрать ведущие нули
2001:db8:85a3::8a2e:370:7334              :: заменяет группы нулей (один раз)

Типы адресов

Префикс	Тип	Аналог в IPv4	Описание
::1/128	Loopback	127.0.0.1	Сам хост
fe80::/10	Link-local	169.254.x.x	Только в пределах одного сегмента
2000::/3	Global Unicast	Публичные IP	Маршрутизируемые в интернете
fc00::/7 (fd00::/8)	Unique Local	10.0.0.0/8, 192.168.0.0/16	Частные сети
ff00::/8	Multicast	224.0.0.0/4	Групповая рассылка

В IPv6 нет broadcast. Его функции выполняет multicast (например, ff02::1 — все узлы на link).

Три уровня автоконфигурации

1. Link-local адрес (всегда, автоматически)

При поднятии интерфейса ядро автоматически генерирует link-local адрес fe80::. Никаких серверов не нужно.

fe80:: + идентификатор интерфейса (из MAC или случайный)

$ ip -6 addr show eth0
inet6 fe80::5054:ff:fe12:3456/64 scope link
#     ↑ link-local, сгенерирован автоматически

Link-local достаточен для общения внутри одного сегмента: Neighbor Discovery, обнаружение маршрутизаторов. Но он не маршрутизируется — для выхода за пределы сегмента нужен глобальный адрес.

2. SLAAC — глобальный адрес без DHCP

SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) — основной механизм автоконфигурации IPv6.

Хост                                   Маршрутизатор
  │                                         │
  │  1. Router Solicitation (RS)            │
  │  "Есть тут маршрутизатор?"             │
  │  dst: ff02::2 (all-routers multicast)  │
  │────────────────────────────────────────→│
  │                                         │
  │  2. Router Advertisement (RA)           │
  │  "Префикс сети: 2001:db8:1::/64        │
  │   Мой адрес: fe80::1                   │
  │   Флаги: A=1 (используй SLAAC)        │
  │   Время жизни: 1800с"                  │
  │←────────────────────────────────────────│
  │                                         │
  ▼
Хост генерирует глобальный адрес:
  2001:db8:1:: + собственный идентификатор
  = 2001:db8:1::5054:ff:fe12:3456/64

Хост добавляет default route:
  default via fe80::1 dev eth0

Маршрутизатор также периодически рассылает RA (обычно каждые 200–600 секунд) на ff02::1 (все узлы) — новые хосты не обязаны отправлять RS, достаточно подождать.

Stateless означает, что маршрутизатор не хранит информацию о том, какие адреса выданы. Каждый хост самостоятельно генерирует уникальный адрес из префикса + идентификатора.

3. DHCPv6 — когда SLAAC недостаточно

SLAAC выдаёт только адрес и gateway. Для DNS, NTP, доменного имени и других параметров нужен DHCPv6 или RDNSS (DNS-информация в RA).

Флаги в Router Advertisement определяют поведение:

Флаг	Значение	Результат
A=1 (Autonomous)	Использовать SLAAC для адреса	Хост сам генерирует IP
M=1 (Managed)	Использовать DHCPv6 для адреса	Хост запрашивает IP у DHCPv6
O=1 (Other)	Использовать DHCPv6 для доп. параметров	SLAAC для IP, DHCPv6 для DNS и т.д.

Типичная конфигурация: A=1, O=1 — адрес через SLAAC, DNS через DHCPv6 (или RDNSS в RA).

Генерация идентификатора интерфейса

64 бита адреса — префикс сети (от маршрутизатора), 64 бита — идентификатор интерфейса (генерирует хост).

Метод	Описание	Приватность
EUI-64 (из MAC)	52:54:00:12:34:56 → ::5054:00ff:fe12:3456	Плохая: MAC = fingerprint
Stable Privacy (RFC 7217)	Хеш от MAC + префикса + секрета	Хорошая: стабильный, но не отслеживаемый
Temporary (RFC 8981)	Случайный, меняется со временем	Отличная: для исходящих соединений

Современные дистрибутивы по умолчанию используют Stable Privacy + Temporary адреса:

$ ip -6 addr show eth0
inet6 2001:db8:1::a1b2:c3d4:e5f6:7890/64 scope global dynamic mngtmpaddr
#     ↑ stable privacy (основной)
inet6 2001:db8:1::8f2e:7d41:3b19:cafe/64 scope global temporary dynamic
#     ↑ temporary (для исходящих соединений, меняется)
inet6 fe80::5054:ff:fe12:3456/64 scope link
#     ↑ link-local

# Проверить метод генерации
sudo sysctl net.ipv6.conf.eth0.addr_gen_mode
# 0 = EUI-64, 2 = Stable Privacy, 3 = Random
 
# Включить Privacy Extensions (temporary addresses)
sudo sysctl net.ipv6.conf.eth0.use_tempaddr=2

Neighbor Discovery Protocol (NDP)

NDP заменяет несколько протоколов IPv4: ARP, ICMP Router Discovery, ICMP Redirect. Работает поверх ICMPv6.

Сообщение	Функция	Аналог IPv4
Router Solicitation (RS)	Запрос маршрутизатора	—
Router Advertisement (RA)	Ответ маршрутизатора с параметрами	—
Neighbor Solicitation (NS)	Резолвинг IPv6 → MAC	ARP Request
Neighbor Advertisement (NA)	Ответ с MAC-адресом	ARP Reply
DAD (Duplicate Address Detection)	Проверка уникальности адреса	Gratuitous ARP

DAD — перед использованием сгенерированного адреса хост отправляет NS на этот адрес. Если кто-то отвечает — адрес занят, генерируется другой.

Настройка IPv6 в Linux

# Проверить IPv6
ip -6 addr show
ip -6 route show
 
# Отключить IPv6 (если не нужен)
sudo sysctl net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
sudo sysctl net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1
 
# Включить обратно
sudo sysctl net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=0
 
# Проверить что IPv6 работает
ping -6 ::1                    # loopback
ping -6 fe80::1%eth0           # link-local (нужен %interface)
curl -6 https://ipv6.google.com

Указание интерфейса через %eth0 обязательно для link-local адресов — они не уникальны глобально (каждый интерфейс имеет свой fe80:: адрес).

Dual Stack: IPv4 + IPv6

Большинство современных систем работают в режиме dual stack — оба протокола одновременно. Приложения пытаются сначала IPv6, потом IPv4 (определяется /etc/gai.conf).

$ ip addr show eth0
inet 192.168.1.100/24 ...              # IPv4
inet6 2001:db8:1::a1b2:c3d4/64 ...    # IPv6 global
inet6 fe80::5054:ff:fe12:3456/64 ...   # IPv6 link-local

Подводные камни

Проблема	Симптом	Решение
Нет глобального IPv6-адреса	Только fe80:: (link-local)	Маршрутизатор не отправляет RA. Проверить: rdisc6 eth0, настроить RA на роутере
connect: Network unreachable по IPv6	Нет default route	ip -6 route — должен быть default via fe80::.... Проблема с RA
Медленное подключение к сайтам	Таймаут IPv6, потом fallback на IPv4	Если IPv6 не работает — отключить: sysctl net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
ping6 fe80::1 — Invalid argument	Не указан интерфейс	ping6 fe80::1%eth0 — для link-local нужен %iface
Несколько IPv6-адресов на интерфейсе	Это нормально	Link-local + global + temporary — штатное поведение

Связанные материалы

• networking — стек TCP/IP, IPv4, подсети, маршрутизация
• dhcp — DHCPv4, DORA, lease
• configure-network — nmcli, netplan, статический IP