OpenWrt 开启 IPv6 公网访问全指南
阅读本文要求具有基础网络知识,例如知道什么是网络掩码、路由、DHCP 等。
当前环境:
- 江苏电信,光猫为桥接模式。
- x86 软路由,安装 iStoreOS。
基础概念
什么是 IPv6
IPv6 与 v4 不同。v4 时代运营商一般只给用户分配最多 1 个公网 ip,然后用户自己的路由器通过 NAT 再给局域网设备分配内网 IP,也就是 192.168.x.x
这种。这种情况下内网设备没有独立的公网 IP,要想从公网访问必须配置路由器端口转发。随着 v4 资源枯竭,现在运营商默认已经不再分配公网 IP 了。要想正常从外部访问,必须做内网穿透。
IPv6 有无数个地址可供分配,“可以给地球上的每一粒沙子都分配一个 IP 地址”。因此运营商分配的策略也会变化。v4 分配的是一个地址,而 v6 分配的是一个前缀,也就是所谓的 pd
,相当于是一整个网段,我们可以自己继续往下分配,从而使得每一个局域网设备都能获得公网 IP 地址,甚至可以划分自己的多层子网。
典型的 IPv6 地址由 8 组十六进制数字表示,一共有 128 bits (16B)。
|----- 网络号 ------| 子网号|--------- 主机号 ---------| 前缀长度|
0123 : 4567 : 89ab : cdef : 0123 : 4567 : 89ab : cdef /64
通常习惯上只有子网号是我们可以自行往下划分的部分,即前缀长度应该在 49~64 范围内。
IPv6 每组的前缀 0 可以省略,多组连续的 0 也可以省略,但要用 ::
表示,例如下面两种写法等价:
204e:0000:0000:0000:0000:0000:0000:1
204e::1
Scope
与 v4 不同,一个接口可以同时具有多个 v6 的 IP 地址,并且多数情况下都会超过一个。因为 v6 地址分为不同的 Scope,也就是说有效范围不同,常见的(不是全部)包括:
- Global:全局地址,全局可路由,相当于「公网 IP」。
- Unique Local:只在网关内部使用,相当于
192.168.x.x
之类的局域网地址。多个子网可以通过此类地址互相访问(通过路由器)。 - Link Local:每个接口自动生成的链路地址,永远不被路由。只在本地链路(冲突域)中使用。
其中只有「Link Local」在 IPv4 中没有明确对应,因为它的存在主要为了解决 IPv6 特有的一个问题:一个接口有多个地址,那么建立路由时很可能学习到重复的下一跳,所以需要一个唯一标识来区分设备,这就是 Link Local 地址。
拨号获取 IPv6
进入 OpenWrt 后台「网络-接口」,编辑 wan
接口(通常都是这个名字),修改这些选项:
- 获取 IPv6 地址:自动
- 委托 IPv6 前缀:勾选
wan
口的「DHCP 服务器 - IPv6 设置」:
- 指定的主接口:不勾选
- RA 服务:禁用
- DHCPv6 服务:禁用
- NDP 代理:禁用
保存应用后通常会多出一个名为 wan_6
的虚拟动态接口,因为大部分营运商是通过 DHCPv6 下发地址的,而我们之前选择了「自动」,OpenWrt 识别到之后就会新建一个客户端。若运营商支持现在应该就能看到获取的前缀了(PD):
注意,若只有
fe80::
开头的地址则说明未获取到 IPv6,这个只是自动生成的链路地址而已。
分配 IPv6
路由器获得了一个网段,下面要做的就是给每一个设备都分配一个公网地址。有两种方案,可以单独选择也可以同时使用,分别是 SLAAC 与 DHCPv6。
SLAAC
SLAAC 是无状态地址自动配置协议,顾名思义,它不再需要 DHCP 服务器来维护状态,而是各个客户端自行生成、协商、通告地址。SLAAC 是唯一全平台支持的协议,Android 明确不会支持有状态 DHCPv6,谷歌认为有状态协议对于终端用户没有明显优点,还会造成隐私问题,属于 IPv4 时代的陋习。
SLAAC 的一个重要数据是路由器定期发送的 RA(路由通告),其包含前缀信息,以及是否应该尝试通告 DHCPv6 请求地址。
要配置纯 SLAAC,需要进入 「lan
口的设置 - 高级设置」:
- 委托 IPv6 前缀:自选,决定到下级设备能否获得前缀(不影响 IPv6 地址本身的分配)。不懂可以勾上。
- IPv6 分配长度:启用委托前缀时决定分配下去的前缀长度,划分多个子网时需要,不懂可以填 64 或保持默认。
- IPv6 分配提示:保持默认就行,划分子网是可选用的。
- IPv6 后缀:设置当前接口的 IPv6 地址后缀,可以填写
::1
,那么此接口的地址就类似240e:aaaa:bbbb:cccc::1
。
另外还要配置「lan
口的设置 - DHCP 服务器 - IPv6 设置」:
- 指定的主接口:不勾选
- RA 服务:服务器模式
- DHCPv6 服务:禁用
- 本地 IPV6 DNS 服务器:勾选
- NDP 代理:禁用
对应地,修改 「IPv6 RA 设置」:
- 默认路由器:自动
- 启用 SLAAC:勾选
- RA 标记:无,因为我们根本没有 DHCPv6 服务器。
这样保存应用之后,应该所有的下属设备都可以生成公网 IPv6 地址了。
DHCPv6
DHCPv6 本身也分为有状态和无状态两种:
- 有状态:通过 DHCPv6 分配 IP。
- 无状态:IP 依然采用 SLAAC 生成(通过 RA),但其他参数,例如 DNS,网关地址等则通过 DHCPv6 获取。
要启用 DHCPv6,「lan
口的设置 - 高级设置」与上文 SLAAC 配置一致,「lan
口的设置 - DHCP 服务器 - IPv6 设置」如下:
- RA 服务:服务器模式
- DHCPv6 服务:服务器模式
- 本地 IPV6 DNS 服务器:勾选
- NDP 代理:禁用,用于多级路由器之间转发邻居发现协议的流量。
对应地, 「IPv6 RA 设置」应为:
- 启用 SLAAC:禁用
- RA 标记:M + O,表示通过 DHCPv6 获取 IP 与其他配置参数。
若希望配置为无状态 DHCPv6,则需要启用 SLAAC,并把 RA 标记设置为 O。即通过 SLAAC 生成 IP 但通过 DHCPv6 获取参数。
防火墙放行
现在我们的每一个设备都有公网地址了,但要想被外部访问,需要防火墙放行才行。这里只说 OpenWrt 的防火墙,至于设备自己的(群晖 NAS,Windows 等)自行设置。
进入「网络 - 防火墙 - 通信规则」点击下面的添加按钮:
【常规设置】
- 协议:按需选择,注意 ping 使用的是 ICMP 协议,不是 TCP/UDP。
- 源区域:wan
- 目标区域:lan(如果要访问路由器自己则选择「设备」)
- 目标端口:自行设置
- 操作:接受
【高级设置】
- 地址族限制:仅 IPv6
保存一下就好。
注意,这样配置防火墙实际上是允许以 IPv6 访问任意子网设备的指定端口。
如果希望只放行特定的目标设备,可以指定 IP 后缀。因为运营商分配给我们的前缀是动态变化的,所以不能直接指定 IP,而后缀无论是使用 DHCPv6 还是 SLAAC(使用 eui64),经过配置都可以确保不变。然后添加防火墙规则时填写「目标地址」为 ::aaaa:bbbb:cccc:dddd/-64
,其中 -64
的意思是匹配从右往左的 64 位。若部分系统不支持这种缩写,可以回退到 IPv4 的掩码表示形式:::aaaa:bbbb:cccc:dddd/::ffff:ffff:ffff:ffff
。
附录
常见前缀
240e::/20
: 中国电信2409:8000::/20
: 中国移动2408:8000::/20
: 中国联通2000::/3
: 全局单播地址。也就是全球可路由的公网地址。上述三个都属于这个。FE80::/10
: 链路本地地址。2002::/16
: 仅供 6to4 隧道使用
特殊地址
::
- 相当于0.0.0.0
::1/128
- 本地回环地址,相当于127.0.0.1/32