🧭 一、DHCPv6 是什么？
全称：Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6
标准：RFC 8415（取代旧版 RFC 3315）
功能：
通过中心服务器，给 IPv6 主机分配地址、DNS、域名、时间服务器等网络参数。
📘 对应 IPv4 的 DHCP，但工作机制有一些差异。
🧩 二、为什么还需要 DHCPv6？
IPv6 有 自动配置机制（SLAAC），那为什么还要 DHCPv6 呢？ 因为 SLAAC 只能提供：
- IPv6 地址（通过前缀 + IID）；
- 默认网关（由 RA 通告）； 但很多企业网络还需要：
- DNS 服务器；
- 域名搜索后缀；
- NTP、SIP 等服务信息；
- 地址集中管理与审计。 👉 这些是 DHCPv6 存在的意义。
⚙️ 三、DHCPv6 的两种工作模式
| 模式 | 功能 | 特点 | 是否分配地址 |
|---|---|---|---|
| Stateful（有状态） | 类似 IPv4 DHCP | 由服务器集中分配 IPv6 地址 | ✅ 是 |
| Stateless（无状态） | 仅提供其他配置信息 | 地址由 SLAAC 自动生成 | ❌ 否 |
📘 这两种模式的选择由 RA（Router Advertisement）中的 M/O 标志位 控制：
| 标志 | 含义 | 对应行为 |
|---|---|---|
| M=1 | Managed Address Configuration | 启用 DHCPv6（Stateful）分配地址 |
| O=1 | Other Configuration | 启用 DHCPv6（Stateless）提供额外参数 |
| M=0, O=0 | 完全靠 SLAAC | 不使用 DHCPv6 |
✅ 举例：
- 家用网络通常是 SLAAC + Stateless DHCPv6；
- 企业网络常用 Stateful DHCPv6 进行集中管理。
如果客户端收到M标志位不同的两个ra报文怎么办
客户端的行为（RFC 8415 / RFC 4861 指定）
- 按 RA 优先顺序处理
- 客户端会 合并前缀信息；
- RA 提供的前缀和标志位决定是否发起 DHCPv6 请求。
- M=1 优先
- 如果收到任意 RA 的 M=1，客户端会 倾向于使用 Stateful DHCPv6 获取地址；
- 即便另一台路由器发送 M=0 的 RA，也不会使用 SLAAC 分配地址。
- O=1 用于 Stateless DHCPv6
- 如果 M=0，但 O=1，则客户端会使用 SLAAC 生成地址，并向 DHCPv6 请求其他参数（DNS 等）；
- 如果同时存在 M=1 RA，则客户端只做 Stateful DHCPv6 分配，不再单独使用 O=1 的 Stateless 请求获取地址，但仍可获取额外参数。
📦 四、DHCPv6 报文格式
DHCPv6 使用 UDP 协议：
| 方向 | 端口 |
|---|---|
| 客户端 → 服务器 | UDP 546 |
| 服务器 → 客户端 | UDP 547 |
基本报文结构
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| msg-type | transaction-id |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| options (variable length) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 字段 | 含义 |
|---|---|
| msg-type | 报文类型（例如 SOLICIT、ADVERTISE 等） |
| transaction-id | 用于匹配请求/应答 |
| options | 携带选项内容（IA、DNS、Server ID 等） |
🧮 五、常见 DHCPv6 报文类型
| 报文名称 | 类型码 | 方向 | 说明 |
|---|---|---|---|
| SOLICIT | 1 | Client → Server | 客户端发现服务器 |
| ADVERTISE | 2 | Server → Client | 服务器响应并提供可选配置 |
| REQUEST | 3 | Client → Server | 请求分配特定地址或参数 |
| CONFIRM | 4 | Client → Server | 确认当前地址是否仍然可用 |
| RENEW | 5 | Client → Server | 续租地址 |
| REBIND | 6 | Client → 任意Server | 当前服务器失联后重新绑定 |
| REPLY | 7 | Server → Client | 回复（用于多种场景） |
| RELEASE | 8 | Client → Server | 主动释放地址 |
| DECLINE | 9 | Client → Server | 拒绝地址（检测到冲突） |
| RECONFIGURE | 10 | Server → Client | 强制客户端重新获取配置 |
| INFORMATION-REQUEST | 11 | Client → Server | Stateless 模式请求参数 |
| RELAY-FORW / RELAY-REPL | 12 / 13 | 中继使用 | 用于跨网段转发请求 |
🔄 六、DHCPv6 有状态分配流程（Stateful）
1️⃣ 流程概览
Client Server
|---- SOLICIT ------------------>|
|<--- ADVERTISE -----------------|
|---- REQUEST ------------------>|
|<--- REPLY ---------------------|
2️⃣ 报文详细说明
| 步骤 | 报文类型 | Client → Server？ | Source IP | Dest IP | UDP 端口 | 作用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | SOLICIT | ✅ | 客户端 Link-local 地址 | ff02::1:2（所有 DHCPv6 服务器）或单播服务器地址 | 546 → 547 | 客户端发现网络中的 DHCPv6 服务器 |
| 2 | ADVERTISE | ❌ | 服务器全局地址或链路本地地址 | 客户端 Link-local 地址 | 547 → 546 | 服务器响应，提供可用地址池信息、配置参数等 |
| 3 | REQUEST | ✅ | 客户端 Link-local 地址 | DHCPv6 服务器单播地址 | 546 → 547 | 客户端请求分配某个 IPv6 地址 + 配置参数 |
| 4 | REPLY | ❌ | DHCPv6 服务器地址 | 客户端地址 | 547 → 546 | 服务器确认分配地址及参数，包含租期信息 |
📡 七、无状态模式（Stateless DHCPv6）
目标：客户端通过 SLAAC 自动生成 IPv6 地址，DHCPv6 仅提供其他参数（DNS、NTP、搜索域等）
1️⃣ 流程概览
Client Server
|-- INFORMATION-REQUEST -->|
|<-- REPLY ----------------|
2️⃣ 报文详细说明
| 步骤 | 报文类型 | Client → Server？ | Source IP | Dest IP | UDP 端口 | 作用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | INFORMATION-REQUEST | ✅ | 客户端 Link-local 地址（SLAAC 已生成） | ff02::1:2（所有 DHCPv6 服务器）或单播服务器地址 | 546 → 547 | 客户端请求其他网络参数（如 DNS、NTP） |
| 2 | REPLY | ❌ | DHCPv6 服务器地址 | 客户端地址 | 547 → 546 | 服务器返回配置信息（不分配 IPv6 地址） |
🧠 八、DHCPv6 Option
报文结构
所有 DHCPv6 选项都遵循统一格式：
| 字段 | 长度（字节） | 含义 |
|---|---|---|
| Option Code | 2 | 标识是哪种选项（如 IA_NA、ServerID、Status Code 等） |
| Option Length | 2 | 后续数据（Option Data）的长度（不含前4字节） |
| Option Data | 可变 | 具体内容，例如地址、时间、子选项等 |
0 1 2 3
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Option Code | Option Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
. Option Data .
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Option 的嵌套结构（支持层级）
DHCPv6 Option 支持 嵌套（Nested Options），即一个选项内部再包含其他选项。 例如
OPTION_IA_NA (Code 3)
├─ IAID
├─ T1
├─ T2
├─ OPTION_IAADDR (Code 5)
│ ├─ IPv6 Address
│ ├─ Preferred Lifetime
│ ├─ Valid Lifetime
│ └─ (可能还有子选项，例如 OPTION_STATUS_CODE)
└─ OPTION_STATUS_CODE (Code 13)
DHCPv6 option是如何解析出哪个是子option哪个是数据的？
RFC 8415 定义的所有 DHCPv6 Option 都有统一的TLV 格式： 关键点：没有额外标志位来区分，完全靠 Option Code 来定义结构。
也就是说——
DHCPv6 协议的每一个 Option（通过 Option Code 区分）在 RFC 中都有自己固定的内部格式。
你必须根据 Option Code 的定义来解析 Option Data。
举例：Option 3 —— IA_NA（Identity Association for Non-temporary Address）
| 字段 | 长度 | 说明 |
|---|---|---|
| IAID | 4 | 客户端分配的 IA ID |
| T1 | 4 | 续租时间 |
| T2 | 4 | 重新绑定时间 |
| IA_NA-options | 可变 | 这里开始是一系列嵌套的 子 Option |
➡️ 注意这里最后一部分是“IA_NA-options”，它自己又是一组 TLV 格式的子 Option。
常见的子 Option 有：
- Option 5（IA Address）
- Option 13（Status Code）
所以，当 DHCPv6 客户端或服务器解析到 Option Code = 3 时，它知道：
- 前 12 字节是固定字段（IAID, T1, T2）
- 剩下的部分是嵌套的 Option 列表
总结: 每个option都由固定长度加可选部分组成，要根据Opion Length判断是否还有可选的子option。
DHCPv6 常见选项一览表
| 代码 (Option Code) | 名称 (Option Name) | 类型 / 内容 | 说明 | 常见在哪些报文中出现 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | OPTION_CLIENTID | 客户端 DUID | 用于唯一标识客户端。DUID 通常基于 MAC + 时间戳或 UUID。 | Solicit, Request, Renew, Rebind 等 |
| 2 | OPTION_SERVERID | 服务器 DUID | 标识 DHCPv6 服务器，客户端通过它区分不同服务器。 | Advertise, Reply |
| 3 | OPTION_IA_NA | IA_NA 结构（Identity Association for Non-temporary Addresses） | 请求或分配非临时 IPv6 地址。内含 IAID、T1/T2 定时器。 | Solicit, Request, Reply |
| 4 | OPTION_IA_TA | IA_TA 结构（Temporary Address） | 请求临时地址（Privacy Address）。 | Solicit, Request, Reply |
| 5 | OPTION_IAADDR | 地址信息 | 在 IA_NA/IA_TA 内部，用来携带具体 IPv6 地址、首选/有效期。 | Reply, Renew, Rebind |
| 6 | OPTION_ORO | Option Request Option | 告诉服务器客户端希望返回哪些 Option（类似请求清单）。 | Solicit, Request |
| 7 | OPTION_PREFERENCE | 数值型（0–255） | 服务器优先级，值越高优先。客户端据此选择服务器。 | Advertise |
| 8 | OPTION_ELAPSED_TIME | 毫秒计时器 | 从客户端启动 DHCPv6 流程开始的时间（避免重试过快）。 | Solicit, Request |
| 9 | OPTION_RELAY_MSG | Relay message 封装 | 中继代理封装原始 DHCP 报文内容。 | Relay-forward / Relay-reply |
| 11 | OPTION_AUTH | Authentication | DHCPv6 消息认证（很少使用）。 | 全部可用 |
| 12 | OPTION_UNICAST | IPv6 地址 | 告诉客户端后续请求可直接单播到该地址（优化后续通信）。 | Reply |
| 13 | OPTION_STATUS_CODE | 状态码 + 描述 | 表示结果（Success, NoAddrsAvail, NotOnLink 等）。 | Reply, Renew |
| 14 | OPTION_RAPID_COMMIT | 空值 | 指示支持快速分配（两步流程 Solicit → Reply）。 | Solicit, Reply |
| 15 | OPTION_USER_CLASS | 用户分类字符串 | 客户端声明自己的类型（例如“VoIP”或“Printer”）。 | Solicit, Request |
| 16 | OPTION_VENDOR_CLASS | Vendor Class | 客户端厂商标识（OUI + class data）。 | Solicit, Request |
| 17 | OPTION_VENDOR_OPTS | Vendor-specific Options | 厂商自定义字段。 | Reply |
| 18 | OPTION_INTERFACE_ID | 中继使用的接口标识 | 让中继在返回时知道对应哪条链路。 | Relay-forward / Relay-reply |
| 19 | OPTION_RECONF_MSG | 重新配置消息类型 | 用于服务器主动通知客户端更新配置。 | Reconfigure |
| 20 | OPTION_RECONF_ACCEPT | 空值 | 客户端声明支持 Reconfigure。 | Solicit |
地址相关选项（Prefix / Delegation）
| 代码 | 名称 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 25 | OPTION_IA_PD | Prefix Delegation IA | 请求前缀委派（PD）。常用于路由器获取下级网段。 |
| 26 | OPTION_IAPREFIX | 前缀信息 | 在 IA_PD 内部，指定分配的前缀、首选/有效期。 |
网络参数类选项（DNS / NTP / Domain）
| 代码 | 名称 | 功能 | 来源 RFC |
|---|---|---|---|
| 23 | OPTION_DNS_SERVERS | DNS 服务器地址 | RFC 3646 |
| 24 | OPTION_DOMAIN_LIST | 搜索域名后缀（如 example.com） | RFC 3646 |
| 31 | OPTION_SNTP_SERVERS | 时间同步服务器 | RFC 4075 |
| 56 | OPTION_NTP_SERVER | 更通用的 NTP 信息（替代 SNTP） | RFC 5908 |
| 25xx（范围） | RDNSS / DNSSL | Router Advertisement 选项，对应 DHCPv6 的 DNS 扩展 | RFC 6106（通常不通过 DHCPv6 实现） |
🧩 九、DHCPv6 与 SLAAC/NDP 的关系
| 功能 | SLAAC | DHCPv6 |
|---|---|---|
| 地址分配 | ✅ 自动生成 | ✅ 服务器分配 |
| 网关 | ✅ 由 RA 提供 | ❌ 不提供 |
| DNS / 域名 | ❌（需 RDNSS 扩展） | ✅ 提供 |
| 地址可追踪性 | ❌ 难以集中管理 | ✅ 易于审计 |
| 使用场景 | 家用、轻量环境 | 企业、ISP、云平台 |