IPv6 alapok (elmélet és gyakorlat) Fábián Attila
[email protected]
Miről lesz szó? 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Az IPv4 története Az IPv6 története Átállás IPv4-ről IPv6-ra Az IPv6 címek felépítése IPv6 címzés IPv6 címkonfiguráció
Az IPv4 története 1981-től napjainkig…
Általánosan az IPv4-ről • Az Internet Protocol negyedik verzióját 1981 szeptemberében publikálja az IETF. • Az IPv4 32 bites címeket használ, melyek négy, 8 bit hosszúságú oktettekből állnak. • Összesen 232 (körülbelül 4,3 milliárd) cím különböztethető meg. • Ebből levonva a D, E osztályokat és privát címeket megkapjuk az interneten megjelenhető címek számát (3,7 milliárd).
Az IPv4 címtár kimerülése • Az IANA 2011 februárjában osztotta ki az utolsó rendelkezésére álló címtartományt. • Hálózati címfordítással, és portfordítással sikerült lelassítani a címek fogyását, de a szolgáltatóknál lévő címek száma 2014 májusára 8 millió alá csökkent. • Az IoT és mobilis eszközök terjedésének hatására egyre több címre van szükség. • Sejthető, hogy egy új megoldás kell…
Az IPv6 története 1998-tól napjainkig…
Általánosan az IPv6-ról • Az Internet Protocol hatodik verziójával kapcsolatos első RFC dokumentum 1998 decemberében jelent meg. • Az IPv6-ot az IPv4 hiányosságainak kiküszöbölésére fejlesztették: • biztonság (IPSec), • mobilitás (Mobile IPv6), • priorizáció (QoS).
Általánosan az IPv6-ról • Az IPv6 128 bites címeket használ, melyek nyolc, 16 bit hosszúságú hextettekbe rendeződnek. • Összesen 2128 (körülbelül 3,4*1038 – 340 szextillió) cím különböztethető meg. • A hatalmas címtér megszünteti a hálózati címfordítás iránti szükséget, így akár egy „belső” hálózat minden számítógépe rendelkezhet internetről elérhető címmel.
Új funkciók az IPv6-ban • QoS – Quality of Service: • Mialatt az IPv4 legjobb szándék szerint továbbítja a csomagokat (nem tesz különbséget), addig az IPv6 beépítetten tartalmaz QoS-t és a késleltetés-érzékeny csomagokat előnyben részesíti a szállítás során.
• Mobile IPv6: • Ez a funkció biztosítja, hogy ez eszköz elérhető maradjon egy hálózaton belül, függetlenül a fizikai helyétől („barangolás”). • A „barangolás” során a hely és IPv6 cím változhat, a szállításrétegbeli kapcsolat állandó marad.
Új funkciók az IPv6-ban • Állapotmentes cím autokonfiguráció (SLAAC – Stateless Address Autoconfiguration): • Olyan módszer, mely lehetővé teszi az eszközök számára, hogy DHCP szerver, és rendszergazdai beavatkozás nélkül jussanak konfigurációhoz. Például: prefixum hossz, hálózat cím, alapértelmezett átjáró.
• Hálózati rétegbeli biztonság: • Az IPv6 fejlesztői csomag szintű titkosítást tesznek lehetővé IPSec használatával, mely kiterjedhet a csomag fejrészére és tartalmára, vagy csak a tartalmára. • A teljesen titkosított csomagot az IPSec képes magától továbbítani a hálózaton, vagy beágyazni azt egy UDP szegmensbe.
Átállás IPv4-ről IPv6-ra Módszerek a nehézségek könnyítése…
Az IPv4 és az IPv6 együttélése • Az IPv6-ra váltásnak nincs meghatározott ideje. A belátható jövőben az IPv4 és IPv6 együtt fog létezni, az átmenet évekig fog tartani. • Az IETF különféle protokollokat és eszközöket fejlesztett ki, hogy elősegítsék az átállást: • kettős protokollkészlet (dual stack), • alagúttechnika (tunneling), • címfordítás (NAT64).
Kettős protokollkészlet (dual stack) • A kettős protokollkészlet lehetővé teszi az IPv4 és az IPv6 együttműködését azonos hálózaton. • A dual stack eszközök egyszerre futtatják mindkét protokollkészletet.
Alagúttechnika (tunneling) • Az alagúttechnika olyan megoldás, amely IPv6 csomagot szállít át IPv4 hálózaton. Az IPv6 csomagot pont ugyanúgy ágyazzák be az IPv4 csomagot, mint bármely más adatot.
Címfordítás (NAT64) • A Network Address Translation 64 (NAT64) lehetővé teszi az IPv6 eszközök számára, hogy IPv4 eszközökkel kommunikáljanak, és fordítva.
Az IPv6 címek felépítése És szabályok a rövidítésére…
IPv6 cím felépítése • Az IPv6 címeket hexadecimális számrendszerben ábrázoljuk. • A számjegyeket 0-F-ig ábrázoljuk (IPv6 címek esetén nem különböztetjük meg a kis- és nagybetűket). • A 128 bites cím nyolc darab 16 bit hosszú hextettből áll. • Mivel négy bit ad ki egy hexadecimális számjegyet, így 32 hexadecimális számjegyből áll a cím.
A címek rövidítése • Az IPv6 címek preferált formátuma: ABCD:EF01:2345:6789:9876:5432:10FE:DCBA • Mind a 32 számot kiírjuk.
• A preferált formátumú címekkel való munka nehéz, egyszerűsíteni kell. • Két szabályt alkalmazhatunk a címek rövidítésére: • A vezető nullák elhagyása, • A csupa nullát tartalmazó szegmensek elhagyása.
A vezető nullák elhagyása • A hextettek vezető nulláit elhagyhatjuk. • Például: • A 0ABC lehet ABC, • A 0FF0 lehet FF0, • A 0000 lehet 0.
• A szabály csak a hextettek elején lévő nullákra vonatkozik, a végükön levőkre nem. • Például: 2001:0DB8:000A:0000:B000:0C00:00D0:0001 2001:DB8:A:0:B000:C00:D0:1
A csupa nullát tartalmazó szegmensek elhagyása • A második szabály lényege, hogy a csupa nullát tartalmazó szegmenseket dupla kettősponttal helyettesíthetjük (::). • Egy címen belül csak egy ilyen lehet, így érdemes a leghosszabb csoportot rövidíteni. • A rövidített címet tömörített formátumnak is hívjuk. • Példa: 2001:0DB8:0000:ABAD:0000:0000:0000:0111 2001:DB8:0:ABAD::0111
Az IPv6 előtag hossz (prefixum) • Emlékezzünk rá, hogy az IPv4 címek előtagját (hálózati részét) pontozott maszkkal vagy perjeles prefixummal azonosíthatjuk (255.255.255.0 = /24). • Az IPv6 az előtag hosszát használja a cím előtag részének meghatározására (prefix). • Az előtag hossz az IPv6 cím hálózati részét határozza meg. • 0 és 128 közé esik, LAN-ok esetében tipikusan /64.
IPv6 címtípusok • Egyedi cím (unicast): egyedileg azonosítja egy IPv6 képes készülék valamely interfészét. • Csoportos cím (multicast): a csoportcím arra való, hogy egyetlen IPv6 csomagot több címzettnek is elküldjünk. • Bárki cím (anycast): ehhez a címhez több eszközt is hozzá kell rendelni. Azok a csomagok, amelyek erre a címre irányulnak, a legközelebbi hozzárendelt eszközhöz továbbítódik.
IPv6 egyedi címek - unicast • Globális egyedi cím (global unicast), • Adatkapcsolati szinten helyi (link-local), • Visszacsatolás (loopback), • Meghatározatlan (unspecified), • Egyedi helyi (unique local), • Némileg hasonlít az IPv4 privát címekhez, nem jelenhet meg az interneten.
• Beágyazott IPv4.
Globális egyedi cím (global unicast) • A publikus IPv4 címekre hasonlít. • Az ilyen címek globálisan egyedi, interneten továbbítható címek. • Konfigurálható statikusan vagy dinamikusan. • Az IANA eddig 38 prefixet osztott ki (általában /23).
Globális egyedi cím (global unicast) • A globális cím három részből áll: • Globális forgalomirányító előtag, • Alhálózat azonosító, • Interfész azonosító.
Adatkapcsolati szinten helyi (link-local) • A link-local címeket az azonos helyi kapcsolaton lévő eszközökkel történő kommunikációra használják. • Az egyediség csak kapcsolaton belül lényeges. • Statikus konfiguráció esetén általában egy eszköz minden portjához ugyanazt a címet rendelik. • Minden IPv6 képes interfésznek kötelezően rendelkeznie kell link-local címmel. • FE80::/10 tartományban van (FE80-FEBF).
Visszacsatolási (loopback) • A loopback címet arra használja az állomás, hogy saját magának küldhessen csomagot. • Az IPv6 loopback cím ::1/128, vagy tömörítetten ::1.
Meghatározatlan (unspecified) • A meghatározatlan cím nem rendelhető interfészhez, és egy csomagnak csak forráscíme lehet. • Akkor láthatóak ilyen címek, ha egy eszköz még nem rendelkezik konfigurációval, vagy ha a csomag forrása a cél számára lényegtelen. • ::/128, rövidítetten ::.
IPv6 címkonfiguráció Hogyan szerezhetnek az állomások címeket?
Általánosan a címkonfigurálásról • Történhet statikusan vagy dinamikusan. • Egy interfésznek több IPv6 címe is lehet (akár globális egyediből is lehet több). • Alapértelmezett átjáróként használhatjuk a hálózathoz csatlakozó forgalomirányító link-local címét.
Statikus konfiguráció • Állomások és hálózati eszközök interfészeit felkonfigurálhatjuk statikusan IPv6 címmel. • Statikusan beállíthatjuk a globális egyedi címet és a link-local címet. • Ha nem állítunk be statikusan link-local címet, akkor minden interfész automatikusan generál magának egyet.
• A statikus konfiguráció rosszul skálázható és felügyelhető.
Dinamikus konfiguráció • IPv6 esetén három lehetőségünk van dinamikus címszerzésre: • Csak DHCPv6 (Dynamic Host Configuration Protocol version 6) szerver használata, • DCHPv6 és SLAAC használata együtt, • Csak SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) használata.
SLAAC – Stateless Address Autoconfiguration • Olyan módszer, amely lehetővé teszi az eszköz számára, hogy beszerezze a prefixumot, a prefixum hosszát és az alapértelmezett átjáró címét egy IPv6 forgalomirányító eszköztől DHCPv6 szerver nélkül is.
DHCPv6 – Dynamic Host Configuration Protocol version 6 • Az eszköz automatikusan kaphatja meg a címzési információkat (globális egyedi cím, előtag hossz, alapértelmezett átjáró, DNS-szerverek címei, stb.). • A DHCPv6 szerver felügyeli a kiosztott címeket, és újítja meg őket, amennyiben szükséges.
Az interfész azonosító • SLAAC használatakor (és állapotmentes DHCPv6 használata esetén) az interfész a forgalomirányítótól csak az előtagot és az előtag hosszt kapja meg, interfész azonosítót magának kell generálnia. • Ez lehet teljesen véletlenszerű generálás, vagy a szabványos EUI-64 (Extended Unique Identifier) módszerrel. • Az interfész a MAC-címe segítségével állít elő egy globálisan egyedi címet, ami közlekedhet az interneten. • A MAC-cím csak 48 bit, a cím középre beszúr egy FF:FE tagot. • Példa: MAC-cím: FC:99:47:75:CE:E0 Interfész azonosító: FC99:47FF:FE75:CEE0
Köszönöm a figyelmet, lássuk a gyakorlatot!
Források • A diasor képi és szöveges elemeket tartalmaz a Cisco CCNA Routing & Switching tananyagból. • Egyéb források: • • • •
• • • • • • • • •
http://blog.apnic.net/2014/11/04/the-story-of-ipv6/ http://www.iana.org/assignments/ipv4-address-space/ipv4-address-space.xhtml https://www.icann.org/news/announcement-2-2014-05-20-en http://www.computerweekly.com/opinion/IPv6-offers-data-packet-security-and-quality-of-service-butso-does-IPv4 http://www.ipv6.com/articles/general/ipv6-the-next-generation-internet.htm http://www.hwsw.hu/hirek/22953/az-ericsson-ipv6-nemzetkozi-barangolast-mutatott-be-kereskedelmigprs-halozaton.html https://www.ietf.org/rfc/rfc2460.txt https://tools.ietf.org/html/rfc5342 http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/ipv6/configuration/guide/12_4t/ipv6_12_4t_book/ip6dhcp.html http://www.cisco.com/c/en/us/support/docs/ip/ip-version-6/25156-ipv6tunnel.html https://tools.ietf.org/html/rfc2080#section-2.6 http://www.ipv6.ru/english/history/ipv5.php https://www.ietf.org/rfc/rfc1819.txt
