IPv6. RNDr. Ing. Vladimir Smotlacha, Ph.D

IPv6 RNDr. Ing. Vladimir Smotlacha, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze © Vladimír Smotlacha, 2011

Počítačové sítě BI-PSI LS 2010/11, Předn. 11a https://edux.fit.cvut.cz/BI-PSI

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

IPv4 – prefixy 8bit

zdroj: http://www.potaroo.net BI­PSI  IPv6

2

IPv4 – a co dál? ●

classful design byl velmi neefektivní –

●

80. léta: classless design (CIDR) –

●

127 tříd A zabíralo polovinu adresního prostoru na začátku 90.let se zjistilo se, že CIDR nevyřeší problém nedostatku IP adres

vyčerpání adresního prostoru – 3. únor 2011 – IANA rozdělila poslední bloky adres IPv4 –

květen 2011 – předpokládané vyčerpání u regionálních správců

–

část adresového prostoru není ve skutečnosti využívána ●

přidělené adresy nelze odebrat BI­PSI  IPv6

3

Nové požadavky na IP ●

větší adresní prostor

●

automatická konfigurace –

bez externího serveru (např. DHCP)

●

podpora QoS

●

větší bezpečnost

●

mobilita

BI­PSI  IPv6

4

IPv6 – milníky ●

● ● ●

IETF ●

1993 ustavení prac. skupin IPng (IP next generation)

●

1995 RFC1550 – první specifikace IPv6 (zastaralé)

●

1998 RFC2460 Internet Protocol Version 6 Specification

●

2004 RFC3775 Mobility Support in IPv6

6bone – experimentální IPv6 síť (1996 – 2006) podpora v root DNS serverech - 2003 operační systémy ●

1996 Linux (2.1.8)

●

1997 IBM AIX 4.3

●

2000 Sun Solaris v.8, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD,

●

2002 WindowsXP (SP1), Windows Server 2003 BI­PSI  IPv6

5

IPv4 a IPv6

zdroj: Cisco BI­PSI  IPv6

6

IPv4 a IPv6

zdroj: Cisco BI­PSI  IPv6

7

IPv6 – položky hlavičky ● ●

●

●

Version (4b) – hodnota 6 Traffic class (8b) – třída provozu –

obdoba ToS v IPv4

–

využití není definováno

Flow label (20b) – identifikace datového toku –

usnadní směrování (switch router)

–

není zatím definováno

Payload length (16b) – délka dat –

obdoba Total length v IPv4

–

počítá se od konce základní hlavičky

–

zahrnuje i rozšiřující hlavičky

BI­PSI  IPv6

8

IPv6 – položky hlavičky (2) ●

Next header (8b) –

●

● ●

typ následující hlavicky nebo dat

Hop limit (8b) – max. počet „skoků“ –

obdoba TTL v IPv4

–

ochrana proti zacyklení ●

každý router sníží hodnotu o 1

●

po vynulování se paket zlikviduje, odešle se ICMP zpráva

Source address (128b) Destination address (128b)

BI­PSI  IPv6

9

IPv6 – co není v hlavičce ●

některé informace z IPv4 nejsou v hlavičce IPv6 –

fragmentace, volby (options) ●

–

délka hlavičky ●

–

nahrazeno rozšiřujícími hlavičkami vždy stejná

kontrolní součet ●

zbytečně duplikuje funkci linkové vrstvy

●

odpadá neustálé přepočítáváni ve směrovačích BI­PSI  IPv6

10

Rozšiřující hlavičky ●

za základní hlavičkou můžou následovat rozšiřující hlavičky –

●

pořadí je pevné

typy rozšiřujících hlaviček ● ● ● ● ● ● ●

–

0 volba pro všechny (hop-by-hop options) 43 směrování 44 fragmentace 50 šifrování (ESP) 51 autentizace (AH) 60 volby pro cíl (destination options) 135 mobilita

existují i další, experimentální hlavičky BI­PSI  IPv6

11

Typy dat ●

typy dat (payload) ●

6 TCP

●

8 EGP

●

9 IGP

●

17 UDP

●

46 RSVP

●

47 GRE

●

58 ICMP

BI­PSI  IPv6

12

Jumbogram ●

max. délka dat v paketu je 65535 (2^16 – 1)

●

větší paket – jumbogram – až 4 GB –

má smysl pro MTU > 64 kB

–

Payload length nastaven na 0

–

délka (32b) uvedena v rozšiřující hlavičce typu „volba pro všechny“

BI­PSI  IPv6

13

Fragmentace a MTU ● ●

●

fragmentaci provádí pouze odesílatel pokud je paket moc dlouhý –

směrovač jej zahodí

–

odešle odesílateli ICMP zprávu s informaci o MTU

snaha o vyloučení fragmentace –

● ●

nastavení velikosti datagramů na MTU

minimální MTU pro IPv6 je 1280 bytů algoritmus hledání MTU (Path MTU Discovery)

BI­PSI  IPv6

14

Adresy IPv6 – notace ●

8 skupin po 4 hexedecimálních číslicích –

oddělovač „:“

–

nulovou skupinu/skupiny lze nahradit znaky „::“

–

poslední 4 byty lze zapsat dekadicky, oddělovač „.“

–

●

kompatibilita s IPv4

●

implementace není povinná

příklad (zápis téže adresy) – – – – –

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:0db8:0000:0000:0000::1428:57ab 2001:0db8:0:0:0:0:1428:57ab 2001:0db8::1428:57ab 2001:0db8::20.40.87.171 BI­PSI  IPv6

15

Typy adres ●

individuální (unicast)

●

skupinové (multicast)

●

výběrové (anycast)

BI­PSI  IPv6

16

Adresní prostor ::/128

nedefinovaná adresa

::1/128

smyčka (loopback)

●

obdoba 127.0.0.1

fc00::/7

unikátní individuální lokální

fe80::/10

individuální lokální linkové

●

obdoba 169.254.0.0/16

ff00::/8

skupinové

::ffff:0:0/96 mapování IPv4 do IPv6 2002::/16

adresování tunelu IPv6 v IPv4.

2001:db8::/32 využití v dokumentaci BI­PSI  IPv6

17

Individuální globální adresy RFC3587 definuje individuální adresy

●

–

zatím přidělen prefix 2000::/3 (001 binárně)

struktura:

●

globální prefix 45b

001

● ●

subnet 16b

interface ID 64b

identifikátor rozhraní – IEEE EUI-64 příklad: –

MAC:

00:40:D0:7D:6A:86

–

interface ID: 0240:D0FF:FE7D:6A86 BI­PSI  IPv6

18

Skupinové adresy 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 T

dosah adresa skupiny

● ●

T – 0 dobře známá, 1 dočasná dosah – 1 rozhraní, 2 linka, 3 podsíť, 4 správu, 5 místo, 8 správu, E globální ● ● ● ●

●

FF01::101 NTP server na rozhraní FF02::101 NTP servery ve stejné fyzické síti FF05::101 NTP servery v daném místě FF0E::101 NTP servery v Internetu

skupinové adresy založené na individuálních 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 P T

dosah

rezerva=0

délka

prefix sítě ID skupiny

BI­PSI  IPv6

19

Výběrové adresy ●

existuje více serverů s danou adresou –

●

směrovací mechanismy zaručí doručení nejbližšímu

nemají rezervovánu část adresního prostoru –

nelze rozlišit od individuálních adres

BI­PSI  IPv6

20

Adresy rozhraní ●

uzel ● ● ● ● ● ●

●

lokální linková loopback individuální a výběrové skupinová pro všechny uzly skupinová pro skupiny jejichž je členem skupinová pro vyzývaný uzel (objevování sousedů)

směrovač ● ● ● ●

jako uzel skupinová pro všechny směrovače výběrová pro směrovače v podsíti všechny přidělené výběrové adresy BI­PSI  IPv6

21

Vyhledávání sousedů ● ●

rozšířená náhrada ARP využívá ICMPv6 –

●

výzva směrovači, ohlášení směrovače, výzva sousedovi, ohlášení souseda, přesměrování

poskytuje – – – – – – –

zjišťování linkových adres v lokální síti rychlou aktualizaci změn a neplatných položek hledání směrovačů přesměrování detekci duplikovaných adres ověřování dosažitelnosti sousedů zjišťování údajů pro automatickou konfiguraci BI­PSI  IPv6

22

Hledání linkové adresy ● ●

● ●

výzva sousedovi s vyhledávanou IP adresou skupinové adresy ●

FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104

●

posledních 24b vyhledávané adresy

ohlášení souseda s linkovou adresou aktualizace ●

●

nevyžádané ohlášení na FF02::1 pro aktualizaci cache

detekce dosažitelnosti souseda ● ● ● ●

vypršení platnosti informace z vyšších vrstev výzva sousedovi smazání z cache BI­PSI  IPv6

23

Mobilita ● ● ●

●

RFC3775 (2004) princip domácí adresy a domácího agenta vytvoření tunelu mezi mobilním zařízením a agentem optimalizace cesty

BI­PSI  IPv6

24

Mobilita

mobilní stanice

domácí agent

domácí adresa BI­PSI  IPv6

25

Mobilita – otevření spojení

mobilní stanice

domácí agent

domácí adresa BI­PSI  IPv6

26

Mobilita – vytvoření tunelu

mobilní stanice

domácí agent

domácí adresa BI­PSI  IPv6

27

Mobilita – optimalizace cesty

mobilní stanice

domácí agent

domácí adresa BI­PSI  IPv6

28

Literatura ke dalšímu studiu: Pavel SATRAPA: IPv6 http://knihy.nic.cz/files/nic/edice/pavel_satrapa_ipv6_2008.pdf

BI­PSI  IPv6

29

Poděkování Janu Kubrovi z FEL ČVUT za poskytnutí slajdů, z nichž některé byly částečně využity v této přednášce

BI­PSI  IPv6

30

Děkuji za pozornost

BI­PSI  IPv6

31