Obsah
Historie IPv6
Internet Protocol version 6 (dále jen IPv6) je následník protokolu IPv4. Jeho vznik iniciovaly studie z roku 1990 a 1992, které předpovídaly brzké vyčerpání stávajícího adresního prostoru.
- 1990 - Predikce vyčerpání v roce 1994
- 1992 - Vyčerpání až v letech 2005-2011
- 1993 - Výzva a požadavky pro návrhy IPng (IP Next Generation), RFC 1550
- 1994 - Vznik pracovní skupiny IPng
- 1995 - První specifikace IPv6, RFC 1883
- 1996 - Vznik 6Bone, sítě pro testování protokolu IPv6
- 1997 - První návrh adresního formátu "poskytovatele"
- 1999 - Začíná přidělování IPv6 prefixů
- 2000 - Podpora IPv6 ve standardních výrobcích
- 2002 - Nativní IPv6 mezinárodní páteř 6NET
Vlastnosti IPv6
- Rozsáhlý adresní prostor
- K Unicastu a Multicastu přibyl Anycast
- Podpora pro služby se zajištěnou kvalitou
- Optimalizace pro vysokorychlostní směrování (díky úpravě datagramu)
- Automatická konfigurace (stavová - DHCP je povinná, bezstavová)
- Mechanismy pro zajištění bezpečnosti implementovány přímo v protokolu (AH a ESP)
- Podpora mobility
- Schopnost spolupracovat s IPv4 (tunelování, překlad adres, ...)
Hlavička IPv6 paketu
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Verze |Priorita| Značka toku |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Délka dat | Další hlavička| Max. skoků |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
+ +
| |
+ Adresa odesílatele +
| |
+ +
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
+ +
| |
+ Cílová adresa +
| |
+ +
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
- Verze - Číslo verze IP = 6.
- Priorita - Priorita paketu.
- Značka toku - Identifikuje proud datagramů od jednoho odesilatele ke stejnému cíli se stejnými vlastnostmi.
- Délka dat - Vyjádřená 16bitovým unsigned integer. Nepočítá se délka hlaviček.
- Další hlavička - Identifikuje typ hlavičky, která následuje za touto hlavičkou.
- Routing - extended Routing
- Fragmentace - fragmentace and znovusestavení paketu
- Autentizace - integrita and autentizace
- Enkapsulace - utajení
- Hop-by-Hop Option - speciální typ, který je používán na hop-by-hop processing
- Destination Options - doplňující informace pro cílový uzel
- Maximum skoků snižuje o 1 každý uzel, který forwarduje paket.
- Adresa odesílatele - 128 bitů.
- Cílová adresa - 128 bitů.
Adresní prostor a jeho reprezentace
- 128 bitů, tj. 2128 různých adres. Na jeden čtvereční palec suchozemského povrchu planety připadá 32 IPv6 adres.
- Adresuje se rozhraní, nikoliv uzel. Můžeme tak mít více adres na jednom stroji
- Forma IPv6 adresy - X:X:X:X:X:X:X:X, kde X reprezentuje hexadecimální hodnotu příslušných 16 bitů adresy.
- Komprimovaná forma - ::, používá se pro kompresi nulové části adresy, lze ji použít nejvýše jednou
- Smíšená forma - X:X:X:X:X:X:D.D.D.D, pro prostředí IPv6 i IPv4 uzly, X stejné jako výše, D.D.D.D je standardní IPv4 adresa
EUI-64
Posledních 64 bitů IPv6 adresy slouží pro identifikaci rozhraní. Pro získání adresy rozhraní se používá ethernetová adresa síťové karty. Ta může být buď 64 bitová nebo starší 48 bitová. Prvních 24 bitů identifikuje výrobce a zbývající jsou sériové číslo zařízení. Pokud je ethernetová adresa pouze 48 bitová vkládá se mezi identifikátor výrobce a sériové číslo výplň FFFE.
Příklad:
MAC adresa: 00:1F:45:21:80:3E
EUI-64 adresa: 001F:45FF:FE21:803E
Druhy adres
Unicastové adresy
Určeny pro individuální adresy.
Tři základní typy:
- Provider-based - adresy přiděluje ISP
- Site-local-use - interní adresy organizace nepřipojené na Internet. Umožní následné snadné připojení bez nutnosti přečíslování. Nesměrují se mimo organizaci.
- Link-local-use - Pro individuální použití na konkrétním spoji. Nesměrují se. Jedná se o IP-ekvivalent MAC. Jsou jedinečné v rámci lokální sítě.
Formát unicastových adres má hierarchickou strukturu. Ta však může být koncovým uzlem ignorována.
- Základní hierarchie: n bitů prefix, 128-n bitů ID rozhraní.
- Podrobnější hierarchie: n bitů prefix poskytovatel, 80-n bitů ID podsítě, 48 bitů ID rozhraní (48 dle MAC adresy).
- Další zjemnění: s bitů prefix poskytovatele, n bitů ID oblasti, m bitů ID podsítě, 128-s-n-m bitů ID zařízení.
Speciální adresy:
- Nespecifikovaná - ::, nesmí být použita jako cílová, ale lze ji využít a vydávat se za ni při hledání vlastní adresy.
- Loopback - ::1, obdoba 127.0.0.1 u IPv4, používá se pouze pro virtulní prostředí na daném zařízení.
Anycastové adresy
Jedna unicastová adresa přiřazena více rozhraním. Pakety jsou doručeny na právě jedno nejbližší rozhraní. Adresy jsou syntakticky nerozlišitelné od unicastových. Každý uzel, jehož rozhraní má anycastovou adresu, to musí vědět.
Anycastovou adresu může mít pouze rozhraní směrovače. Anycastová adresa nesmí být použita jako zdrojová adresa IPv6 paketu. Využívá se např. pro označení skupiny směrovačů, pro komunikaci se skupinou.
Předdefinovaná anycastová adresa: n bitů subnet prefix a 128-n bitů nulových.
Multicastové adresy
Multicast je v IPv6 definován precizněji než v IPv4. Multicast je využíván při autokonfiguraci
Základní struktura: 8 bitů jedniček, 3 bity nulové, T bit, 4 bity rozsahu.
T bit - Temporary bit, 0 odpovídá permanentní, obecně známe multicastové adrese
Rozsah:
- 1 - lokální uzel, pouze na lokálním stroji,
- 2 - lokání spojení,
- 5 - lokální vzhledem k místu (site), např. FI,
- 8 - Lokální pro organizaci, např. MU,
- E - globální rozsah, může se šířit kamkoliv, je třeba domluva s ostatními.
Běžné multicastové adresy:
- FF02::C - DHCP server/relay, podpora pro DHCP,
- FF01::2 a FF02::2 - všechny směrovače,
- FF01::1 a FF02::1 - všechny uzly,
- FF02::1:X:X - nabízená (solicited) adresa uzlu, X:X je předpokládaná unicastová adresa.
Autokonfigurace
Dva druhy, které se vzájemně mohou doplňovat:
Stavová
- DHCPv6
- Podobné, jako DHCP v IPv4
Bezstavová
- Směrovač poskytne informaci o tom, jestli je ochoten fungovat jako implicitní.
- Seznam prefixů.
- U každého prefixu je uvedena jeho délka, doba platnosti a doba preferování.
- Adresa je ve stavu předběžná (tentative).
- Provede se detekce duplicitních adres (přístup důvěřuj, ale prověřuj).
- Pokud vše prošlo, adresa se nastaví jako platná.
Bezpečnost
IPv6 poskytuje 2 bezpečnostní mechanismy:
Oba mechanismy mohou být použity zároveň, či každý zvlášť.
Authentication Header
Přídavná hlavička, která podporuje autentizaci odesílatele paketu a integritu jeho obsahu. Je algoritmicky nezávislá.
Encapsulating Security Header
Tato hlavička zajišťuje integritu a tajnost přenášených paketů.
Mobilita
Základní vlastnosti:
- Stabilní domovská adresa, nezávislá na způsobu připojení
- Uzel komunikuje prostřednictvím této domovské adresy
- Změna umístění uzlu transparentní pro vyšší vrstvy
Důležité pojmy:
- Domovská adresa - odpovídá "domácímu" umístění uzlu
- Care-of adresa - konkrétní IPv6 adresa, kterou uzel získá při pohybu. Uzel jich může mít více. Mezi domovskou a každou care-of adresou se musí ustavit vazba (binding)
- Korespondující uzly - spolu komunikující uzly. Korespondující uzel se může dozvědět aktuální care-of adresu prostřednictvím odpovídající vazby
Konfigurace v Linuxu
Pro zajištění správné funkcionality v Linuxu je prvním krokem mít v jádře zakompilovánu podporu IPv6. Potom lze IPv6 rozhraní konfigurovat obvyklým způsobem pomocí
ifconfig a route.
ifconfig eth0 inet6 add fec0::30
route -A inet6 add default fec0::1
Tunel vytvoříme pomocí příkazu iptunnel. Tím vytvoříme IPv6-to-IPv4 rozhraní, které nakonfigurujeme ho pomocí ifconfig.
iptunnel add 6to4 mode sit remote 10.0.90.1 local 10.0.90.2 ttl 8
ifconfig 6to4 up
ifconfig 6to4 add fec0:0:0:90::2
route -A inet6 add fec0:0:0:90::/64 dev 6to4
Chceme-li, aby Linuxový stroj fungoval jako router, musíme na něm zprovoznit radvd - démona zpracovávajícího zprávy typu router advertisement a router solicitation.
emerge -v radvd
V gentoo se konfigurační soubor radvd defaultně nachází v /etc/radvd.conf. Nejjednodušší konfigurace vypadá takto.
interface eth0 # Konfigurace pro rozhrani eth0.
{
AdvSendAdvert on; # Demon bude odpovidat na dotazy.
prefix 2001:db8:0:1::/64 # Jako odpoved bude zasilan prefix 2001:db8:0:1::
{
AdvAutonomous on; # Prefix muze byt pouzit pro autonomni autokonfiguraci.
};
};
Použité zdroje
- Archív referátů
- SATRAPA, P. IPv6. Praha: Neocortex. 2002. ISBN 80-86330-10-9
- Studijní materiály předmětu PA160 - Počítačové sítě a jejich aplikace II.
- Studijní materiály předmětu PV077 - Programování a správa systému Unix II.