IPv6

Pavel Zelenka, spajk@mail.muni.cz

Obsah

Co je IPv6
Historie
Kde je IPv5
Vlastnosti
Hlavička IPv6 paketu
Zápis adresy
Adresování
Konfigurace v Linuxu
Literatura

Co je IPv6

Internetový protokol verze 6 je protokol síťové vrstvy (network layer) referenčního modelu ISO/OSI, která se stará o směrování v síti a síťové adresování. IPv6 je následník současně nejrozšířenějsí verze 4 IP protokolu.
Proč nový protokol?

brzké vyčerpání adresního prostoru
autokonfigurace
bezpečnost
podpora nových služeb včetně mobility

Historie

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 - Vzniká 6Bone experimentální síť (v roce 2006 ukončen provoz)
1997 - První návrh adresního formátu "poskytovatele"
1998 - První IPv6 výměnný bod "6tap"
1999 - Začíná přidělování IPv6 prefixů
2000 - Podpora IPv6 ve standardních výrobcích
2002 - Nativní IPv6 mezinárodní páteř 6NET

Kde je IPv5

IPv5 je skutečné označení pro Internet Stream Protocol. Šlo o experimentální protokol přenášející hlas, video a distribuované simulace. Byl popsán již v roce 1979 a později upraven některými dalšími RFCs. Byl connection-oriented, pro přenos používal pakety a dokonce garantoval Quality of Service (QoS). Veřejného použití se mu však nedostalo.

Vlastnosti

Velký adresní prostor - 2¹²⁸ (zhruba 3.4×10³⁸) adres, což odpovídá počtu 5×10²⁸ adres pro každého z 6,5 miliardy dnes žijících lidí
Bezstavová autokonfigurace adres
Multicast
Více adres na jednom rozhranní
Adresy místní linky
Jumbogramy (velikost paketů až 4GB)
Bezpečnost v síťové vrstvě (IPsec přímo v IPv6)
Mobilita (přechod mezi sítěmi se stejnou adresou)
Nepřítomnost kontrolního součtu (kontrola správnosti až u příjemce)
Zakázána fragmentace po cestě (je možná fragmentace vysílajícím uzlem)

Hlavička IPv6 paketu

základní hlavička datagramu

Verze - Číslo verze IP = 6 (4 b)
Třída provozu - Priorita paketu (8 b)
Značka toku - Identifikuje proud datagramů od jednoho odesilatele ke stejnému cíli se stejnými vlastnostmi (20 b)
Délka dat - Délka paketu v bytech bez základní hlavičky (16 b)
Další hlavička - Identifikuje typ hlavičky, která následuje za touto hlavičkou (8 b)

Routing - extended Routing
Fragment - fragmentace and znovusestavení paketu
Šifrování - šifrování obsahu
Autentizace - integrita and autentizace
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 - dříve TTL (8 b)
Zdrojová adresa (128 b)
Cílová adresa (128 b)

Zápis adresy

Adresa podle protokolu IPv6 má 128 bitů a zapisuje se jako osm skupin čtyř hexadecimálních cifer oddělených dvojtečkou, například

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab

Několik po sobě jdoucích nulových skupin je možné vynecha a psát místo nich jen dvě dvojtečky po sobě. V adrese může být jenom jedna dvojitá dvojtečka, jinak by adresa mohla být nejednoznačná.

2001:0db8::1428:57ab

V URL se IPv6 adresy zapisují obalené v hranatých závorkách, tak se od sebe jednoznačně odliší adresa a port.

https://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:443/

Síťové prefixy se v IPv6 zapisují podobně jako v případě IPv4, tedy pomocí CIDR notace.

2001:0db8:1234::/48

Způsoby doručování

Podobně jako v IPv4 se v IPv6 používá především unicast - to odpovídá end-to-end struktuře internetu. Módy doručování jsou následující:

unicast - adresy se přiřazují jednotlivým síťovým rozhraním.
multicast - odpovídá multicastu v IPv4; adresuje skupinu příjemců. V IPv6 neexistuje broadcast, místo toho se používá multicast se speciání adresou all-hosts.
anycast - podobně jako v případě multicastu je adresa přiřazena skupině síťových rozhraní, ovšem pakety se nedoručují všem ve skupině, doručí se vždy pouze tomu nejbližšímu.

Adresování

Nespecifikovaná adresa - ::/128 (samé nuly)
Loopback - ::1/128 (nesmí se dostat mimo uzel)
Link-local - fe80::/10 - (nesmí projít směrovačem = pouze lokální spojení)
Site-local - fc00::/7 - (omezení na jedno "místo", typicky organizace)
Global - 2::/3 - (unikátní na celém světě případně i mimo něj :-) )

3 bity určují adresu (001)
n bitů (zpravidla 13) je adresa registrační autority (TLA ID)
m bitů (zpravidla 32) je ISP (NLA ID)
o bitů (zpravidla 16) je uživatel nebo organizace (SLA ID)
zbývajících 125-n-n-o bitů (zpravidla 64) je vnitřní záležitostí uživatele

Multicast - <1111 1111 0RPT dosah zbytek=adresa-skupiny> (bity R, P a T představují volby)

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

Vytvoření tunelu po registraci na TunnelBroker.net

ifconfig sit0 up
ifconfig sit0 inet6 tunnel ::216.66.80.30
ifconfig sit1 up
ifconfig sit1 inet6 add 2001:470:1f0a:155c::2/64
route -A inet6 add ::/0 dev sit1