IPv6 in der MPG - Workshop

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1 IPv6 in der MPG - Workshop von Holger Beck Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbh Göttingen Am Fassberg, Göttingen Fon: Fax:

2 Was ist IPv6? Zunächst ein neues Protokoll Formatierung der Datenpakete (Header), Funktionalitäten (Mobile IP, IPSec, Quality of Service, Umnummerierung von Netzen), Verfahren (z.b. Adressvergabe, Konfiguration des Router im Endgerät, Duplicate Address Detection), im Wesentlichen auf Schicht 3 des OSI Models (Vermittlungsschicht), insbesondere aber ein Protokoll, dass den Adressraum des Internets erweitert, in der Entwicklungszeit auch mal Internet Protocol Next Generation (IPng) genannt, Nachfolger des aktuellen Internet Protocols IP, genauer: von Internet Protocol Version 4 (IPv4). 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 2

3 Die etwas andere IP-Adresse Formatänderung die Adresse ist 4x so lang (128 statt 32 Bit) Blockung in Zahlen von je 16 Bit statt 8 Bit man spricht hexadezimal Trennzeichen : statt. z.b.: 2001:0638:0600:0000:0000:0000:0E7E:0015 Vereinfachung Fazit Führende Nullen können weggelassen werden, :638:600:0:0:0:E7E:15 Einmalig können aufeinanderfolgende Blöcke von Nullen weggelassen werden (dann steht dort nur :: ) :638:600::E7E:15 zumindest gewöhnungsbedürftig 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 3

4 und davon auch noch gleich mehrere Zuordnung Präfix binär Präfix hex Anteil der Adressen Global Unicast 001 2xxx::/3 3xxx::/3 Local IPv6 Address Private Administration FCxx::/7 FDxx::/7 1/8 1/ FDxx::/8 1/256 Link-local Unicast FE8x::/10 FEBx::10 Site-local Unicast (obsolet) FECx::/10 FEFx::/10 1/1024 1/1024 Multicast FFxx::/8 1/ DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 4

5 Spezielle Adressen Adresse Bedeutung 0:0:0:0:0:0:0:0 oder :: Unspecified Address, verwendet z.b. bei DHCP-Request 0:0:0:0:0:0:0:1 oder ::1 Loopback Address (analog in IPv4) 0:0:0:0:0:FFFF:x:x 2002:x:x::/48 IPv4-mapped IPv6 Address, IPv4- Adresse (x:x-teil) als IPv6-Adresse abgebildet 6to4-Address (Kommunikation von IPv6 über IPv4-Netze) 2001:0::/32 Teredo-Addressen (Tunnelprotokoll) y:y:y:y:0000:5efe:x:x y:y:y:y:0200:5efe:x:x ISATAP Address (Tunnelprotokoll, y:y:y:y IPv6-Prefix, x:x IPv4-Adresse) 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 5

6 Kompliziert? Zunächst ist IPv6 erst einmal ungewohnt IPv6 ist über Jahre gewachsen und manchmal ging es bei der Entwicklung hin und her Aber in IPv6 sind viele Erfahrung, die mit IPv4 über Jahre gesammelt wurden eingeflossen Technisch ist IPv6 nicht komplizierter Headerformate sind einfacher - und sollten sich daher besser verarbeiten lassen Verschlüsselung (IPSec) ist integriert - und verfügbar, wenn man es benutzen will 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 6

7 Adressen ohne Ende ( , ca. 340 Sextillionen) für jedes Sandkorn der Erde eine Adresse (stand irgendwo) ca. 66,7 Trillionen Adressen pro Quadratzentimeter Erdoberfläche (510 Mio km 2, selbst gerechnet, keine Gewähr) Probleme gibt es erst wieder, wenn diese Herren mitmischen wollen: 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 7

8 Struktur (einer Unicast-Adresse) Global Routing Prefix Subnet ID Interface ID n Bit 64 Bit 64-n Bit 64 Bit Global Routing Prefix vom Provider vergeben hierarchische Struktur typisch: 48 Bit, 2 48 = ~ 281 Billionen Netze Subnet Identifier für lokale Aufteilung der Netze typisch: 16 Bit, 2 16 = Subnetze 2 64 = Adressen pro (Sub-) Netz (ca. 18 Trillionen) Verschwendung durch riesige Subnetze? Ping aller Adressen eines Subnetzes nicht mehr möglich bei 1 Node/s: ~ 584 Mrd. Jahre 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 8

9 Multicast-Adressen Flags 0RPT FF Scope Group ID Flags: R: Rendevous point (Multicast stream) P: Prefix embeded (in Group ID) T: Temporary/Well known Scope: 8 Bit 4 Bit 4 Bit 1: Interface-local 2: Link-local 4: Admin-local 5: Site-local 8: Organization-local E: Global Beispiele: 112 Bit Interface-local scope FF01::1 All nodes FF01::2 All routers Link-local scope FF02::1 All nodes FF02::2 All routers FF02::5 OSPFIGP FF02::6 OSPFIGP designated routers FF02::1:2 All DHCP Agents Site-local scope FF05::2 All routers FF05::1:3 All DHCP servers 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 9

10 ICMPv6 Alt bekannte Funktionalitäten Echo Request / Reply (ping) Destination unreachable (verschiedene Varianten) Time Exceed (traceroute) Neue Funktionen Neighbour Discovery (ND) - ARP-Ersatz: Neighbour Solicitation (NS) / Advertisement (NA) - Inverse Neighbour Discovery (IND) - Secure Neighbour Discovery (SEND) - Router Solicitation (RS) / Router Advertisement (RA) - Neighbour Unreachabilty Detection (NUD) - Duplicate Address Detection (DAD) für Autoconfiguration 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 10

11 Netzwerkkonfiguration am Endgerät bei IPv6 Verschiedene Methoden, einem Endgerät eine IPv6- Adresse zuzuweisen: Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) Stateless DHCPv6 Stateful Autoconfiguration / DHCPv6 Manuelle Konfiguration einer statischen Adresse 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 11

12 Autoconfiguration SLAAC Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) Rechner generiert selbst Interface ID, erzeugt tentative Address aus Interface ID und Link-Local Prefix, Neighbour Solicitation an alle Nodes / Duplicate Address Detection (DAD) Router Solicitation per Multicast an alle Router Router Advertisements (RA) liefert Routing-Informationen (Default Route) von allen Routern, oder der Link Local Prefix in Abwesenheit von Routern verwendet. Routing über mehrere alternative Wege damit automatisch unterstützt. Problem (absichtlich oder unabsichtlich) falscher RAs SLAAC liefert keine weiteren Informationen z.b. zu DNS Über Router Advertisements kann mit geteilt werden, dass über DHCPv6 ergänzenden Informationen bezogen werden können 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 12

13 Autoconfiguration: DHCPv6 Stateless DHCPv6 Subset von DHCPv6 - DHCP-Informationen wie DNS-Server usw. - aber keine Adressvergabe - antwortet nur auf Information Request für Einsatz auf Router - optional zusätzlich auch Relay-Funktion Stateful Autoconfiguration / DHCPv6 über RAs kann Verwendung von DHCPv6 statt SLAAC signalisiert werden, neue DHCP-Nachricht: Reconfigure vom Server - Server kann Änderung von Adressen/Informationen auslösen 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 13

14 Konstruktion der Interface ID bei Autoconfiguration EUI-64 = Extended Unique Identifier, eine Form einer unique stable address, basiert auf MAC-Adresse, aufgefüllt mit FFEE zwischen 3. und 4. Byte und locally administered Bit gesetzt (2. Bit) - aus E-59-B2 - wird 0221:70FF:FE7E:59B2 Temporäre, transiente Adressen "Privacy Extensions for Stateless Address Autoconfiguration in IPv6" (RFC 4941) generiert über Zufallszahlen wechselnd 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 14

15 Interface ID und Datenschutz Datenschutzproblem (ohne Privacy Extensions) auch in verschiedenen Netzen bleibt die Interface ID immer gleich! über immer gleich bleibende Interface ID - lassen sich Benutzerprofile erstellen - z.b. beim Surfen mit mobilen Geräten unabhängig von der Netzanbindung, Datenschutzproblem in Firmennetzen nichts neues, meist feste Adressen schon mit IPv4. Datenschutzproblem im Privatbereich und in mobilen Netzen bisher dynamische Vergabe, wechselnde Adressen, also ein neues Problem Anderes Datenschutzproblem: eindeutige Präfixe für Privatanschlüsse? 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 15

16 Nutzung von Privacy Extensions Verfügbarkeit und Standardeinstellung (http://www.heise.de/netze/artikel/ipv6-privacy-extensions-einschalten html, ) 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 16

17 Netzwerkadministration und Privacy Extensions Probleme des Netzwerkadministrators wechselnde, zufällige Adressen: - kein Überblick über das Netz mehr DHCP im Institutsnetz statt Autoconfiguration? - Positiv für Administration, - Negativ für Datenschutz Netzwerkmanagementlösung? Zuordnung MAC-IPv6 ermitteln/aufzeichnen? Und alles an der MAC-Adresse festmachen? 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 17

18 IPv6 aus Endnutzersicht Was brauche ich? ein halbwegs neues Betriebssystem - da ist dann alles drin so sollte es zumindest sein - vielleicht ist noch der DSL-Router zu alt, der Provider unterstützt IPv6 nicht, Was muss ich tun? Einschalten - wenn es nicht sowieso schon eingeschaltet ist - (eigentlich lieber erst mal abschalten, solange es nicht wirklich betrieben wird und funktioniert) Netzwerk sollte automatisch konfiguriert werden. 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 18

19 IPv6 aus Serverbetreibersicht Was brauche ich? Kommt auf den Dienst an, mit etwas Glück reicht Einschalten, dumm gelaufen, wenn in irgendwelchen Protokollen, Programmen oder Datenbanken 32 Bit für Adressen fest eingebaut sind (z.b. FTP-Protokoll): - besser Namen statt Adressen verwenden. Was muss ich tun? Prüfen, ob meine Dienstangebote mit IPv6-Probleme haben - dann ggf. anpassen. Prüfen, ob ich Kunden/Nutzer habe, die nur IPv6-Adressen bekommen - und dann ggf. schleunigst mit dem Netzbetreiber reden. 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 19

20 IPv6 aus Netzbetreibersicht Was brauche ich? IPv6-fähige Router IPv6-fähige Firewalls IPv6-fähige Infrastrukturdienste - DNS-Server - DHCP-Server - Managementanwendungen Was muss ich tun? Fortbilden, prüfen, planen, beschaffen, in Betrieb nehmen. 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 20

21 IPv6 und DNS Erreichbarkeit der DNS-Server über IPv6 für IPv6-only-Netze bzw. Endgeräte - noch nicht dringend dafür reicht auch ein Slave mit IPv6-Adresse irgendwo in der Welt IPv6-Adressen in DNS-Resource-Records neuer Recordtype für Auflösung Name zu IPv6-Adresse - AAAA neue Domäne für Auflösung IPv6-Adresse zu Name - ip6.arpa in aktueller DNS-Server-Software kein Problem 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 21

22 IPv6 und DNS-RRs Name zu Adresse Neuer Resource-Record AAAA Liefert IPv6- statt IPv4-Adresse - IN AAAA 2001:638:600::E7E:15 Adresse zu Name weiterhin PTR-Records, aber Domäne ip6.arpa statt in-addr.arpa Problem mit dem Format - Jede Hexadezimalziffer einzeln im PTR-Record - z.b. PTR für 2001:638:600::E7E: e.7.e ip6.arpa. IN PTR - sehr mühsam und fehleranfällig Vorteile bei Generierung von PTR-Records aus IPv6-Adressen im IPAM-System Delegation von ip6.arpa-zonen - erfolgt vom Provider (z.b. DFN-Verein) 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 22

23 Stand IPv6 im DFN-Wissenschaftsnetz Routing DFN verfügt über den Adressbereich 2001:638::/32, stellt DFN-Nutzern /48er Bereiche zur Verfügung, z.b :638:600::/48 für die GWDG, soweit auf Nutzerseite gewünscht, dynamisches Routing mit BGP bei redundanten Anschlüssen DNS Reverse Mapping für den eigenen Bereich auf DFN-Servern Delegation der jeweiligen Netze an Kunden - inkl. Angebot eines Slave-Server beim DFN Fazit: Alles notwendige verfügbar, es kann losgehen! 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 23

24 Stand IPv6 im GÖNET Ja, wir haben IPv6 wir bieten es nur noch (fast) niemanden an. Ausnahmen: - Testnetz in der Informatik - Testnetz in der Universitätsmedizin (RZ) Wir haben später angefangen als der DFN-Verein Der DFN betreibt (fast) nur Router das wäre auch im GÖNET einfach 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 24

25 Dual Stack und unvollständige Konnektivität Standardeinstellung bei Dual Stack IPv6 wird bevorzugt (i.d.r.) Problem DNS liefert IPv6-Adresse, IPv6 ist aktiv (nicht nur Link-local), aber eine IPv6-Verbindung zum Ziel funktioniert nicht, Ergebnis: Ziel nicht oder nur nach Timeouts erreichbar. 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 25

26 IPv6 und Security Positiv IPSec integriert - Nutzung? Netzwerkscan nicht direkt möglich - Indirekt: z.b. DNS-Einträge - bei lokalem Zugriff: All-Nodes-Multicast, RA, DAD, Neighbour Cache Dual Stack auch IPv6 muss in Firewalls berücksichtigt werden, Sonst hat meine eine Hintertür im Netz. Fehlende Werkzeuge Neue Software Kinderkrankheiten neue Bugs Neue Features neue Angriffspunkte Autoconfiguration / ND DAD-Reaktion als Denial auf Service Router Advertisements (Umleitung auf falsche Router) Routing Header / Source Routing Tunneling Auch Teredo im IPv4-Netz 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 26

27 Mobile IPv6 Roaming auf Netzwerkschicht / Layer 3 Funktion Mobile Node(MN) mit - Home Address und - Care-of Address (Adresse im fremden Netz) kommuniziert über Home Agent (HA) - über Tunnel (Bidirectonal Tunneling) mit einem Corresponent Node (CN) oder direkt mit CN - nach Return Routability Procedure (Route Optimization) Realisierung Spezielle ICMPv6 Pakete Registrierung von Care-of Address Sicherheitsprozeduren zum Schutz gegen Fälschung / Spoofing 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 27

28 Transition-Mechanismen Ein ganzer Zoo Tunneling-Varianten Translation-Varianten Aktuell 4in6 6in4 6over4 6to4 ISATAP IVI Teredo Tunnel Setup Protocol (TSP) Stateless IP/ICMP Translation (SIIT) 6rd Transport Relay Translation (TRT) NAT64 / DNS64 Dual-Stack Lite (DS-Lite) Drafts 4rd AYIYA divi Deprecated NAT-PT NAPT-PT 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 28

29 Und sonst Routing-Protokolle Browser zum Browsen über IPv6-Adresse Web-Proxies müssen IPv6 unterstützen IP-Header einfacheres Format im Header (weniger Felder), dafür Verkettungsmöglichkeit für mehrere Header - Feld Next Header zeigt auf Extension Header mit unterschiedlichen Funktionen Umnummerieren von Netzen / Network Renumbering bei Providerwechsel nötig, Autoconfiguration erleichtert Umnummerieren, Übergangsprozeduren mit mehreren aktiven Prefixes, DNS-Einträge, Firewallregeln usw. müssen aber auch noch angepasst werden. 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 29

30 Danke für die Aufmerksamkeit 28. DV-Treffen, , Bonn Holger Beck: IPv6 in der MPG - Workshop 30

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