Vorlesung SS 2001: Sicherheit in offenen Netzen

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1 Vorlesung SS 2001: Sicherheit in offenen Netzen 2.7 Internet Protocol Next Generation - IPv6 Prof. Dr. Christoph Meinel Informatik, Universität Trier & Institut für Telematik, Trier Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Bahnhofstraße 30-32, D Trier 1

2 2. Architektur von Internet und Intranet 2.1 Internet Protocol - IP 2.2 Transmission Control Protocol - TCP 2.3 User Data Protocol - UDP 2.4 Internetprotokolle für serielle Leitungen 2.5 Adressierung in IP-Netzwerken 2.6 Internet Domain-Name Service - DSN 2.7 Internet Protocol Next Generation - IPv6 2.8 Absicherung auf der Vermittlungsschicht 2.9 Netze mit mehreren Standorten 2.10 World Wide Web - WWW 2.11 Elektronische Post Internet News 2.13 File Transport Protocol - FTP 2.14 Terminalemulation -Telnet 2.15 Verzeichnisdienst - LDAP 2.16 Multimedia Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 2

3 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (1 von...) Enormes Wachstum und Erfahrungen mit IP-Protokoll führen Anfang der 90er Jahre zur grundlegenden Überarbeitung (25 RFCs) des gängigen IP- Protokolls (IPv4) verabschiedete IETF neue Version IPv6 oder IPnG. Neuerungen im Vergleich zu IPv4: Î Internetadressen mit Länge 128 Bit anstelle von 32 Bit Î vereinfachtes Headerformat (Felder wie TTL, oder ToS entfallen) Î optionale Authentifikation und Verschlüsselung Î Multimediafähigkeit durch Elemente der Verkehrsflußkontrolle Î Kompatibilität zu IPv4 zur problemlosen Migration Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 3

4 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (2 von...) (1) Erweiterung des Adreßraums In Zukunft brauchen nicht nur Personen sondern auch Geräte des täglichen Bedarfs (Kaffeemaschine, Kühlschrank,...) eigene IP-Adresse Î neue Adreßlänge: 128 Bits Î Anzahl der möglichen Adressen: Î Anstelle von. Werden die als Dezimalzahl dargestellten Bytes durch : getrennt. Beispiel: 153:96:5:127:231:4:9:137:210:3:28:134:19:5:76:178 Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 4

5 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (3 von...) (2) Adreßformate von IPv6 (1 von...) IPv6 unterscheidet drei Typen von Adressen Î Unicast-Adressen - bezeichnen einzelne Netzknoten Î Cluster-Adressen - definieren Gruppe von Netzknoten. Pakete werden aber lediglich einem Adressaten der Gruppe zugestellt Î Multicast-Adressen - Multicastpakete werden jedem der aufgeführten Adressaten zugestellt Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 5

6 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (4 von...) (2) Adreßformate von IPv6 (2 von...) Unicast-Adressen bezeichnen einzelne Netzknoten und sind hierarchisch gegliedert in folgenden Formaten vergeben: Î Provideradressen Î Hierarchie geographiespezifischer Adressen Î hierarchische (ISO)-NSAP-Adressen Î hierarchische IPS-Adressen Î Adressen für lokalen Gebrauch Î Adressen für IP-Hosts Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 6

7 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (5 von...) (2) Adreßformate von IPv6 (3 von...) Einführung von Provideradressen macht Providerwechsel möglich ohne Rekonfiguration des Unternehmensnetzwerks. Î Aufbau und Semantik: 010 _ Provider-ID _ Subscriber-ID _ Subnetzadressen _ Hostadresse Î bei Providerwechsel müssen lediglich Provider-ID und Subscriber-ID abgeändert werden Î Bei Verwendung lokaler Adressen zur Adressierung von Subnetz und Host muß Unternehmensnetzwerk bei Erstanschluß ans Internet nicht neu konfiguriert werden. Lediglich Provider-ID und Subscriber-ID müssen ergänzt werden Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 7

8 (2) Adressenformate von IPv6 (4 von...) IPng impatible IPv4-Adresse (80 Bits) Lokale Adresse FFFF0000 (8 Bits) IPv4- Adresse (32 Bits) Subnetzadresse Host-Adresse (8 Bits) Multicast-Adresse (80 Bits) (m Bits) T SCOP Gruppenkennung (8 Bits) (4 Bits) (4 Bits) (112 Bits) (120-n-m Bits) Provider-Adresse 010 Provider-ID Subscriber-ID Subnetzadresse Host-Adresse (n-bits) (m Bits) (p Bits) (125-n-m-p Bits) Cluster-Adresse Cluster-Präfix (n Bits) (128-n Bits) Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 8

9 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (7 von...) (3) Headerformate von IPv6 (1 von...) IPv6-Datenformat bringt Reihe von Verbesserungen gegenüber IPv4. Î Durch Zerlegung des Headers in einen obligaten Basis-Header und optionalen Header-Erweiterungen, kann trotz 4-facher Adreßlänge Vermittlungsgeschwindigkeit erhöht werden Î Optionale Header werden beim Transport von Daten mit speziellen Merkmalen eingesetzt. (Bsp.:nicht jedes IPv4-Paket ist fragmentiert, aber jeder IPv4-Header hat Felder für Fragmentdaten) Î IPv6 kann über die Zusatz-Header um neue Funktionalitäten erweitert werden Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 9

10 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (8 von...) (3) Headerformate von IPv6 (2 von...) IPv6-Basis-Header: Î enthält für die meisten Router ausreichend Information, zur Vermittlung eines Pakets zur Zieladresse Î obwohl IPv6-Adressen 4-mal so lang sind, wie IPv4-Adressen ist IPv6-Basis- Header Î nur halb so lang wie IPv4-Header ÎBeschleunigung der Vermittlungsgeschwindigkeit, da die meisten Router auf dem Weg nur Basis-Header auswerten müssen Î Zwischen IPv6-Adressen und Transportschicht-Header können in Vielfachen von 8 Bytes optional Headerteile für Spezialfunktionen (z.b. Authentifikation, Verschlüsselung) eingefügt werden Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 10

11 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (9 von...) (3) Headerformate von IPv6 (3 von...) IPv6-Basis-Headerfelder: Î Versionsnummer (4 Bits) Î Flowlabel (28 Bits) zur Unterstützung von multimedialen, echtzeitkritischen Applikationen mit Gewährleistung von Dienstqualität Î Payload-Length (16 Bits) spezifiziert Länge der Nutzdaten Î Next Header (8 Bits) gibt den nachfolgend gekapselten Header-Typ an Î Hop-Limit (8 Bits) wird bei jeder Vermittlung um 1 reduziert, bei 0 wird Paket verworfen, entspricht also TTL bei IPv4 Î Senderadresse (128 Bits) Î Zeiladresse (128 Bits) Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 11

12 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (10 von..) (3) Headerformate von IPv6 (4 von...) Bits ,3QJ+HDGHU Version Payload Länge Datenflußkontrolle (Flow Label) Nachfolgender Header 128 Bit Sende-Adresse 128 Bit Empfangs-Adresse Hop Limit Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 12

13 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (11 von..) (3) Headerformate von IPv6 (5 von...) Optionale IPv6-Header: Î Routing, z.b. OSPF, RIP, IGRP wie bei IPv4 oder Î Fragmentierung Angabe von expliziten Adreßfolgen z.b. für Internetankopplung mobiler System Î Authentifizierung - Zusatz-Header AH von IETF im IPSec-Standard festgelegt Î Security-Kapselungen - Zusatz-Header ESP von IETF im IPSec-Standard festgelegt Î Hop-by-Hop-Optionen Î End-to-End-Otpionen Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 13

14 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (12 von..) (4) Migration IPv4 nach IPv6 (1 von...) IPv6 ist so angelegt, daß eine Migration von IPv4 und eine zeitweilige Koexistenz der beiden IP-Versionen möglich ist. Trotz der großen Vorteile von IPv6 gegenüber IPv4 hat sich IPv6 in der Praxis bisher noch nicht durchgesetzt. wesentlichstes Migrationsproblem: Î alle Netzwerkkarten eines Segmentes inklusive Netzwerkstack müssen ausgewechselt werden Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 14

15 2.7 Internet Protocol Next Generation IPv6 (13 von..) (4) Migration IPv4 nach IPv6 (2 von...) Aktivitäten zur Nutzung der Vorteile von IPv6 im Rahmen von IPv4: Î Vergrößerung des Adreßraums durch Rückgriff auf private IP-Adreßbereiche und IP-Masquerading Î Sicherheitsfunktionalitäten von IPSec können ohne Abstriche auch in IPv4 realisiert werden Prof. Dr. sc. nat. Christoph Meinel, Universität Trier & Institut für Telematik 15