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1 Projektdokumentation Implementation und Migration zu IPv6 IT-Systemelektroniker 2006/2007 Lukas Tribus

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung...3 Informationen über den Ausbildungsbetrieb...3 Projektumfeld...3 Ist-Analyse...3 Soll Konzept...3 Anforderungen...4 Projektdurchführung...4 Durchführungszeitraum...4 IPv6 Grundlagen...5 Was ist IPv6?...5 Wie kann man sich den Adressraum von IPv6 vorstellen?...5 Wie schaut eine IP Adresse aus?...5 Clients: DHCPv6 und DNS...6 Ein typischer IPv6 Startvorgang...6 Header: effizienter mit IPv6...7 IPv6 OS - Implementierungen Aufbau IPv4 Netz...9 Migration zu IPv IPv6 Kommunikation (Screenshots)...12 Projektabschluss...14 Soll-Ist-Vergleich...14 Testprotokoll...14 Fazit...14 Anhang...15 Quellenverzeichnis...15 Konfigurationen...15

3 Einleitung Informationen über den Ausbildungsbetrieb Die Brennercom AG wurde 1998 in Bozen gegründet und ist heute der führende alternative Telekommunikationsanbieter für Business- und Privatkunden in Südtirol und im Trentino. Schwerpunkt ist dabei vor allem das Angebot von maßgeschneiderten Komplettlösungen für Businesskunden. Die Brennercom AG zählt zu den erfolgreichsten, profitabelsten lokalen Anbietern auf dem norditalienischen Telekommunikationsmarkt. Mit mehr als Kunden, darunter 50 Prozent der Südtiroler Top 100- Unternehmen und 85 Mitarbeitern konnte das Unternehmen seit seiner Gründung den Jahresumsatz auf rund 19 Mio. (Geschäftsjahr 2006) steigern. Als erfolgreicher Carrier betreibt die Brennercom AG sowohl Telefon als auch Internet- und Datennetze auf Basis eigener hochmoderner Infrastruktur und Netzwerke. Schwerpunkt der Geschäftstätigkeit ist eine individuelle, partnerschaftliche Kundenbetreuung bis hin zum Angebot von maßgeschneiderten Gesamtlösungen mittels fortschrittlichen Technologien. Ob über Glasfaser, Kupfer, xdsl oder LMDS, Brennercom Tirol bietet die leistungsfähigste und zuverlässigste Internet-, Daten- und Telefon-Lösung. Projektumfeld Das Projekt wurde in Absprache mit dem Betreuer Georg Herbst ausgewählt. Zur Verfügung standen dabei 2 Laptops (einer mit Windows 2000, der andere mit GNU/Linux) und diverse Cisco Netzwerkgeräte. Für das Projekt wurde ein Switch (Cisco Catalyst 3500 Series XL) und 3 Router (Cisco 1841) ausgewählt. Ist-Analyse Ausgegangen wird von einem herkömmlichen IPv4 Netz, mit mehreren Subnetzen. Alle Subnetze laufen auf Router 1 zusammen und werden von diesem geroutet. Der Router 3 sorgt mit einer SHDSL Verbindung für den Internetzugang. Soll Konzept Ziel des Projekts war, die bestehende IPv4 Struktur auf IPv6 zu migrieren. Dabei wurde darauf geachtet, dass die IPv6 Subnetze über herkömmliche IPv4 Transportnetze mittels 6to4 Technologie transportiert werden können.

4 Anforderungen - Kommunikation innerhalb eines IPv6 Subnetzes - die 2 IPv6 Netze sind nicht direkt verbunden, sondern werden über ein IPv4 Transport geroutet - es sollen auch Probleme bei den Clients bezüglich der Implementation von IPv6 in das OS analysiert werden - die Clients sollen ohne manuellen Eingriff des Benutzers konfiguriert werden. - Um die Funktionalität zu gewährleisten, sollen es reine IPv6 Netze sein - Ein IPv6 FTP Server wird auf dem Linux Host installiert. Vom Windows Client wird darauf zugegriffen. Projektdurchführung Durchführungszeitraum Das Projekt wurde im Zeitraum vom bis zum durchgeführt.

5 IPv6 Grundlagen Was ist IPv6? Das Internet Protocol version 6 (oder Internet Protocol next generation) ist der Nachfolger des IPv4Protokolles. Das neue Protokoll bringt viele Vorteile mit sich, wie z.b.: - Die Adressen sind mit 128Bit codiert, was sehr viel mehr Adressen möglich macht (von 4,3 Milliarden Adressen bei IPv4 auf 340 Sextillionen Adressen bei IPv6) - Automatische Konfiguration der Adressen (stateless autoconfiguration) - IPs für spezielle Geräte, wie z.b.: MobileIPs - Dienste wie QoS und IPsec werden nativ unterstützt. Das bring erhebliche Verbesserung für Streaming Anwendungen wie z.b.: VoIP - Verbesserung des Headers, um die Belastung der Router zu verringern Wie kann man sich den Adressraum von IPv6 vorstellen? Leider gibt es keine Grafiken, um den Adressraum von IPv6 mit dem von IPv4 zu vergleichen, dafür ist der von IPv6 einfach zu groß. Wenn man beispielsweiße von einem 4 cm² großem Quadrat für den IPv4 Adressraum ausgehen würde, dann wäre der IPv6 Adressraum so groß wie das Sonnensystem. Wie schaut eine IP Adresse aus? Eine IP Adresse wird in hexadezimalen Werten angeben, nicht wie bei IPv4 in dezimalen Zahlen 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 Ein oder mehre Blöcke von 0000 lassen sich mit einem doppeltem Doppelpunk zusammenfassen: aus 3000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002 wird also 3000::2. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass ein doppelter Doppelpunkt immer nur einmal vorkommen darf, da ansonsten die Anzahl der Nullen nicht erkennt werden kann.

6 Das Subnetz wird durch die Präfixlänge in Dezimalzahlen angeben, z.b.: FD00:0:A::1/64 Clients: DHCPv6 und DNS Bei IPv4 geht man normalerweise davon aus, dass jedes Endgerät eine IP- Adresse hat. Bei IPv6 ist dass jedoch nicht mehr der Fall. Es gibt nämlich auf jedem Interface Link-Local, Unique Local (vergleichbar mit privaten IPv4 Adressen, löst Site-Local ab), und globale IP-Adressen. - Link-Local Adressen werden direkt aus der MAC-Adresse berechnet. Das bedeutet, dass jedes Gerät für jeden Link automatisch eine Link-Local Adresse hat. Sie können nicht geroutet werden. - Unique Local Adressen können geroutet werden, allerdings nur innerhalb einer Organisation. Man kann sie mit privaten IP Adressen unter IPv4 vergleichen. - Global Adressen können im Internet geroutet werden und sind vergleichbar mit öffentlichen IPv4 Adressen. Ein typischer IPv6 Startvorgang - ::1 ist die lokale Adresse (locahost, IPv4: ) - die Link-Local Adresse wird berechnet (fe80::). - per Neighbor Solicitation überprüft der Host, dass sein Link-Local Adresse noch nicht vergeben ist - Der Host sendet Router Solicitation Pakete. Die Router antworten dann Prefixe mit Lease Timeouts, MTU und Hop Count. Dadurch kann der Host die korrekte Konfiguration automatisch übernehmen.

7 Header: effizienter mit IPv6 Der Header wurde um zahlreiche Funktionen und Verbesserungen erweitert. Quelle: Wikipedia Der Header hat eine fixe Größe von 40 Bytes. Wird mehr benötigt, kann ein Extension Header genutzt werden. Dieser wird zwischen dem Header und der Nutzlast übertragen. Flag Size content Version 4 Bit IP Versionsnummer (6) Traffic Class 8 Bit QoS Flow Label 20 Bit QoS Payload Length 16 Bit Größe des Pakets (ohne Header, aber mit Extension Header) Next Header 8 Bit Typ des Protokolls (UDP, TCP, ICMP, OSPF, etc.) Hop Limit 8 Bit Vergleichbar mit IPv4 TTL Source Address 128 Bit Absenderadresse Destination Address 128 Bit Empfängeradresse

8 IPv6 OS - Implementierungen Windows 9x/ME: keine Unterstützung von MS, Third-Party Implementation verfügbar Windows NT4.0: experimenteller, alter MS-Hotfix (Sourcecode verfügbar) Windows 2000: experimenteller Hotfix Windows XP: SP0: experimenteller IPv6 Stapel kann mit ipv6 install installiert werden SP1: stabil SP2: als Protokoll in den Netzwerkeigenschaften verfügbar, immer noch kein AAAA-DNS Windows 2003: stabil, mit AAAA-DNS, IPsec experimentell Windows Vista: erste vollständige IPv6 Implementation in Windows, mit AAAA-DNS, etc... Linux: stabil ab Kernel 2.6, experimentell für 2.4/2.2 BSD: eine der ersten IPv6 Implementierungen überhaupt (Jahr 2000) Cisco IOS: stabil ab 12.3, experimentell ab 12.2T Mac OS X: Unterstützung ab 10.2, ab 10.3 auch über eine GUI konfigurierbar

9 Aufbau IPv4 Netz Physikalische Netzwerkstruktur in IPv4 Am Switch laufen alle Subnetze physikalisch zusammen. Sie werden mit einem Trunk auf Router 1 weitergeleitet, wo sind dann geroutet werden. Der Switch erhält folgende Konfiguration:!VLAN10: zur Verbindung mit Router2 interface FastEthernet0/1 switchport access vlan 10 spanning-tree portfast!trunk Port zur Verbindung mit Router1 interface FastEthernet0/17 switchport trunk encapsulation dot1q switchport mode trunk spanning-tree portfast!vlan40: sekundäre Verbindung mit Router3 interface FastEthernet0/45

10 switchport access vlan 40 spanning-tree portfast!vlan30: Verbindung zu Client interface FastEthernet0/47 switchport access vlan 30 spanning-tree portfast!vlan20: primäre Verbindung mit Router3 interface FastEthernet0/48 switchport access vlan 20 spanning-tree portfast Da der Switch am Port von Router1 im Trunk Modus ist, werden subinterfaces und Trunking Mode konfiguriert. Dabei wird auch das OSPF dead-intervall angepasst, um die Ausfallzeit zu verringern (die Verbindung zwischen Router 1 und Router 3 ist redundant): Router 3 hat 2 Links Richtung Router 1 und eine WAN Verbindung, auf der NAT-Routing betrieben wird.

11 Migration zu IPv6 Der physikalische Aufbau des Netzwerkes wurde bereits im vorherigen Kapitel beschrieben. Deshalb wird hier nur mehr auf den logischen Aufbau eingegangen, der wie folg aussieht: Im zweiten Schritt des Projektes werden die Client-Netze auf IPv6 umgestellt, sowie ein Tunnel zwischen Router 1 und Router 2 aufgebaut. Es steht sowohl ein Linux als auch ein Windows Client zur Verfügung. Der Linux Client unterstützt IPv6 nativ, während der Windows 2000 Client mit dem IPv6 Technology Preview von Microsoft ausgestattet werden muss. Vollständige IPv6 Unterstützung inklusive IPv6 DNS Auflösung ist erst ab Windows Vista möglich. Damit IOS IPv6 unterstützt, sollte das Image advipservices eingespielt werden.

12 IPv6 Kommunikation (Screenshots) Zu sehen ist die IP Konfiguration und ein IPv6 ping vom Windows 2000 Client. Auf dem Screenshot ist ein Directory Listing im Firefox vom IPv6 FTP Server zu sehen. Man erkennt die in eckigen Klammern gesetzte IPv6 Adresse. Dies ist bei IPv6 Pflicht, um keinen Konflikt mit IPv4 und Portangaben auszulösen (zb :80).

13 Auf dem Screenshot erkennt man die Konfigurationsoberfläche des IPv6 fähigen FTP Servers ProFTPD.

14 Projektabschluss Soll-Ist-Vergleich Trotz kleinen Anlaufschwierigkeiten aufgrund fehlender Erfahrung beim IPv6 Routing wurde das Projekt erfolgreich in akzeptabler Zeit abgeschlossen. Testprotokoll Tätigkeit Ist-Zustand Soll- Kommunikation innerhalb eines IPv6 Subnetzes Nein Ja die 2 IPv6 Netze sind nicht direkt verbunden, sondern werden über ein IPv4 Transport geroutet Nein Ja die Clients sollen ohne manuellen Eingriff des Benutzers konfiguriert werden. es sollen auch Probleme bei den Clients bezüglich der Implementation von IPv6 in das OS analysiert werden Um die Funktionalität zu gewährleisten, sollen es reine IPv6 Netze sein (kein IPv4 Fallback) Ein IPv6 FTP Server wird auf dem Linux Host aufgesetzt. Vom Windows Client wird darauf zugegriffen. Nur IPv4 Nein Nein Nein Ja Ja Ja Ja Fazit Die Soll-Situation wurde erfolgreich umgesetzt. Alle Anforderungen wurden erfüllt. Dabei konnte ich eine Menge über IPv6, sowie Routing und Konfiguration von Cisco Geräten lernen.

15 Anhang Quellenverzeichnis Wikipedia.org IPv6 c t Artikel von Felix von Leitner IP Version 6. The TCP/IP Guide - Internet Protocol Version 6 JOIN - Häufig gestellte Fragen zu IPv6 Konfigurationen IPv4: Router 1: interface FastEthernet0/0 no ip address interface FastEthernet0/0.10 encapsulation dot1q 10 ip address interface FastEthernet0/0.20 encapsulation dot1q 20 ip address interface FastEthernet0/0.30 encapsulation dot1q 30 ip address interface FastEthernet0/0.40 encapsulation dot1q 40

16 ip address router ospf 1!OSPF Einstellungen timers throttle spf network area 0 Router 2: no ip domain lookup!-- Router hat einen integrierten Switch interface Vlan1 ip address ip nat inside ip virtual-reassembly interface FastEthernet0 ip address ip nbar protocol-discovery ip nat inside ip virtual-reassembly controller DSL 0 mode atm line-term cpe line-mode 2-wire line-zero dsl-mode shdsl symmetric annex B line-rate auto interface ATM0 no ip address no atm ilmi-keepalive pvc 8/65 encapsulation aal5mux ppp dialer dialer pool-member 2 interface Dialer2 ip address negotiated ip nat outside ip virtual-reassembly encapsulation ppp dialer pool 2 dialer-group 2 ppp chap hostname ppp chap password 0 ipv6-1 ppp pap refuse router ospf 1 log-adjacency-changes timers throttle spf passive-interface default no passive-interface FastEthernet0 no passive-interface Vlan1 network area 0 default-information originate

17 ip route Dialer2 ip nat inside source list 100 interface Dialer2 overload access-list 100 permit ip any access-list 100 permit ip any dialer-list 2 protocol ip permit Router 3: controller DSL 0 mode atm line-term cpe line-mode 2-wire line-zero dsl-mode shdsl symmetric annex B line-rate auto interface FastEthernet0 ip address ip nbar protocol-discovery ip nat inside ip virtual-reassembly interface BRI0 no ip address encapsulation hdlc shutdown interface ATM0 no ip address no atm ilmi-keepalive pvc 8/65 encapsulation aal5mux ppp dialer dialer pool-member 2 interface Vlan1 ip address ip nat inside ip virtual-reassembly interface Dialer2 ip address negotiated ip nat outside ip virtual-reassembly encapsulation ppp dialer pool 2 dialer-group 2 ppp chap hostname ppp chap password 0 ipv6-1 ppp pap refuse router ospf 1 timers throttle spf passive-interface default no passive-interface FastEthernet0 no passive-interface Vlan1 network area 0 default-information originate

18 ip route Dialer2 ip nat inside source list 100 interface Dialer2 overload access-list 100 permit ip any access-list 100 permit ip any dialer-list 2 protocol ip permit IPv6: Router1:!IPv6 Routing aktivieren ipv6 unicast-routing interface Tunnel0 no ip address! Tunnel IP setzen ipv6 address 3000::2/112! RIP aktivieren ipv6 rip 6bone enable tunnel source FastEthernet0/0.10 tunnel destination tunnel mode ipv6ip interface FastEthernet0/0 no ip address! definiere verschiedene subinterfaces (fuer die unterschiedlichen VLANs) interface FastEthernet0/0.10 encapsulation dot1q 10 ip address interface FastEthernet0/0.20 encapsulation dot1q 20 ip address interface FastEthernet0/0.30 encapsulation dot1q 30 no ip address! IPv6 global unicast adresse zuordnen ipv6 address FD00:0:A::1/64 ipv6 rip 6bone enable interface FastEthernet0/0.40 encapsulation dot1q 40 ip address

19 router ospf 1 timers throttle spf network area 0 ipv6 router rip 6bone Router 2: ipv6 unicast-routing interface Tunnel0 no ip address ipv6 address 3000::1/112 ipv6 rip 6bone enable tunnel source FastEthernet0/1 tunnel destination tunnel mode ipv6ip interface FastEthernet0/0 no ip address!ipv6 global unicast adresse zuordnen ipv6 address FD00:0:B::1/64 ipv6 enable ipv6 rip 6bone enable interface FastEthernet0/1 ip address router ospf 1 timers throttle spf network area 0 ipv6 router rip 6bone

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