IPv6 und JETZT? Muss ich, kann ich, soll ich?

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1 IPv6 und JETZT? Muss ich, kann ich, soll ich? Mathias Hein Ingolstädterstrasse 3i Neuburg/Do T: VAF

2 Erfolg des IPv4 Protokolls IPv4 ist ein wichtiger Bestandteil aller neuen Technologien Paket-orientierte IP-Dienste werden sogar für Sprach- und Multimedia- Dienste mit erhöhten Anforderungen an Quality of Service verwendet IPv4 war immer offen für Erweiterungen: beispielsweise Wechsel von Classful zu Classless Interdomain Routing IPv4 war in der Lage auf jede Art von Hardware zu laufen, beispielsweise Ethernet, Wireless LAN, etc. Skalierung 100+ Millionen Web Sites Verkehrsanstieg pro Jahr > 100 % ca. 4 Milliarden Internet-Nutzer VAF

3 Erfolg des IPv4 Protokolls IPv4 hat sich seit seinem anfänglichen Design dramatisch verändert Zuwachs Grundprinzipien sind immer noch aktuell Anzahl von vernetzten Computern im privaten Netzwerk und im Internet nimmt zu Größe von einigen Dutzend bis zu einigen Millionen von Computern Geschwindigkeit von 9,6 KBit/s über GSM-Mobilfunknetze bis zu 100 GBit/s über Ethernet- oder WAN-Verbindungen VAF

4 Probleme des IPv4 Aktuelle IP Version (IPv4) ist 30+ Jahre alt 32 Bit Adressbereich ist zu klein (max. Anzahl an Adressen kleiner als Anzahl der Erdbewohner) Beschränkter IPv4 Adressraum, 32 Bit = Milliarden Endsysteme Routing ist ineffizient (lange Routing-Tabellen) schlechte Unterstützung für mobile Geräte (Roaming) gestiegenes Sicherheitsbedürfnis Einige der Probleme stammen aus den späten neunziger Jahren und wurden meistens gelöst (IPSec, DHCP, NAT, etc.) oder sind nicht mehr so wichtig... somit verschoben auf die Umstellung auf das neue System VAF

5 IPv4 Verteilungs-Problem VAF

6 IP Everywhere wird zum Problem VAF

7 Warum IPv6? IETF hat eine völlig neue Version vorgeschlagen, um die IPv4- spezifischen Probleme zu lösen Adressraum Aber die meisten Adressen sind Class C und damit zu wenige für moderne Firmen oder Organisationen Class A und Class B Netzwerkadressen sind bereits fast restlos vergeben beziehungsweise in Benutzung Verschwenderische Nutzung des Adressraums Geografische Lage spielt keine Rolle bei der IP Adressvergabe. Offizielles Ende der IPv4-Adressen Februar 2011! VAF

8 IPv6 - Was bringt das? Optimierung Nur absolut notwendige Protokoll- Element werden im Paketkopf belassen Echtzeit-Unterstützung Flow-Label zur Markierung zusammengehörender Pakete Sicherheit Die Basis-Spezifikation schließt Sicherheit ein (Paket-Verschlüsselung und Nutzer- Authentisierung) Auto-Configuration Einfacher Anschluss einer Station ans Netz ohne aufwendige Konfiguration, plug & play Mobilität Mobile-IP als fester Bestandteil der Spezifikation Adressierung 128-Bit-Adresse anstatt 32 Bit VAF

9 Designanforderungen an das neue Protokoll Umfangreicher, zukunftssicherer Adressraum Hierarchische Adressierung und effiziente Adressvergabe Begrenzung der Größe der Routing Tabellen QoS Unterstützung Integrierte Security Mobility Support auf IP Ebene Auto-Konfiguration (Plug-and-Play auf Netzwerkebene) Erweiterbarkeit des Protokolls VAF

10 Was ist neu beim IPv6? Globaler Adressierungsmechanismus: 128 Bit lange Adressen 1 Million Netzwerke pro Mensch 20 Netzwerke pro m 2 Erdoberfläche Plug and Play-Funktionen Mobility-Unterstützung: Rückwärtskompatibel zu IPv4 VAF

11 IPv4 & IPv6 Header ETK networks IPv4 Header Version IHL Type of Service Total Length IPv6 Header Version Traffic Class Flow Label Identification Flags Fragment Offset Time to Live Protocol Header Checksum Payload Length Next Header Hop Limit Source Address Destination Address Source Address Options Padding Legende Feld wurde von IPv4 in IPv6 übernommen Feld wurde nicht in IPv6 übernommen Name & Position be IPv6 geändert Neues Feld bei IPv6 Destination Address VAF

12 IP Unicast, Multicast und Anycast (IPv6) UNICAST: 1 : 1 - Kommunikation (FTP oder Webdienste etc.) MULTICAST: n : m - Kommunikation implizit BROADCAST möglich (Multiparty Videokonferenzen, Dateireplizier Dienste etc.) ANYCAST (nur IPv6): (1 : 1 aus n)-kommunikation (Anfragen nach bestimmten Services [Router, Printserver etc.]) VAF

13 Adressstruktur von IPv6 Darstellung von IPv6-Adressen : X : X : X : X : X : X : X : X X = 16-Bit-Wert in Hex führende Nullen nicht erforderlich mehrere aufeinander folgende Nullwerte mit :: ; nur auf einer Seite der Adresse Beispiel : ABCD : EF98 : 0600 : 0000 : 0000 : EF98 : 0000 :0000 ABCD : EF98 : 600 :: EF98 : 0 : 0 Formatpräfix : variable Länge, bestimmt durch die ersten Bits von links (Adressklassen!) VAF

14 IPv6 Adressmodel Adressen werden Interfaces zugeordnet Änderung gegenüber dem IPv4 Modell : Interface können über mehrere Adressen verfügen Wirkungsbereich von IPv6 Adressen Link Local Site Local Global Global Site-Local Link-Local IPv6 Adressen verfügen über eine Lebenszeit VAF

15 Aggregierbare Globale Unicast Adressen Provider Site Host 3 45 Bits 16 Bits 64 Bits Global Routing Prefix SLA Interface ID 001 VAF

16 Wer vergibt die IPv6 Adressen? /23 /32 /48 / Interface ID Registry ISP Präfix Site Präfix LAN Präfix Bootstrap Process - RFC2450 Die Adressvergabe erfolgt durch die Registries: IANA vergibt 2001::/16 an die Registries Jede Registry erhält einen /23 Präfix von der IANA Momentan vergeben die Registres nur einen /32 Präfix an IPv6 ISPs Der ISP vergibt einen /48 Präfix an jeden Kunden VAF

17 IPv6 Adressierung Top Level Next Level Next Level Next Level Public Topology (Transit providers, ISPs & Exchanges) Site Level Site Level Site Topology (LAN) & Interface ID (link) VAF

18 IPv6 Adressierung LAN Adressierung /128 SUBNET PREFIX /64 /128 /128 /128 Subnet Präfix + MAC Adresse = /128 VAF

19 Autokonfiguration Mindestmenge an Informationen ( Plug and Play ) Ohne Server Einholung eindeutiger Interface-ID Adresspräfix Link-Lokal: Präfix + 48-Bit Ethernet Adresse + Rest Nullen Wenn global eindeutig: Router-Präfix + Ethernet Adresse VAF

20 IPv6: Autokonfigurationsmechanismus Router Router Advertisement Router Solicitation Neuer Host Neuer Host konfiguriert lokale Adresse Lokale Adresse wird per Neighbor-Discovery-Protokoll verifiziert Host sendet dann Router Solicitation Message mit lokaler Adresse Router antwortet mit Router Advertisement Message: Enthält Informationen zu Adress-Präfix und globale Adresse des neuen Hosts (stateful autoconfiguration oder stateless autoconfiguration) VAF

21 IPv6-Adressmanagement Automatische Adresskonfiguration: Plug-and-Play-Funktion Stateless Router propagiert Präfix Hosts generieren Interface Token" IP-Adresse setzt sich aus beiden Komponenten zusammen Stateful Clients erhält Adresse und / oder Konfiguration vom DHCP Server DHCP Server kontrolliert alle Adressen Host und Router Discovery VAF

22 Automatisches Renumbering Einfaches Renumbering für IPv6 Netze Hinzufügen eines neuen Präfix auf dem Router Reduzieren der Lebenszeit des alten Präfixes Automatisch verwerfen die Knoten den alten Präfix und die neue Adresse wird genutzt VAF

23 IPv6 Routing IPv6 unterstützt die folgenden Routing Algorithmen: RIPv2 gemäß RFC 2080 OSPFv3 gemäß RFC 2740 ISIS gemäß Ddraft-ietf-isis-ipv6-02 BGP4+ gemäß RFC 2858 und RFC 2545 VAF

24 IPv6 und DNS IPv4 IPv6 Hostname to IP address A record: A AAAA record: AAAA 3FFE:B00:C18:1::2 IP address to hostname PTR record: in-addr.arpa. PTR PTR record: c b.0.e.f.f.3.ip6.arpa PTR VAF

25 IPv4/IPv6 Migration Translation Dual Stack Tunneling automatisches Tunneling konfiguriertes Tunneling ETK networks VAF

26 IPv6 Migration Translation IPv4 IPv6 Application TCP/UDP IPv4 IPv6 Link VAF

27 IPv6 Migration ETK networks Dual Stack Hosts?? IPv4 Application TCP/UDP IPv4 IPv6 Link IPv6 VAF

28 IPv6 Migration 1. Kommunikation zwischen Hosts in verschiedenen Protokoll-Welten. IPv4 IPv6 2. Kommunikation zwischen IPv6-Hosts über ein IPv4-Zwischennetz IPv6 IPv4 IPv6 3. Kommunikation zwischen IPv4-Hosts über ein IPv6-Zwischennetz IPv4 IPv6 IPv4 VAF

29 IPv6 - enthält Security Sicherheitsfunktionen sind fester Bestandteil von IPv6 Alle Implementationen müssen die Sicherheitsfunktionen unterstützen Authentication (Packet Signing) Encryption (Data Confidentiality) End-to-End Security-Modell schützt DHCP schützt DNS schützt IPv6 Mobility schützt Ende-zu-Ende Verkehr über IPv4-Netzwerke VAF

30 Zusammenfassung Vergrößerter Adressraum Effizienteres Header-Format und einfache Header- Erweiterung durch Extentions Effizienterer Aufbau von Routing-Tabellen und Routen-Aggregation Automatische Konfiguration von Rechnern und Routern Automatische Adressierung Integrierte Sicherheitsmechanismen Rückwärtskompatibilität zu IPv4 VAF

31 Wenn IPv6 so großartig ist, warum wurde es bisher nicht implementiert? VAF

32 Wird IPv6 kommen? IP überall: Data, Voice, Audio, Video... Nächster Mobil-Standard unterstützt IP 2 Milliarden Autos werden bis 201x mit Internet-Technologie ausgerüstet IP-Entwicklungsländer: China, Indien, Russland VAF

33 Investitionen in: Was erfordert IPv6? Software: neue Protokoll-Stacks Hardware: eventuell Austausch von Geräten Personal: keine Erfahrung mit neuem Protokoll Testnetz: Systemumgebung zum Sammeln von Praxiserfahrungen VAF

34 Verfügbare IPv6 Implementierungen in Endgeräten IPv6 Implementierungen liegen für (nahezu) jedes Betriebssystem vor Aktuelle Releases für Windows werden ebenfalls mit IPv6 Code ausgeliefert!! VAF

35 Verfügbare IPv6 Implementierungen in Switches und Routern Fast alle Switch/Router-Hersteller unterstützen bereits IPv6 VAF

36 Fazit IPv6 An IPv6 führt kein Weg vorbei! Applikationen müssen an Zusatzfunktionen von IPv6 angepasst werden Migration erfordert langen Atem (3 bis 5 Jahre) Administratoren müssen auf die Besonderheiten von IPv6 vorbereitet werden VAF

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