IPv6 TCP/IP-Update. Hans Peter Dittler BRAINTEC Netzwerk-Consulting GmbH

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1 IPv6 TCP/IP-Update Hans Peter Dittler BRAINTEC Netzwerk-Consulting GmbH

2 Inhalt Einleitung Geschichte Adressen bei IPv4 NAT bei IPv4 Tools bei IPv4 Vorbereitung für IPv6 IPv6 - Basis Adressen Vergabe von Adressen Header Optionsheader ICMPv6 Autoconfiguration DHCPv6 DNS Tunnel Dual-Stack und NAPT Mobile-IP IPSEC Multicast und Routing Voice over IP Quality of Service Management Lösung mit Routern IPv6 und Windows 6Bone Weitere Entwicklung Weiterführende WWW-Links H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

3 IPv6 Seminar Einleitung H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

4 Warum eine neue Generation für IP? der Adressraum wird knapp Größe der Routingtabellen wird zum Problem Sicherheitsaspekte Plug&Play-Installation Erleichterung beim Umnummerieren (bei Änderungen in Adressplänen) Übertragungsverfahren mit Anforderungen an Quality-of-Service- Parameter neuartige Anwendungen?? H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

5 IPv6 Seminar Adressen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

6 IPv6 - Adressraum IPv6 Adressen haben die feste Länge von 16 Bytes Adressraum von IPv6: 128 Bits: Adressen ca Adressen pro qm der Erde (Erdoberfläche angenommen mit: qm) verteilt man die Adressen so, wie bisher bei Telefon und IPv4 üblich, ergeben sich immer noch Adressen je qm der Erde (Christian Huitema) H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

7 IPv6 Adressen Übersicht Hexadezimale Schreibweise in 16-Bit- Gruppen mit den Trennzeichen : Abkürzung für eine Folge von Null- Gruppen ist erlaubt Beispiele aus dem DNS : mynode IN AAAA 1080::800:200C:F17A mynode IN AAAA 1080:0:0:0:0:800:200C:F17A H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

8 IPv6 Adresstypen Adressierungsarten: Unicast global link-local site-local Anycast Multicast an einem Knoten an den nächsten aus einer Gruppe mit gleichem Adresspräfix (u.a. für MOBILIP vorgesehen) an alle aus einer Gruppe Präfix-Subnet-Modell ähnlich wie in IPv4 (CIDR), zusätzlich dürfen auf einem Link mehr als ein Präfix gültig sein Hinweis: In IPv6 sind keine Broadcast- Adressen vorgesehen. Funktional sind diese durch Multicast Adressen ersetzt worden H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

9 Anycast/Multicast Unicast Multicast Anycast H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

10 Zuordnung von IP - Adressen IPv6 - Adressen werden Interfaces zugeordnet, nicht Knoten (nodes) d.h. die Identifizierung des Knoten (Rechners) erfolgt über seine Interfaces IPv6 unicast wird einem einzelnen Interface zugeordnet einem einzelnen Interface dürfen mehrere IP - Adressen zugeordnet werden jedes Interface erhält automatisch eine zusätzliche link-local- Adresse Ausnahmen hierzu: eine IPv6 - Adresse kann zu mehreren Interfaces gehören, wenn die Implementierung die Interfaces als ein Interface dem Internet Layer präsentiert (z.b. für Load-Sharing über verschiedene Interfaces) Router können Interfaces ohne IPv6 - Adresse an Point to Point Links haben,wenn die Endpunkte nicht mit IPv6 Paketen erreicht werden müssen. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

11 IPv6 - Adresstypen Die Nutzung des IPv6-Adressraumes wird über den Format Präfix (FP) in den obersten Bits auf verschiedene Adresstypen aufgeteilt. Zunächst wurden 87% des gesamten Adressraums für spätere Definitionen zurückgestellt reserviert für Einbettung des IPv4-Adressraums: ::0000:nnnn:mmmm IPv4 - Mapped (IPv4 - Knoten kann kein IPv6) ::FFFF:nnnn:mmmm IPv4 - kompatibel (IPv6-Knoten kann auch IPv4) 001 normale IPv6 Unicast-Adressen, Vergabe erfolgt hierarchisch über Registries und Service Provider lokale Adressen (link-local): loopback FE00:: 1 unspezifiziert 0: lokale Adressen (site-local) Multicast-Adressen: im Gerät am link in der site all nodes FF01::1 all nodes FF02::1 all routers FF05::2 all routers FF01::2 all routers FF02::2 H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

12 IPv6 - Adressen Kompatibilität IPv4 / IPv6 hier: Auswirkungen auf DNS 0:0:0:0:0:0:<IPv4 Adresse> Adresse eines nur IPv4 verstehenden Host mapped in IPv6 address space, aufgeführt in DNS mit nur A Sätzen 0:0:0:0:FFFF:<IPv4 Adresse> Adresse eines IPv6 Host, der mit einem nur IPv4 verstehenden Host kommunizieren möchte, aufgeführt in DNS mit A & AAAA Sätzen andere IPv6 - Adresse Adresse eines IPv6 Host, der nicht mit IPv4 Hosts kommunizieren möchte, aufgeführt in DNS nur mit AAAA Sätzen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

13 Global Unicast Addresses 001 global Präfix Subnet interface ID public topology (45 bits) site topology (16 bits) interface identifier (64 bits) alle Felder sind variabel lang globale Präfixe können nur an Provider oder Austauschpunkte vergeben werden alle Felder können weiter unterteilt werden. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

14 Interface IDs die unteren 64 Bits einer IPv6-Adresse können in unterschiedlicher Weise definiert werden: automatisch durch den im Standard definierten Prozess auto-configuration, dabei wird die 48-Bit MAC-Adresse (d.h. Ethernet-Adresse), zu einer 64-Bit EUI-64-Adresse erweitert, automatisch von einem DHCP-Server, manuell vom Benutzer eingestellt, durch eine automatisch beim Systemstart (oder bei Benutzereingabe) generierte Pseudo-Zufallszahl (um Bedenken im Bereich der Benutzer-Privatsphäre auszuräumen), andere, noch zu definierende Methoden H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

15 Interface ID nach EUI A BC DE MAC-Adresse FF FE 9A BC DE :00:00:00:00:00:00:00: 36: 56: 78: FF: FE: 9A: BC: DE IPv6-Adresse H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

16 Auswahl der Absenderadresse Die derzeit von den meisten favorisierte Lösung geht nach folgendem Schema vor: Ausgehend von der Zieladresse werden die Präfixe der zur Verfügung stehenden Absenderadressen durchsucht, um die Adresse mit der längsten Übereinstimmung zu finden. Gibt es mehrere gleiche Kandidaten, so wird nach manuell vorgegebenen Routing-Gewichtungen unterschieden. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

17 IPv6 Seminar Vergabe von Adressen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

18 Adressvergabe ARIN RIPE APNIC IANA / ICANN ARIN RIPE APNIC RFC 1918 Enterprise Registry Provider Private Address Space (LACNIC) Firma / Kunde (AFRINIC) H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

19 Adressaufteilung 001 Registry Provider Subnet interface ID Bit ISPs und Provider starten mit /32 bei entsprechendem Wachstum können an einen ISP weitere Präfixe mit /32 zugeordnet werden ein Endkunde erhält ein /48, so dass immer 16 Bit zur Bildung lokale Subnets zur Verfügung stehen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

20 Adressaufteilung 001 Registry Provider Subnet interface ID Bit Bei Bedarf können mehrere /48 zu einem größeren Netz zusammengelegt werden wenn feststeht, dass nur ein Netz angeschlossen wird (Dial-up), so kann ein /64 je Kunde vergeben werden wenn sicher feststeht, dass nur ein Interface angeschlossen wird, darf eine feste Adresse mit /128 verwendet werden H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

21 IPv6 Seminar Header H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

22 IPv4 Header Format 32 Bits Version H-Länge Type of Service Identifikation Flags TTL Protokoll Quelladresse Zieladresse Optionen Daten Länge Offset Prüfsumme fest variabel H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

23 IPv6 Header 32 Bits Version Payload Length Flow Label Next Header Hop Limit Quelladresse Quelladresse fest Zieladresse Header / Protokoll / Daten variabel H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

24 IPv6 - Header Feldname Länge Erläuterung Version 4 Bits Versionsnummer (6) Flow Label. 28 Bits Nutzung zur Markierung von Paketen eines Übertragungsstromes Die Verwendung und Ausgestaltung des Flow Labels ist immer noch in Diskussion. Zuerst als reine ID gesehen, werden heute in diesem Feld von verschiedenen Normungsgruppen verschiedene Kennzeichnungen vorgeschlagen. Ein Teil der Bits haben End-zu-Ende Bedeutung, andere können von den Routern auf dem Übertragungsweg verändert werden. Ziele sind die Vergabe und Steuerung von Prioritäten und Einhaltung von Qualitätskriterien (sieheqos bei DIFFSERV und INTSERV) H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

25 IPv6 - Header Feldname Länge Erläuterung Payload Length 16 Bits Länge des Paketes, das dem IPv6- Header folgt (in Oktets), wenn = 0, gilt die aktuelle Paketlänge in der Jumbo-Paket-Option, somit sind Werte größer als 64 KBytes möglich. Next Header 8 Bits Headertyp, der dem IPv6 - Header unmittelbar folgt (d.h. IPv6-Options- Header oder nächstes Protokoll z.b.: TCP). Es gelten die alten Werte von IPv4 ergänzt um die neuen Optionsheaderwerte für IPv6. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

26 IPv6 Seminar DNS H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

27 DNS und IPv6 Die Darstellung folgt den bekannten Regeln: myhost IN A my6host IN AAAA 4321:0:1:2:3:4:56:789a mypc IN AAAA 4321::4567:89ab H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

28 Alternatives DNS-Format Einfache Schreibweise durch Rekursion my6host IN A6 4321:0:1:2:3:4:56:789a mypc1 IN A6 ::1:9:4567:89ab 64 mynet mypc2 IN A6 ::1:9:7654:fedc 64 mynet mynet IN A6 4321:0:1:2:: Diese Variante wird zwar noch diskutiert, wird aber aus Performancegründen derzeit nicht weiter verfolgt und soll wieder aus den Standards verschwinden H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

29 Reverse DNS Um Adressen auf Namen abzubilden, existiert im DNS die Funktion PTR: gesucht: 4321::12:3:4:567:89ab Eintrag im DNS: b.a ip6.arpa IN PTR my6host Hinweis: zu Beginn war in der Standardisierung.int statt.arpa für diese Funktion vorgesehen. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

30 Probleme bei DNS Der Zugriff auf IPv4-basierte Nameserver über reine IPv6-Netze muss noch geklärt werden Gateways in der Diskussion Der Zugriff auf die Root-Server mit IPv6 steht noch aus Tests haben begonnen, die Stabilität steht im Vordergrund H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

31 IPv6 Seminar Tunnel H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

32 Migration mit Tunneln sanfte Migration IPv6-Inseln über Gateways in IPv4-Netze integrieren Zwischen den Inseln IPv4-Tunnel IPv4-Inseln Betrieb über über Tunnel in IPv6-Netz H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

33 Tunnel Verbindung von IPv6-Netzen über eine IPv4-Wolke Encapsulation Decapsulation IPv6 Host Router IPv4 Router Router IPv6 Host H6 DATA H4 H6 DATA H6 DATA H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

34 Aufbau von Tunneln Hoher Aufwand bei manuell konfigurierten Tunneln Probleme mit Pakten maximaler Länge Probleme bei der Behandlung von Fehlermeldungen automatische Zuordnung von Tunneln über IPv4 kompatible Adressen erfordert ausreichende Zahl von IPv4-Adressen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

35 Tunnel-Broker Verringerung des Aufwands durch zentrale automatische Vergabe Registrierung von Endpunkten der Tunnel automatischer Verbindungsaufbau nach Abfrage des Brokers H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

36 automatische Tunnel RFC 2893: der Tunnelendpunkt ergibt sich aus der IPv4 kompatiblen Adresse 96 Bit 32 Bit 0 IPv4 ISATAP die EUI-64 Erweiterung der IPv4-Adresse wird in den lokalen IPv6-Adressraum eingebettet und definiert so den Tunnelendpunkt in der IPv4-Welt: 64 Bit IPv6-Präfix 32 Bit 00005E5F 32 Bit IPv4-Adresse H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

37 6to4 Abbildung von IPv6 Adressen in den existierenden Raum der IPv4 Adressen Automatischer Aufbau von Tunneln Verwendung des vorhandenen Routings im Internet Generierung der Adresse: 16 Bit 32 Bit 16 Bit 64 Bit 2002 IPv4-Adresse Subnetz lokal H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology

38 Verbindung mit 6to4-Routern IPv6- Netz 6to4-Router Internet Die IPv6-Zieladresse lässt sich direkt auf die IPv4-Adresse des Routers am Eingang des IPv6-Netzes abbilden 6to4-Router IPv6- Netz H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting DONE Technology