Adressierung und Routing

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1 Adressierung und Routing Dr. Hannes P. Lubich Bank Julius Bär Zürich IP Next Generation - Adressierung und Routing (1)

2 Eckpunkte der Adressierungsarchitektur Adresse bezeichnet ein Interface eindeutig (wie in IPv4) H1 R H2 Objekt mit 2 Adressen (z.b. Router) Adresskategorien: Unicast (für Punkt-Punkt-Kommunikation) Multicast (Punkt-Mehrpunkt und Mehrpunkt-Mehrpunkt, Senden an eine Gruppe von Empfängern) Anycast (neu, Senden an den nächsten Empfänger)) IP Next Generation - Adressierung und Routing (2)

3 Notation für die Darstellung von IPv6-Adressen I Ähnlich wie bei IPv4 benötigen wir eine praktische Darstellung für die 128 Bit Adressen von IPv6 Bevorzugte Darstellung: Hexadezimal, in 8 Gruppen zu 16 Bit FEDC:2A5F:709C:216:AEBC:97:3154:3D :2A9C:0:0:0:500:200C:3A 4 Komprimierte Darstellung FF08:0:0:0:0:0:209A:61 -> FF08::209A: :2A9C:0:0:0:500:200C:3A4 -> 1030:2A9C::500:200C:3A4 0:0:0:0:0:0:0:1 -> ::1 aber: es kann pro Adresse jeweils nur eine Folge von Nullen komprimiert werden. IP Next Generation - Adressierung und Routing (3)

4 Notation für die Darstellung von IPv6-Adressen II Gemischte Darstellung: IPv4-Adresse (dezimal!) in IPv6 0:0:0:0:0:0: oder :: Separate Notation für Präfixe, d.h. führende Teile einer Adresse, z.b. für Routing-Potokolle, übernommen aus IPv4 FEDC:BA98:7600::/40 (40-Bit langes Präfix) IP Next Generation - Adressierung und Routing (4)

5 Aufteilung des Adressraums Allokation Präfix Anteil Reserved /256 Unassigned /256 Reserved for NSAP Allocation /128 Reserved for IPX Allocation /128 Unassigned /128 Unassigned /32 Unassigned /16 Aggregatable Global Unicast 001 1/8 Addresses Unassigned 010 1/8 Unassigned 011 1/8 Unassigned 100 1/8 Unassigned 101 1/8 Unassigned 110 1/8 Unassigned /16 Unassigned /32 Unassigned /64 Unassigned /128 Unassigned /512 Link-Local Unicast Addresses /1024 Site-Local Unicast Addresses /1024 Multicast Addresses /256 NB: mehr als 70% sind reserviert Keine spezielle Form für anycast-adressen IP Next Generation - Adressierung und Routing (5)

6 Aggregatable Global Unicast Address Format Trennung in einen globalen (TLA, NLA) und Site-internen (SLA, interface ID) Adressteil Interdomain-Router arbeiten auf dem globalen Adressteil Intradomain-Router arbeiten auf dem Site-internen Teil Eliminiert die störende Bindung der Adresse an einen Provider 3 Bit (13 Bit) (32 Bit) (16 Bit) (64 Bit, IEEE EUI-64 format) 010 TLA NLA SLA interface ID Vgl. Reg. Sub-R. NLA1 NLA2 NLA3 Site IP Next Generation - Adressierung und Routing (6)

7 Spezielle Adressformate Unspezifizierte Adresse: 0:0:0:0:0:0:0:0 oder :: Loopback-Adresse: 0:0:0:0:0:0:0:1 IPv4-basierte Adresse 0:0:0:0:0:0 d.d.d.d Site-lokale Adresse FEC0 0 subnet-id interface-id Link-lokale Adresse FE80 0 interface-id IP Next Generation - Adressierung und Routing (7)

8 Anycast-Adressierung Neues Konzept für die Adressierung eines aus mehreren gleichartigen Hosts (typischerweise sind dies Server) Modellfall: Sie betreiben einen firmeninternen Web- Server, der zur Erhöhung der Verfügbarkeit auf mehreren Maschinen repliziert ist. DNS liefert eine IP-Adresse aufgrund des Domainnamens Wie findet ein Client einen von mehreren dieser Web- Server (alle haben die gleiche Anycast-Adresse - einer genügt!)? IP Next Generation - Adressierung und Routing (8)

9 Realisierung der Anycast- Adressierung Anycast-Adressen werden als solche nicht besonders identifiziert (es gibt kein spezielles Adressformat). ->Eine Anycast-Adresse hat das Format einer Unicast- Adresse. Server, die auf eine Anycast-Adresse hören, geben diese den Routern ihres Subnetzes an (spezielle Funktion der Adressauflösungs-Mechanismen in ICMP) Der am schnellsten antwortende Server eines Subnetzes wird vom Routing-System als für die spezifische Anycast- Adresse zuständig betrachtet. Das Routing-System unterhält genau eine Route pro aktive Anycast-Adresse (bedingt einen zusätzlichen Eintrag im Distanzvektor pro Anycast-Adresse) IP Next Generation - Adressierung und Routing (9)

10 Unicast-Routing: Prinzipien Wie bisher wird zwischen Intradomain Routing und Interdomain Routing unterschieden. Autonomous Systems: neu als Routing Domains bezeichnet. Routing ist kritische Komponente im Hinblick auf die Skalierbarkeit des Netzes (Grösse der Routing-Tabellen der Interdomain Router). Lösung in IPv4: Classless Interdomain Routing - Aggregierung von Netzen zu einer Menge und Bezeichnung derselben mit einem Adress-Präfix. -> nur ein einziger Eintrag für mehrere Netze notwendig IPng: Aggregierung aller Netze des gleichen Providers (und somit mit gleichem Provider-Präfix) IP Next Generation - Adressierung und Routing (10)

11 Intradomain Routing Routing Information Protocol (RIP) Open Shortest Path First (OSPF) Dual IS-IS (OSI CLNP) EIGRP (Cisco) IP Next Generation - Adressierung und Routing (11)

12 Routing Information Protocol (RIP) für IPv6 Format eines IPv6-RIP-Pakets: 32 Bit Befehl Version = 1 0 IPv6-Adresse (128 Bit) Routen-Kennung (int / ext) Subnetmaske Metrik Weitere Präfix/Metrik Records Befehle: request response verlangt Routing-Information von einem benachbarten Router Antwort auf request; werden auch periodisch (alle 30s) an die Nachbarn verschickt. IP Next Generation - Adressierung und Routing (12)

13 Open Shortest Path First (OSPF) für IPv6 OSPF ist ein gut eingeführter, erprobter Routing-Algorithmus. Beruht auf Link State Routing: Zustandsinformation über Links wird im ganzen Routing-Domain verbreitet (Flooding). OSPF wurde für IPv6 minimal angepasst (Adressformate) Link State Records werden mit einer IPv6-Adresse identifiziert Router (Absender von Link State Paketen) werden mit einem separaten 32 Bit Wert identifiziert Network areas werden mit einer IPv6-Adresse oder Präfix identifiziert Länge der Subnetz-Präfixe wird in ein Feld mit 32 Bit Länge codiert OSPFv6 läuft parallel zu OSPF für IPv4 (keine Integration der Routing-Information vorgesehen). Bestehende OSPF-Software kann einfach angepasst werden. IP Next Generation - Adressierung und Routing (13)

14 Interdomain-Routing IPv4 verwendet das Border Gateway Protocol (BGP, heute BGP- 4) als Routing-Protokoll zwischen autonomen Systemen. Verwendet path vectors für die Detektion von Schleifen. BGP-4 ist für 32-Bit-Adressen optimiert und konnte nicht einfach an die neue Adressstruktur angepasst werden. Ausgewählte Alternative: Inter-Domain Routing Protocol (IDRP) - ein OSI Routing-Protokoll, welches konzeptuell sehr ähnlich ist wie BGP. IDRP Routing Info wird in IPv6-Paketen übertragen (BGP: TCP), damit ist für multi-homed Hosts Provider Selection mit IP Routing Header möglich. IDRP kann mit verschiedenen Adressformaten arbeiten Routing Domains werden in IDRP mit variabel langen Präfixen identifiziert (BGP: 16-Bit Identifikation) und können in Routing Confederations mit eigenem Adress-Präfix zusammengefasst werden. IP Next Generation - Adressierung und Routing (14)

15 Weiterführende Literatur RFC 2373: R. Hinden, S. Deering, "IP Version 6 Addressing Architecture", July 1998 RFC 1715: C. Huitema, "The H Ratio for Address Assignment Efficiency", 11/03/1994. (Pages=4) C. Huitema: Routing in the Internet, Prentice-Hall, 1995 Hinden, Deering: IP Version 6 Addressing Architecture (RFC2373) Hinden, O Dell, Deering: An IPv6 Aggregatable Global Unicast Address Format (RFC2374) Hinden: Proposed TLA and NLA Assignment Rule (RFC2450) IP Next Generation - Adressierung und Routing (15)