NAGŁÓWEKI ROZSZERZONE IPv6

Transkrypt

1 NAGŁÓWEKI ROZSZERZONE IPv6 Pole Next Header w każdym poprzedzającym nagówku identyfikuje typ następnego nagłówka rozszerzonego. Typowo, ostatni nagłówek rozszerzony wskazuje na protokół transportowy Hop-by-Hop Options header (wartość 0) nagłówek wykorzystywany dla przekazywania informacji pomiedzy routerami (np. W protokole RSVP). Nagłówek ten jest analizowany na każdym w hopie na trasie pakietu. Destination Options header - (wartość 60) nagłówek ten jest przetwarzany wyłacznie w docelowym hoscie oraz w każdym węźle wskazanym przez nagłówek routowania (ang. Routin Header). Dodatkowo, nagłówek ten może występować po nagłówku ESP (ang. Encapsulating Security Payload ) i wtedy jest przetwarzany wyłacznie w hoście docelowy, Nagłówek ten jest też wykorzystywany przez MobileIP.

2 NAGŁÓWEKI ROZSZERZONE IPv6 Źródłowy host musi stosować się do przedstawionej kolejności, natomiast docelowy host powinien być przygotowany do recepcji nagłówków w dowolnej kolejnosci. Routing header (wartość 43) wykorzystywany jest przy outingu źródłowym oraz Mobile IPv6. Fragment header używany jest w przypadku konieczności fragmentacji datagramu na drodze pomiędzy danym węzłem a docelowym urządzeniem Nagłówek ten jest dołączany do każdego zfragmentowanego pakietu. Authentication header and Encapsulating Security Payload header (wartość 51,nagłówek autentykacji oraz 50 dla nagłówka ESP) wykorzystywany jest wraz z IPSec. Nagłówki te są identyczne dla IPv4 i IPv6. Upper-Layer header (wartość 6 dla TCP oraz 17 dla UDP) jest to typowy nagłówek zawierający pakiet protokołu warstwy transportowej.

3 NAGŁÓWEK ROUTINGU Nagłówek z wartością routing type = 0 narzuca trasę przesyłu pakietu pzez określone listą routery. Odpowiada to opcji "Loose Source Route" z IPv4. Pierwszym polem jest pole Next Header wskazujące na typ następnego nagłówka. Drugim polem jest Length wskazujący na długość nagłówka. Kolejne pole to Routing Type określa typ wykorzystywanego nagłówka routingu. Następne pole Segment Left oznacza liczbę routerów wskazywanych w części Data nagłówka.

4 NAGŁÓWEK FRAGMENTACJI IPv6 nie wspiera fragmentacji w routerach. Fragmentację może wykonać jedynie urządzenie-źródło jeżeli MTU na ścieżce przesyłu pakietu nie jest wystarczająco duże. Nagłówek fragmentacji jest wykorzystywany, kiedy host musi wysłać pakiet o wielkości większej niż MTU na ścieżce jego transportu. Host źródłowy dzieli pakiet na fragmenty i wysyła każdy z nich jako oddzielny pakiet z dołaczonym nagłówkiem fragmentacji. Pola w nagłówku fragmentacji zawierają infmacje znane z IPv4, tzn: Offset fragmentu, który identyfikuje pozycję danego fragmentu w oryginalnym pakiecie. Numer identyfikacyjny pozwalający określić kolejność fragmentów w oryginalnym pakiecie.

5 ICMPv6 Internet Control Message Protocol (ICMP) w IPv6 funkcjonuje w ten sam sposób jak w ICMP in Ipv4. ICMPv6 może korzystać z metod autentykacji i szyfrowania oferowanych przez IPSec Dodatkowo, ICMP w IPv6 używany jest w procesach Neighbor Discovery, Path MTU Discovery, oraz Multicast Listener Discovery (MLD). Wartość 58 w polu Next Header podstawowego nagłówka identyfikuje pakiet IPv6 ICMP. Pakiety ICMP w IPv6 mają analogiczne znaczenie jak pakiety zawierające dane warstwy transportowej, tzn. Pakiet ICMP następuje zawsze po wszystkich nagłówkach rozszerzonych.

6 PRZYPOMNIENIE Zmiany adresacji w porównaniu z wersją IP4: zwiększenie wielkości pola adresu IP z 32 do 128 bitów; dzięki temu otrzymuje się możliwość polepszenia ''hierarchii adresowej'', zwiększenia liczby adresów dla węzłów sieci i uproszczenie autokonfiguracji adresów. dodanie pola scope do adresów multicastowych, wprowadzenie adresu anycast dla wysyłania pakietów do jednego z członków grupy węzłów, uproszczenie formatu nagłówka - zwiększenie obszaru przeznaczonego na adresy czterokrotnie spowodowało zwiększenie rozmiaru nagłówka tylko dwukrotnie,

7 ADRESACJA IPv6 Adresy IPv6 są liczbami 128-bitowymi i stanowią identyfikatory dla poszczególnych interfejsów lub zestawów interfejsów. Adresy są przydzielane do interfejsów, a nie do węzłów sieci. Istnieją trzy typy adresów IPv6: unicast, anycast, multicast. Adres unicast identyfikuje pojedynczy interfejs. Adres anycast identyfikuje grupę interfejsów tak, że pakiet wysłany na adres anycastowy trafi do jednego z interfejsów z grupy. Adres multicast identyfikuje grupę interfejsów tak, że pakiet wysłany na adres multicastowy trafi do wszystkich członków grupy. W IPv6 nie ma adresów broadcastowych.

8 TEKSTOWA INTERPRETACJA ADRESÓW IPv6 Preferowana forma x:x:x:x:x:x:x:x, gdzie ''x'' jest jedną z ośmiu liczb 16- bitowych zapisanych w postaci szesnastkowej, np. FEDC:BA98:7654:3201:FEDC:BA98:7654: :0:0:0:8:800:200C:417A (nie jest konieczne zapisywanie zer na początku każdej z liczb; Skrócona forma - dla uproszczenia zapisywania adresów zawierających długie łańcuchy zer wprowadzono skrót: ''::'', oznaczający pojawienie się kilku, następujących po sobie 16-bitowych zer. Znak ''::'' może wystąpić tylko raz w zapisie adresu,np. 1080:0:0:0:8:800:200C:417A adres unicastowy FF01:0:0:0:0:0:0:43 adres multicastowy 0:0:0:0:0:0:0:1 adres loopback 0:0:0:0:0:0:0:0 adres unspecified można zapisać jako: 1080::8:800:200C:417A FF01::43 ::1 ::

9 TEKSTOWA INTERPRETACJA ADRESÓW IPv6 - cd W środowiskach, w których operuje się adresami obu typów (IPv6 i IPv4) można stosować formę x:x:x:x:x:x:d.d.d.d, gdzie ''x'' oznacza 16-bitową liczbę w zapisie szesnastkowym, a ''d'' --- zapis dziesiętny jednej z czterech 8-bitowych, najmniej znaczących liczb w adresie (standardowy zapis IPv4), np. 0:0:0:0:0:0: ::FFFF: Typ adresu jest determinowany przez początkowe bity. Pole (o zmiennej długości) nazywa się Format Prefix (FP).

10 ZDEFINIOWANE POLA FP

11 KLASY ADRESÓW: UNICAST GLOBAL TLA ID Top-Level Aggregation Identifier. Wielkość segmentu wynosi 13 bitów. TLA ID identyfikuje najwyższy poziom w hierarchii routowania. ID typu TLA administrowane są przez IANA, są zarezerwowane dla największych dostawców Internetu. Res Wielkość segmentu wynosi 8 bitów. Bity zarezerwowane dla przyszłego poszerzania wielkości TLA ID lub NLA ID.

12 KLASY ADRESÓW: UNICAST GLOBAL - CD NLA ID Next-Level Aggregation Identifier. Wielkość segmentu wynosi 24 bity. NLA ID używany jest do identyfikowania adresów klienckich. SLA ID Site-Level Aggregation Identifier. Wielkość segmentu wynosi 16 bitów. SLA ID używany jest przez indywidualne sieci klienckie w celu identyfikacji podsieci w ich obrębie.

13 KLASY ADRESÓW: UNICAST LINK LOCAL Adres link-local jest elementem struktury Neighbor Discovery i zawsze konfiguruje się automatycznie, nawet w przypadku braku wszelkich innych adresów emisji pojedynczej. Adresy link-local zawsze zaczynają sie od FE80. Router IPv6 nigdy nie przekazuje ruchu link-local poza łącze.

14 KLASY ADRESÓW: UNICAST SITE LOCAL Adresy site-local są odpowiednikami prywatnych adresów IPv4 Adresy site-local nie są osiagalne z innych sieci i nie są routowane do Internetu. Adres globalny oraz adres site-local posiadają identyczną strukturę za pierwszymi 48 bitami adresu. W adresach globalnych SLA ID identyfikuje podsieci w obrębie danej organizacji. W przypadku adresów site-local ID podsieci (Subnet ID) pełni tą samą funkcję. Z tego powodu możliwe jest utworzenie podsieciowej infrastruktury używanej zarówno przez adresy site-local jak i globalne.

15 ADRESY MULTICASTOWE Znaczniki (ang. Flags): Wskazują znaczniki ustawione w adresie grupowym. Wielkość tego segmentu wynosi 4 bity. Zgodnie z RFC 2373, jedynym zdefiniowanym znacznikiem jest Transient (T). Ustawiony na 0, znacznik T sygnalizuje iż adres grupowy jest na stałe przypisanym (dobrze znany) adresem grupowym ustalonym przez IANA. Ustawiony na 1, wskazuje tymczasowość przydzielonego adresu grupowego.

16 ADRESY MULTICASTOWE - cd W celu identyfikacji węzłów dla zakresów node-local i link-local, zdefiniowano następujące adresy: FF01::1 (wszystkie węzły z zakresu node-local) FF02::1 (wszystkie węzły z zakresu link-local) W celu identyfikacji wszystkich routerów dla zakresów nodelocal, link-local, oraz site-local zdefiniowano następujące adresy: FF01::2 (wszystkie routery z zakresu node-local) FF02::2 (wszystkie routery z zakresu link-local) FF05::2 (wszystkie routery z zakresu site-local)

17 ADRESY ANYCASTOWE Adres emisji dowolnej (ang. anycast) przypisany jest do wielu interfejsów. Pakiety zaadresowane na adres emisji dowolnej są przesyłane przez infrastrukturę routującą do najbliższego interfejsu do którego jest przypisany adres emisji dowolnej.

18 ADRESY IPv6 - PODSUMOWANIE Host IPv6 jest przypisany jest do następujących adresów emisji pojedynczej: Adres link-local dla każdego interfejsu, Adres site-local oraz jeden bądź wiele adresów global, Adresy zwrotne (::1). Oprócz tego, każdy z hostów nasłuchuje na następujących adresach multiemisji (opisanych powyżej): Adres multiemisji wszystkich węzłów z zakresu node-local (FF01::1), Adres multiemisji wszystkich węzłów z zakresu link-local (FF02::1), Adres węzła wywoływanego (ang. solicited-node) dla każdego adresu emisji pojedynczej i każdego interfejsu, Adres multiemisji dla grup, do których przystąpiono.

19 IDEA REALIZACJI SIT SIT (ang. Simple IPv6 Transition) stanowi odpowiedź na pytanie, w jaki sposób dokonać przejścia na protokół IPv6, bez dezorganizacji obecnie istniejącej struktury sieci bazującej na protokole IPv4. Przejście to ma się dokonać w dwóch etapach/fazach. Na końcu fazy 1 koegzystować będą hosty i routery wspierające tak IPv4 jak i Ipv6. Natomiast na końcu fazy drugiej, ww sieci pozostaną tylko hosty i routery wykorzystujace protokół IPv6. Przyjęcie dwuetapowości w strategii SIT wymusza konieczność zagwarantowania następujących cech transformacji sieci: Hosty IPv6 and IPv4 potrafią z sobą współpracować. Wprowadzanie do sieci urządzeń IPv6 (routeróws i hostów) doonywane będzie płynnie, bez narzucania dodatkowych wymagań w stosunku do istniejących urządzeń IPv4. Proces trasformacji powinien być prosty tak dla użytkownika końcowego jak i operatorów sieciowych.

20 CECHY SIT Do podstawowych cech rozwiązania SIT należą: Incremental upgrade. Itniejące hosty i routery IPv4 mogą być upgradowane do IPv6 w dowolnym momencie, bez konieczności brania pod uwagę innych procesów upgradu i koordynowania z nimi przebiegu prac. Incremental deployment. Nowe hosty i/lub routery mogą być instalowane w sieci w dowolnym momencie, nie wprowadzając zakłóceń w pracy istniejącej sieci. Easy Addressing. W chwili gdy istniejące instalacje hostów i/lub routerów są upgradowane z IPv4 do IPv6, mogą one wciąż wykorzystywać poprzednie adresy. Nie ma konieczności pprzedzielania im nowych adesów. Minimal upgrade dependencies. W przypadku upgradu hosta do IPv6, jedynym wymaganiem jest upgrade servera DNS tak by mógł on obługiwać nowe rekordy. Jednocześnie nie ma wymagań co do upgradu routerów.

21 MECHANIZMY WYKORZYSTYWANE W SIT By umożliwić realizację wspomnianych wyżej cech, następujące mechanizmy są implementowane w SIT: Technika podwójnej watstwy sieci (IP layer wspierający tak IPv4 and IPv6) pozwalająca na bezpośrednią współpracę węzłów wykorzystującyvh któryś z tych dwóch protokołów. Dwie struktury adresowe IPv6, pozwalające na zawarcie adresu IPv4 w ramach adresu IPv6. Mechanizm tunelowania pakietów IPv6 przez infrastrukturę sieciową wykorzystującą routing IPv4. Tunele te wykorzystują wspomniana wyżej cechę adresów IPv6. Opcjonalny mechanizm translacji nagłówka pakietu IPv4 do IPv6 oraz translacji odwrotnej. Mechanizm ten pozwala na współpracę węzłów wspierających wyłącznie Ipv4 oraz wyłącznie IPv6.

22 TYPY ROUTERÓW I HOSTÓW Dla właściwego funkcjonowania modelu SIT należy właściwe wykorzystywać 4 typy hostów/routerów: IPv4-only-nodes IPv6/IPv4-nodes Wykozystują podwójna warstwę sieci. Posiadaja zaimplementowane mechanizmy tunelowania Ipv6-over-IPv4. Współpracują bezpośrednio z Ipv6-only-nodes oraz innymi węzłami swojego typu. Dla właściwej komunikacji z IPv4-only-nodes, muszą być skonfigurowane z adresami Ipv6 z grupy IPv4-compatible. IPv6-only-nodes IPv6/IPv4-header-translating-router Ten rodzaj routera umożliwia translacje pakietów IPv6 w pakiety Ipv4 oraz odwrotnie.

23 TUNELOWANIE PROTOKOŁÓW Tunelowanie jest w tym wypadku metodą przenoszenia pakietów IPv6 poprzez obszary sieci IPv4. Jednym z wymagań dla tego rodzaju tunelowania jest by początek i koniec tunelu stanowił węzeł typu IPv6/IPv4-nodes wykorzystujący IPv6 adres typu Ipv4-compatible. Poprzez pojęcie tunelowania należy rozumieć proces, w którym cały pakiet IPv6 jest mapowany do pakietu Ipv4 i przesyłany przez sieć z routingiem Ipv4. Punktem końcowym tunelu może być bądź IPv6/IPv4-header-translatingrouter badź węzeł Ipv6/IPv4 zdolny do de-enkapsulacji pakietu. Adresen docelowym nowego pakietu Ipv4 jest adres węzła reprezentującego punkt końcowy tunelu. Wyodrębnia się dwa podstawowe typy tunelowania: automatic tunneling oraz configured tunneling.

24 AUTOMATIC TUNNELING Automatic tunneling występuje pomiędzy dwoma Pv6/IPv4- hosts. Jest to tunelowanie pełne w układzie "end-to-end". Może być również wykorzystywane w przypadku, gdy router ma zamiar wysłać pakiet IPv6 do IPv6/IPv4- hosta, który jest połączony z tym samym obszaren sieciowym IPv4. W przypadku tego typu tunelowania, punktem końcowym tunelu musi być host docelowy.

25 CONFIGURED TUNNELING W tym wypadku adres docelowy z nagłówka IPv4, i tym samym adres końcowy tunelu, nie może być w prosty sposób zmapowany z adresu docelowego w nagłówku Ipv6. Punkt końcowy tunelu musi być ręcznie skonfigurowany w węźle typu IPv6/IPv4. Configured tunneling jest stosowany gdy host docelowy jest różny od punktu końcowego tunelu.

26 ROZSZERZENIA DNS DLA IPv6 Typ rekordu AAAA Rekord ten jest specyficzny dla klasy Internet i zawiera pojedynczy adres IPv6. host-ipv6 IN AAAA 3ffe:902:100::1 Format danych AAAA 128-bitowy adres jest przedstawiany w postaci bajtowej. Zapytanie AAAA W odpowiedzi na zapytanie określające nazwę domeny podawane są wszystkie konieczne rekordy. Domena IP6.INT Adres IPv6 jest reprezentowany w domenie IP6.INT jako sekwencja nibbli (czwórki bitów) oddzielonych kropkami z sufiksem IP6.INT. Sekwencja ta jest zapisywana w odwrotnym porządku niż adres IPv e.f.f.3.ip6.int Modyfikacje istniejących typów zapytań Wszystkie istniejące typy zapytań obsługujące typ A muszą być przedefiniowane tak by była możliwa obsługa zapytań typu A i AAAA.

27 PROTOKOŁY W IPv6

28 AUTOKONFIGURACJA Istotną zaletą IPv6 jest autokonfiguracja (RFC2462). Istnieją dwie metody takiej konfiguracji: stateless - nie wymaga żadnego konfigurowania hosta i wymaga minimalną konfigurację routerów. Metoda ta pozwala hostom na wygenerowanie własnego adresu na podstawie lokalnie dostępnych informacji i informacji rozgłaszanych przez routery. Routery w tym przypadku rozgłaszają tylko prefiks sieci. Otrzymany od routera prefiks jest następnie uwzględniany podczas generowania adresów lokalnych interfejsów. Jeśli router z jakiegoś powodu nie rozgłasza odpowiednich informacji, host może wygenerowaćc automatycznie tylko adresy linklocal co pozwala na ograniczoną komunikację wyznaczoną zasięgiem (scope) local. stateful - hosty uzyskują wszedpowiednią bazę danych z serwera. Metoda ta wykorzystuje DHCPv6.