IPv6 in der Praxis - iks.hs-merseburg.deuheuert/pdf/Anwendung Rechnernetze... · Einleitung Einleitung Adressen Features Migration Fazit IPv6 wieso? IPv6 kurz & bündig 16.01.2008

IPv6 in der Praxis

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

16.01.2008 Carsten Schindler IPv6 in der Praxis 1

Anwendung RN

Carsten Schindler

FH Merseburg

• Einleitung• Adressen• Features• Migration• Fazit

Übersicht

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit


• Fazit

Einleitung

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

IPv6 wieso?

IPv6 kurz & bündig


IPv6 wieso?

IPv6 Kurz & bündig

IPv6 wieso?

Nachteile von IPv4

• 32 Bit Adressbereich ist zu kleinRouting ist ineffizient

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

IPv6 wieso?

IPv6 kurz & bündig


• Routing ist ineffizient• mangelnde Unterstützung für mobile Geräte• Sicherheitsbedürfnisse sind gewachsen

IPv6 kurz & bündig

• Entwicklung begann um 1995• Adressknappheit, v.a. im asiatischen Raum

v4: 2³² = 4294967296 IPs,v6: 2¹²⁸ = 340282366920938463463374607431768211456 IPs

• Vereinfachung und Verbesserung der Protokollrahmen • Dienste wie IPSec, QoS und Multicast „serienmäßig“

IPv6 wieso?

IPv6 kurz & bündig

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit


• Dienste wie IPSec, QoS und Multicast „serienmäßig“• andere Features

Autoconfiguration, Umnummerierung, Mobile IPv6, . . .• ICMPv6

sehr mächtig ausgebaut, übernimmt Funktion von ARP

Adressen

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Adressaufbau von IPv6

Arten von IPv6 Adressen





• IPv6-Adresse ist 128 Bit lang (IPv4: 32 Bit)• 128 Bit in Hexadezimaldarstellung, zusammengesetzt aus 8

Blöcken „nubbles“ zu je 16bit z.B. 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

• führende Nullen einer 16-Bit-Gruppe dürfen ausgelassen werden

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit




werden2001:0db8::0028:000b

2001:db8::28:b

• man darf genau einmal innerhalb einer Adresse eine Folge von 0-Blöcken durch „::” ersetzen. 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57

2001:0db8::1428:57 richtig

2001::25de::cade falsch


• die ersten 64 Bit der IPv6-Adresse dienen üblicherweise der Netzadressierung,

• die letzten 64 Bit werden zur Host-Adressierung verwendet • wie bei IPv4 wird die Netzmaske durch ein “/” getrennt angehängt

und bezeichnet die Anzahl Bits, die Adressen aus diesem Netzgemein haben.

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit




gemein haben.• gängig sind /32 für Provider und (sehr) große

Organisationen, /48 oder /64 für normale Benutzer

z.B. IP 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 Subnetz 2001:0db8:85a3:08d3::/64 Subnetz 2001:0db8:85a3::/48.

Beispiele

• in einer URL wird die IPv6-Adresse in eckigen Klammern eingeschlossen. Beispiel einer korrekten URL:

http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]/

• Notation verhindert die fälschliche Interpretation von

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit




• Notation verhindert die fälschliche Interpretation von Portnummern als Teil der IPv6-Adresse:http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:8080/


Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit



• IPv6 Adressen werden Schnittstellen (interfaces) zugeordnet und nicht wie unter IPv4 den Netzknoten (nodes)

Es gibt folgende 3 Adressarten:• Unicast • Multicast


• Multicast • Anycast

Unicast

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit



• durch Unicast wird eine Schnittstelle eines Netzknoten adressiert

• ein Netzknoten kann aus mehreren Schnittstellen bestehen, wobei eine Schnittstelle in der Regel mehrere Internetadressen hat


Multicast

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit



• Multicast dient zur Adressierung einer Gruppe von Schnittstellen• an eine Multicast-Adresse gesendete Datenpakete werden an alle

Schnittstellen der Multicast-Gruppe ausgeliefert• Multicast-Adressen sind durch besondere Adressbereiche

gekennzeichnet


Anycast

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit



• durch Anycast wird wie beim Multicast eine Gruppe von Schnittstellen adressiert

• jedoch werden an eine Anycast-Adresse gesendete Datenpakete nur an eine Schnittstelle der Gruppe ausgeliefert, z.B. die nächste erreichbare Schnittstelle



Präfix Bedeutung

::/128 ist die undefinierte Adresse, ähnlich der 0.0.0.0 in IPv4

::1/128 entspricht 127.0.0.1 (localhost) in IPv4

fe80::/10 (fe80… bis febf…) link-local unicast addresses

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit




fe80::/10 (fe80… bis febf…) link-local unicast addresses

fec0::/10 (fec0… bis feff…) site-local (nicht mehr gebräuchlich)

ff00::/8 (ffxy)ff01::1, ff02::1

ff01::2, ff02::2, ff05::2

ff05::1:5ff02::101

Multicast-AdressenAll Nodes Adressen (Broadcast)All Routers Adressenalle Site DHCP-Serveralle lokalen NTP-Server


Präfix Bedeutung

2000::/3 bis 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

2001-Adressen

von der IANA vergebenen globalen Unicast-Adressen (routbare und weltweit einzigartige Adressen)

werden an Provider vergeben

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit




2001-Adressen3ffe:0000-Adressen

werden an Provider vergebenTestnetzwerk 6Bone

fc00::/7 (fc… und fd…) Unique Local Adressen (RFC 4193)

Struktur einer aggregierbaren Adresse

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit



• gelten weltweit und übernehmen die Rolle der öffentlichen Adressen des IPv4 Adressraumes ( IPv4 Class A,B und C Netze )

• strenges hierarchisches Konzept in der Adressaufteilung


Aufbau und automatische Erzeugung einer Interface ID

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit



• bei der 64 Bit langen IPv6-Interface ID handelt es sich um die Link Layer Adresse (OSI-Modell Schicht 2, MAC-Adresse)dazu wird das 64 Bit lange, genormte IEEE EUI-64 Adressformat in


• dazu wird das 64 Bit lange, genormte IEEE EUI-64 Adressformat in einer leicht abgeänderten Form verwendet

Aufbau und automatische Erzeugung einer Interface ID

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit




• Client MAC: 00-0A-E4-4A-FB-C6• Invertierung des 7. Bit der MAC-Adresse: 02-0A-E4-4AFB-C6• Einfügen von den 2 Bytes „FFFE“ in die Mitte der MAC:

020A:E4FF:FE4A:FBC6

Features

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


Header

Autoconfiguration

Header-Format und Effizienzsteigerung

• IP-Kopfdatenbereich (Header) bei IPv6 hat eine feste Länge von40 Bytes (320 Bits)

• optionale Informationen werden in sogenannten Extension

Headers zwischen dem IPv6- Header und der eigentlichen Nutzlast(engl. Payload) eingebettet

• Fragmentierung überlanger IPv6-Pakete erfolgt nicht mehr durch

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


• Fragmentierung überlanger IPv6-Pakete erfolgt nicht mehr durch den Router

• vor versenden Path MTU Discovery durchführen, um Pakete mit maximal möglicher Größe verschicken zu können

• bei IPv6 ist die minimale MTU auf 1280 Bytes erhöht worden


• keine Prüfsummen mehr über die IP-Kopfdaten berechnet, nur noch die Fehlerkorrektur in den Schichten 2 und 4(Fehlerbehandlung in Schicht 3 durch den Router entfällt)

• meisten Felder der Header-Bereiche sind auf 64-Bit-Grenzen ausgerichtet (beschleunigt Speicherzugriffe im Router )

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration



Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


Meine Praxis

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Meine Praxis

Abschlusswort


Stateless Address Autoconfiguration

1. link-local-Adresse wird mithilfe des Präfix fe80::/64 und der EUI-64-codierten MAC-Adresse gebildet

2. DAD mit “neighbourhood solicitation message”3. wenn noch frei: Adresse wird benutzt

wenn nicht: dumm gelaufen4. Router Solicitation Message an ff02::2

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


4. Router Solicitation Message an ff02::25. Router schickt Präfix, Host bastelt sich Adresse zusammen

1. Bildung einer zusätzlichen IPv6 Adresse im Subnetz des Router

2. pro lokal erreichbarem Router wird eine IPv6 Adresse für dessen Subnetz generiert

6. DAD (Duplicate Address Detection)


Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration



Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration



Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


Stateful Address Autoconfiguration

• Zuteilung von Adressen DHCPv6 Server• DHCPv6 hat einen größeren Funktionsumfang als DHCP(v4) Server,

so können z.B. auch NTP-Server bekannt gemacht werden• Adressen können auch temporär vergeben werden• manuelle statische Adresszuweisung weiterhin möglich,empfohlen für Server, Router, Drucker…

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


empfohlen für Server, Router, Drucker…

Stateless DHCPv6

• Autokonfiguration berücksichtigt keine Informationen über Host-,Domainnamen, DNS, NTP-Server etc.

• kann durch den Einsatz eines DHCPv6-Servers ergänzt werden• liefert die gewünschten Zusatzinformationen, kümmert sich dabeiaber nicht um die Adressvergabe

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Header

Autoconfiguration


Migration

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Der Weg von IPv4 zu IPv6

Implementation

Tunneling

Dual Stack


Der Weg von IPv4 zu IPv6Implementation

TunnelingDual Stack


• Unsicherheit•Muss man dann auf das alte IP verzichten?•Wenn man IPv6 fertig ausprobiert hat, kann man dann wieder zurück?•Kommt man überhaupt ins Internet mit IPv6? •Muss man dann vielleicht sein Betriebssystem neu installieren?


Implementation

Tunneling

Dual Stack

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit


• IETF bildete eine eigene Gruppe - namens NgTrans• die IPv4-Infrastruktur nicht beeinträchtigen und ein langfristiges

Miteinander/Nebeneinander möglich machen

Implementation

• Ipv6 ist heute in den meisten Betriebssystemen voll implementiert• Unix Welt seit Kernel 2.2.0,

• Macintosh ab Mac OS X • Microsoft ab Windows XP• bei WinNT 4.0 & Win2000 per Plug-In nachinstallierbar

• meisten Router sind heute IPv6-fähig (Implementierungen teilweise


Implementation

Tunneling

Dual Stack

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit


• meisten Router sind heute IPv6-fähig (Implementierungen teilweise noch in Software realisiert)

• Applikationen in den Bereichen Access Software, Mail-Software und Remote Access

• telnet, ftp, rpc usw. sind üblicherweise für Ipv6 umgestellt

Tunneling

• IPv6-Netze werden via Tunnel über das IPv4-Netz verbunden• für IPv6 Knoten ist das Tunneling völlig transparent• alle IPv6 Erweiterungen können benutzt werden• Tunnel sind in Bandbreite und Durchsatz nur durch das

Zugrundeliegende IPv4 beschränkt• Nachteile:


Implementation

Tunneling

Dual Stack

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit


• Nachteile:• kleinere MTU, • größere Latenz

Dual Stack

• doppelte Protokollstapel (Dual Stack)• Betriebssystem spricht IPv6 und IPv4• Hosts besitzt sowohl eine IPv4- als auch eine IPv6-Adresse• IPv4-Adressen werden in das IPv6-Schema eingebettet,

• ::212.204.101.210• DNS wird erweitert, liefert zu einem Maschinennamen sowohl die


Implementation

Tunneling

Dual Stack

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit


• DNS wird erweitert, liefert zu einem Maschinennamen sowohl die IPv4- als auch die IPv6-Adresse

• wenn IPv6-Anwendung eine Verbindung aufbaut, dann sieht das Betriebssystem das und baut tatsächlich eine IPv4-Verbindung auf

• Applikation arbeitet aber nach wie vor mit IPv6-Sockets• Arten

•AIIH, DSTM, SIIT, NAT – PT, BIS, TRT

Fazit

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Meine Praxis

Abschlusswort

Quellen


Meine Praxis

Abschlusswort

Quellen

Meine Praxis

• 3 Rechner•2x Windows Vista (PC1 PC2)•1x Windows XP SP2 (PC3)

• Einrichten IPv6 unter Windows XP• direkt verbinden von 2 Rechnern (PC1 und PC3)

• Ping

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Meine Praxis

Abschlusswort

Meine Praxis

Abschlusswort

Quellen


• Ping• Mitschneiden mit Ethereal / Wireshark

• Verbinden über Switch von allen 3 Rechnern•Ping•Daten übertragen über SMB/SMB2•Mitschneiden mit Ethereal / Wireshark

Meine Praxis

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Meine Praxis

Abschlusswort


Abschlusswort

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

• im heimatlichen LAN kann relativ problemfrei IPv6 benutzen• außerhalb schlecht, gibt noch keine größeren Provider• in Europa und in Nordamerika besteht keine unbedingte Notwendigkeit zur Migration zu IPv6 (in Europa über 50 Prozent freie IP Adressen)

• neuen Eigenschaften von IPv6 inzwischen mehr oder weniger

Meine Praxis

Abschlusswort

Quellen


• neuen Eigenschaften von IPv6 inzwischen mehr oder weniger erfolgreich nach IPv4 zurückportiert wurden

• Umstellung kostet Zeit und Geld• Anwendungssoftware z.T. nicht IPv6 fähig• Anwender sind an IPv4 gewöhnt

• letztendlich liegt der derzeit zu verzeichnende Innovationsstau wieder einmal hauptsächlich am menschlichen Faktor

Quellen

Einleitung

Adressen

Features

Migration

Fazit

Meine Praxis

Abschlusswort

Quellen

•http://www.ipv6day.org/•http://de.wikipedia.org/wiki/IPv6• http://www.rdfnuernberg.de/iav1a/• http://www.fefe.de/ct/ipv6.txt• http://www.iana.org/assignments/ipv6-address-space• http://www.heise.de/netze/artikel/87737


• http://www.heise.de/netze/artikel/87737

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