IPv6 The Next Generation. Themenübersicht: Historie Das erste, in weiterem Umfang eingesetzte IP, erhielt die Versionsnummer 4. Es wurde in der ersten

IPv6The Next Generation

HochschuleBremen

Themenübersicht:

Historie

Das erste, in weiterem Umfang eingesetzte IP, erhielt die Versionsnummer 4. Es wurde in der ersten Hälfte der 70er Jahre vor allem von Vinton G. Cerf und Robert I. Kahn entwickelt. Sie sind ebenso für die Entwicklung des ersten TCP und UDP maßgeblich Verantwortlich. IPv4 wurde nach längeren Tests 1980 im erstmalig Rahmen des ARPANET (Advanced Research Project Agency) implementiert; 1982 dann im DDN (Defence Data Network) und kurz darauf dann (1983) als Standard des US-Verteidigungsministeriums veröffentlicht.Die Version IPv5 wurde nur experimentell implementiert und hatte als primäre Neuerung nur eine Optimierung der Übertragung von Videodaten auf zuweisen.Verantwortlich für die Entwicklung von IPv6 ist die IETF Organisation (Internet Engeneering Task Force). Dabei handelt es sich um eine, in kleinere Untergruppen aufgeteilte, Vereinigung die 1986 gegründet wurde. Sie stellt mittlerweile die zentrale Organisation zur technischen Entwicklung und Standardisierung im Internet dar.

Nähere Informationen auf: http://www.ietf.org

1. Es werden mehr IP-Adressen benötigt. Mit IPv4 können max. 232 Adressen angesprochen werden. Dies ist für den zukünftigen internationalen Markt zu wenig. Man bedenke, daß Länder wie China, Afrika, Süd-Amerika noch gehörigen Nachholbedarf in Puncto Internet Connectivity haben.

2. Dadurch, daß nur noch Class C Netze vergeben werden wachsen die Routingtabellen der Backbone Rechner enorm an. Jedem Backbone Router auf der Welt müssen die einzelnen Kleinstnetzte bekannt sein. Was fehlt ist eine hierarchische Adressphilosophie wie z.B. im Telefonnetz vorhanden ist..

3. Der Verwaltungsaufwand von IPv4 ist immens. Jeder Knoten eines Netzwerkes muß speziell konfiguriert werden: IP-Adresse, DNS-Server, Default Router, etc. Dies geschieht z.Z. zumeist noch manuell. Bei großen Netztstrukturen ist dies ein nicht zu verachtender Kostenaufwand.

Warum ein neues IP?

4. Firmen binden sich mit den IP-Adressen an den ISP, da dieser die IP-Adressen zur Verfügung stellt. Ein ISP-Tausch ist kaum noch möglich, bzw. es kann teuer werden, da alle Rechner wieder neu konfiguriert werden müssen

5. Encryption, authentication, und data integrity safeguards sind und werden wichtige Schlagworte im Internationalen Geschäftsgeschehen (siehe insbesondere: virtual private networks ). Im IPv4 nicht enthalten, Lösungen sind Firmenspezifisch und damit nicht standardisiert.

6. Quality-of-Service, ist ein wichtiges Schlagwort für Anwendungen von Sprache und Video über IP.

Warum ein neues IP?

Wie begegnet IPv6 den neuen Anforderungen an das Internet?Wie begegnet IPv6 den neuen Anforderungen an das Internet?

Dual IP Layer: Beide Adressen an einem Interface

IPv6 over IPv4 Tunneling: IPv6 Header werden in IPv4 Header verpackt.

Adressierung: Beim automatischen Tunnel-Machanismus wird eine spezielle IPv6 Adresse verwendet 96Bit Nullen und 32Bit IPv4 Adresse.

[Bedingung: Der DNS-Server muß als erster auf den “neusten Standard” gebracht werden.]

Es kann nur einen “sanften” Wechsel zu IPv6 geben, da radikale Änderungen untragbare Kosten verursachen würden. Aus diesem Grunde sieht IPv6 folgende Migrationstechniken vor:

4 Bit Ver. 8 Bits Traffic Class 20 Bits Flow Labeling

16 Bits Payload Length 8 Bits Next Header 8 Bits Hop Limit

128 Bits Source Address

128 Bits Destination Address

Wie Wie begegnet IPv6 den neuen Anforderungen an das Internet? IPv6 den neuen Anforderungen an das Internet?

Der IPv6 Header

Version: IP Version == 6Traffic Class: Definiert den Prioritätswert des jeweiligen Pakets.Flow Label: wird mit Traffic Class zur speziellen Markierung bestimmter

Pakete (z.B. Real Time Übermittlung) verwendet.Payload Length: gibt die Länge des Pakets an, möglich 65535 Bytes. Bei

einem Wert von 0 können mit einem besonderem Extension Header “Jumbo-Gramme” versandt werden.

Next Header: gibt den anschließenden Extension Header Typen an.Hop Limit: Entspricht dem TTL Feld von IPv4.

1. IPv6 stellt einen Adressraum von 128 Bit zur Verfügung, dies ermöglicht es theoretisch jeden Quadratmeter der Erde mit 1600 IP-Adressen zu

versorgen.

2. Es wird ein hierarchisches Adressmodell eingeführt:

CAST Unicast, Anycast, Multicast Unicast genau ein

Empfänger Anycast einer von vielen Multicast alle aus einem Bereich

Top Level Aggregators (z.B. UUNET, EUNET, XILINK)

Next Level Aggregators (z.B. Telekom, ISP)

Site Level Aggregators (z.B. Kodierung verschiedener Standorte einer Firma)

Interface ID, Abgeleitet von der MAC Adresse

Wie begegnet IPv6 Wie begegnet IPv6 den neuen Anforderungen an das Internet? neuen Anforderungen an das Internet?


Das 128 Bit Adressfeld wird wie folgt aufgeteilt:

Abb. Aus IAB (Internet Architecture Board) Jan. 1999

3 BitsCAST

13 BitsTLA

32 BitsNLA

16 BitsSLA

64 BitsInterface ID

Abb. CISCO , IPv6 Routing, Jun. 1997

Registry ID Provider ID Subscriber ID Subnetwork ID Interface ID 5 bits 16 bits 24 bits 16 bits 48 bits

3. Das sogennante Host Address Autoconfiguration wird erreicht durch das Neighbor Discovery (ND) protocol. Es setzt sich letztendlich aus einem Satz von IDCMPv6 Messages zusammen. Aus Vorgabe der ersten 64 Bits, erhalten durch die router advertisement message, und Kombinationen aus MAC-Adresse und einer Zufallszahl, wird solange mittels IDCMP-Paketen im Netz nachgefragt, bis eine eindeutige Adresse ermittelt wird


4. Wie in 3 beschrieben muß bei einem Provider-Wechsel nur fordere 64Bit Kopf im Router geändert werden. Die anhängenden Clients ermitteln danach automatisch ihre gültige IP-Adresse.

Sicherheitsaspekte von IPv6Sicherheitsaspekte von IPv6

Verschlüsselung als Sicherung gegen unbefugtes Mitlesen.

Authentisierung der Nachricht durch eine Prüfsumme.

Authentisierung des Absenders durch eine digitale Signatur.

IPv6 ermöglicht sog. Beziehungen 2 pro physikalischer Verbindung

Grobe Differenzierung der Verfahren

Der IPv6 Ansatz

Zieladresse (IP-Adresse)

gewähltes Verfahren zur Verschlüsselung oder Authentisierung

aktueller geheimer Schlüssel

weitere Parameter speziell für dieses Verfahren

Zeitangabe wie lange die Schlüssel Gültigkeit haben


Verschlüsselung bei IPv6

IPv6-HeaderOptionenHeader zur Verschlüsselung

Nutzdaten (TCP / UDP)

Erste Variante: Nur Die Nutzdaten werden verschlüsselt,alles andere (z.B. Adressen, Optionen) bleibtlesbar.

Zweite Variante: Die Möglichkeit des Tunneling wird verwendet.Die Komplette Nachricht wird verschlüsselt und erneut mit einem Header (unverschlüsselt)versehen.

IPv6-HeaderOptionenHeader zur Verschlüsselung

IPv6-Header (verschlüsselt)Optionen(verschlüsselt)

Nutzdaten (TCP / UDP)

Erste Variante: Zweite Variante:


Verschlüsselungsverfahren bei IPv6

DES: INFO „Einführung und Beschreibung des DES-Verfahrens“ von Thomas Buchholzin http://www.weblearn.hs-bremen.de/risse/SEC

Triple-DES: dreifache Verschlüsselung mit dem DES-Verfahren

Authentisierung im IPv6

Es ist im Standard nicht festgelegt, welche Verfahren zur Verschlüssellung verwendet werden, jedoch müssen zumindest die Verfahren: • HMAC (Keyed Hashing for Message Authentication RFC 2104) mit

MD5 (Message Digest Algorithm Nr.5 RFC 1321• HMAC mit SHA-1 (Secure Hash Algorithm Version 1 vom

amerikanischen National Institute of Standards and Technologiy)in jeder Implementierung verfügbar sein.


Header zur Authentisierung

8 Bit 8 Bit 16 BitNext Länge frei

AuthentisierungsindexSequenznummer

Parameter zur Authentisierung

Informationen direkt von URL: http:\\www.ipsec.org

v6tun: v6tun is a program to allow an isolated IPv6 node to make use of the BSD Unix /dev/tun? device to tunnel IPv6 packets over IPv4 to a remote IPv6 network. The tunneling may be performed securely over SSH. The software is available from the WIDE project at ftp://ftp.kyoto.wide.ad.jp/IPv6/v6tun/

Von welchen Betriebsystemen wird es unterstützt und welche Applikationen existieren?

Toolnet6: Protocol exchange software for Windows 95/98 or WindowsNT 4.0. Applications working on Windows95/98 or WindowsNT4.0 can access both IPv4 and IPv6 networks by this software. You can download from: http://www.hitachi.co.jp/Prod/comp/network/pexv6-e.htm

IPv6 Access Software

RAT for Windows NT: IPv6-enabled version of the Robust Audio Tool from UCL. Binaries for Windows NT are available at: http://www.research.microsoft.com/msripv6, source is available from UCL.


SDR for Windows NT: IPv6-enabled version of the Multicast Session Directory from UCL. Binaries for

Windows NT are available at: http://www.research.microsoft.com/msripv6,

source is available from UCL.

Multimedia

SSH: Patches to add IPv6 capabilities to SSH Version 1 are available from the WIDE project at: ftp://ftp.kyoto.wide.ad.jp/IPv6/ssh/


NcFTP: IPv6 support for NcFTP, a popular FTP client, is available from the KAME project at ftp://ftp.kame.net/pub/kame/misc. A Windows NT version for MSR IPv6 is available at: http://www.research.microsoft.com/msripv6

Remote Access

Mozilla: Patches to add IPv6 capabilities to Mozilla are available from the KAME project at: ftp://ftp.kame.net/pub/kame/misc/


Internet Explorer: Binary update to add IPv6 capability to IE 4 is available for MSR IPv6 at:

http://www.research.microsoft.com/msripv6

Web Browsers

Apache: Patches to add IPv6 capabilities to Apache are available from the KAME project at: ftp://ftp.kame.net/pub/kame/misc/


Squid: Patches to add IPv6 capabilities to the Squid web cache system are available from the KAME project at: ftp://ftp.kame.net/pub/kame/misc/

Web Servers and Caches

Fnord: IPv6-capable Web server for Windows NT. Source and binaries available at: http://www.research.microsoft.com/msripv6

Es existieren Versionen für die verschiedensten Unix Derivate, Macintosh,Windows und als Beta-Version für einen CISCO IOS Router.

Informationen direkt von URL: http:\\www.ipv6.org


[1] Mathias Hein, TCP/IP, DATACOM 4. Auflage 1998

[2] Computerzeitschrift: DATACOM, verschiedene Artikel, zumeist in [1] enthalten

[3] URL: www.IPv6.org, das Konsortium

[4] URL: www.CISCO.com

[5] Hans Peter Dittler, IPv6 das neue Internetprotokoll, dpunkt.verlag

[6] Craig Hunt, TCP/IP, O’Reilly, 2. Auflage, 1998

[7] Peter Bieringer , IPv6 HowTo,


Quellen:

Documents

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