Reek C - Overgang naar IPv6 en autoconfiguratie

Bespreek de belangrijkste motieven die uiteindelijk een overgang naar IPv6 zullen veroorzaken. (§5.1)

• Beperkte adresruimte

  • IPv4 is 32 bits, en kent maar 4 miljoen adressen

  • Door gebruik te maken van een hierarchisch adressensysteem (CIDR) zal een deelvan deze adressenruimte ook onbruikbaar zijn.

• Grote routingtabellen

  • CIDR laat hierarchische aggregatie van routes toe

    • Te laat ingevoerd waardoor tier 1 ISP's verantwoordelijk zijn voor meerdere niet aggregeerbare blokken en hun default-free routers gigantische routingtabellen kennen.

• Pakketstructuur

  • IPv4 gebruikt opties van variabele grootte als onderdeel van de header

    • Hierdoor moeten alle routers de opties verwerken.

• Beveiliging

  • IPv4 heeft geen functionaliteit voor beveiliging

  • Er dient gebruikt gemaakt te worden van hogere protocollagen.

    • Hierdoor is heel wat informatie, zoals de header onbeschermd.

• Mobiliteit

  • IPv4 kent geen mogelijkheden voor mobiliteit

  • De configuratie van IPv4 is steeds statisch.

Hoe zal deze overgang worden gerealizeerd ? Van welke technieken zal men gebruik maken ? Je moet hierbij onder andere tunneling in algemene termen beschrijven, echter zonder dieper in te gaan op de praktische uitwerking ervan. (§5.7 zonder subsecties)

Aanpassingen

• Op subnetwerkniveau enkel verwijzing naar hogere protocollaag aanpassen (ethernet frames)

• Hogere protocollagen moeten niet aangepast worden, tenzij voor grotere adreslengte (checksum binnen tcp header)

• De gerelateerde protocollen dienen ook aangepast te worden:

  • ARP en IGMP verdwijnen

  • ICMP zal aangepast worden naar ICMPv6

• Ook hogere protocollen dienen aangepast te worden (DHCP en DNS)

Realisatie

Deze moet geleidelijk aan gebeuren met een aantal voorwaarden:

• IPv4 knooppunten moeten op een willekeurig moment geupgrade kunnen worden.

• Alleen-IPv6 knooppunten moeten onafhankelijk van andere knooppunten toegevoegd kunnen worden.

• Bestaande alleen-IPv4 knooppunten moeten hun IPv4 adres kunnen blijven gebruiken (Dit zijn IPv6 knooppunten gemapt als ::FFFF:w.x.y.z)

• Alle IPv6 knooppunten moeten interoperabel blijven met IPv4 systemen.

Om de overgang eenvoudig te realiseren wordt gebruikt gemaakt van volgende technieken:

• Dual-IP of IPv6/IPv4 systemen

  • Deze systemen ondersteunen beide protocollen.

  • Gerealiseerd met Dual-Stack systemen, waarbij meestal ook de transportlaag gesplitst is.

• IPv6 over IPv4 tunneling

  • Hierbij worden IPv6 datagrammen ingekapseld in IPv4 pakketten.

  • Protocolidentificatie 41

  • De ontvanger zal dan de IPv4 header verwijderen om de IPv6 inhoud te verwerken.

  • Zowel zender als ontvanger dienen dus dual-stack systemen te zijn.

• Protocol of Header translation

  • IPv6/IPv4 routers zetten IPv4 headers om in een IPv6 header

  • Dit met behulp van de IPv4 gemapte adressen.

Geef de alternatieve mogelijkheden voor autoconfiguratie in IPv6. Bespreek hierbij de opeenvolgende stappen. (§5.6)

Identificatie Begrippen

• Tentatief

  • Adres is vastgelegd maar niet geverifieerd

  • Controle gebeurt door Duplicate Address Detection

  • Tijdens deze fase kan de client alleen multicast adressen ontvangen.

• Valid

  • Eenmaal een uniek adres vastgelegd en bevestigd is, kan de client ook unicast data verzenden/ontvangen.

  • Aangezien de levensduur van een adres beperkt is, bevindt de client zich steeds in een Preffered of Deprecated toestand.

• Invalid

  • Komt voor als levensduur verstreken is

  • Client kan geen multicast en geen unicast verkeer verwerken.

Stateless autoconfiguratie

• Client zal autonoom zijn configuratie bepalen zonder beroep te doen op een server

• Interface ID wordt bepaald op basis van de IEEE EUI-64 standaard

• De netwerkprefix kan worden bekomen door router discovery

• Dit is enkel mogelijk voor niet-routers.

Werking:

• Bepalen tentatief linklokaal unicast adres

  • Gebeurt op basis van MAC-adres

  • Zorgt voor de mogelijkheid voor communicatie op het lokale subnet.

• Initialisatie interface

  • Tentatief linklocaal unicast adres gebruikt

  • Multicast MAC-adres overeenkomstig met het solicited-node multicast adres wordt geregistreerd (eerste 3 bytes in MAC adres vervangen door 33-33-ff)

• Routes detecteren

  • Gebeurt door 3 Router Sollicitation berichten te sturen

  • Bij ontvangen Router Advertisement berichten wordt de configuratie voor Hop Limit, Reachable Time, Retrans Timer en MTU er uit afgeleid.

  • Indien niets ontvangen wordt overgeschakeld op stateful autoconfiguratie.

• Bepalen nieuw adres

  • Op basis van de ontvangen Prefix Information wordt een nieuw tentatief unicast adres berkeend (opnieuw met Duplicate Address Detection)

  • Indien de prefixlengte overeenkomt met een publiek subnetwerk, wordt dit gebasseerd op een random MAC adres.

• Stateful configuratie

  • Indien de Managed Address Configuration valg in het router Advertisemenet bericht aan staat, wordt een stateful autoconfiguratie uitgevoerd om bijkomende adressen te bekomen.

Stateful autoconfiguratie

• Dit configuratiemechanisme maakt gebruik van een centrale server die toestandsinformatie bijhoudt van alle knooppunten.

• Biedt zo een volledige controle over het adresseringsschema (ook interface-id's)

• Een dergelijke configuratie kan bekomen worden via het DHCPv6 protocol.

• Enkele wijzigingen van DHCPv6 t.o.v. DHCP:

  • Niet compatibel met het BOOTP protocol

  • Interactie (servers, relay-agents, ...) gebeurt niet meer via broadcasting, maar via multicasting met een aantal permanente multicast adressen.

  • Kan op stateless autoconfiguratie steunen om stateful autoconfiguratie te vereenvoudigen.

  • Bepaalde opties worden niet langer ondersteind (bv optie 3)

  • Kan aan dezelfde interface meerdere IPv6 adressen toewijzen.

  • Toevoeging van het DHCP Reconfigure berichttype om op het initiatief van de server configuratiewijzigingen naar clients te sturen.

  • Adres deprecation kan gebruikt worden om netwerken dynamisch te hernummeren.