Problemi omrežij in internetni protokolo verzije 6 (IPv6)

Pavel Bezpalec, Lukáš Čepa

Avtorji

Pavel Bezpalec, Lukáš Čepa

Naslov

Problemi omrežij in internetni protokolo verzije 6 (IPv6)

Prevedel

Žarko Čučej

Izdan

České vysoké učení technické v Praze

Preveden

Fakulta elektrotechnická

Kontakt

Technická 2, Praha 6, Czech Republic

Recenzent

Marko Malajner, Maruša Bence

1. izdaja

ISBN 978-80-01-05304-1

Innovative Methodology for Promising VET Areas (IMProVET)
http://improvet.cvut.cz

Izvedba tega projekta je financirana s strani Evropske komisije.
Vsebina publikacije (komunikacije) je izključno odgovornost avtorja in v nobenem primeru ne predstavlja stališč Evropske komisije.

PRIPOMBA

Glavni razlog za razvoj Internetnega protokola verzije 8 (IPv6) je bila zasedenost naslovnega prostora v Internetnem Protokolu verzije 4 (IPv4). O njem, so bili prvi dokumentio v obliki priporočil RFC (Recomendendation For Consideration) objavljeni že leta 1996. Kljub zasedenosti naslovnega prostora v IPv4, je ta protokol zaradi raznih izboljšav v letu 2012 še vedno glavni Internetni protokol. Vendar, zaradi naraščanja popularnosti storitev, ki zahtevajo neposredno komunikacijo (IP telefonija, video konference itd) in načrtovanega razvoja WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), kot so mobilna omrežja četrte generacije (4G), ki z IPv6 ponuja mobilnost, se bo uporaba IPv6 vse bolj širila. Trenutno se IPv6 največ uporablja za jedrna omrežja ponudnikov internetnih storitev.

CILJI

Glavni cilj modula je predstaviti osnove IPv6. V prvem delu modula opisujemo datagrame ter zapis in zgradno IPv6 naslovov. V drugem delu modula opisujemo ICMPv6 protokol. Ta se uporablja za pošiljanje sporočil in informacij o napakah. Brez njega ni mogoče pravilno delovanje IPv6. Uporabljajo ga tudi drugi protokoli, ki pri svojem delovanju uporabljajo IPv6. To so protokol za odkrivanje sosedov (Neighbors Discovery), protocol za avtokonfiguracijo naslovov IPv6, sistem domenskih imen (DNS) in mobilnost.

LITERATURA

[1]  SATRAPA, Pavel. IPv6: internetový protokol verze 6 [online]. 3., aktualiz. a dopl. vyd. Praha: CZ.NIC, c2011, 407 s. [cit. 2012-03-01]. CZ.NIC. ISBN 978-80-904248-4-5 (BROž.). Dostupné z: http://ii.iinfo.cz/r/kd/internetovy-protokol-ipv6-treti-vydani.pdf.

[2]  Deering, S. – Hinden, R. Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification, RFC 2460, December 1998.

[3]  Conta, A. – Deering, S. – Gupta, M. Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification, RFC 4443, March 2006.

[4]  Johnson, D. – Perkins, C. – Arkko, J. Mobility Support in IPv6, RFC 6275, July 2011.

RAZLAGA

DEFINICIJA

ZANIMIVO

ZAPISEK

PRIMER

POVZETEK

PREDNOSTI

SLABOSTI

Vsebina

1 Značilnosti IPv6

1.1 Značilnosti IPv6

2 Zgradba datagrama IPv6

2.1 Datagram

2.2 Povezava glav

2.3 Opcije

2.4 Usmerjevalniška glava

2.5 Fragmentacijska glava

2.6 Dolžina datagrama

2.7 Ostale razširitvene glave

3 Naslovi IPv6

3.1 Naslovi IPv6

3.2 Naslovni proctor

3.3 Obseg naslovov IPv6

3.4 Oznaka vmesnika

3.5 Lokalni Nalsovi

3.6 Globalni individulani naslovi

3.7 Skupinski naslovi

3.8 Anycast naslovi

3.9 Zahtevani naslovi vozlišč

3.10 Izbira privzetih naslovov

4 ICMPv6

4.1 Protokol ICMPv6

5 Odkrivanje soseda

5.1 Odkrivanje soseda

5.2 Določanje naslova podatkovne plasti

5.3 Odkrivanje nedosegljivosti soseda

5.4 Inverzno odkrivanje soseda

6 Samodejna konfiguracija naslovov v IPv6

6.1 Samodejna konfiguracija naslovov IPv6

7 Samodejna konfiguracija brez stanj

7.1 Sporočila ICMPv6

7.2 Princip samodejne konfiguracije naslovov brez stanj

7.3 Nastavitev usmerjanja in DNS

8 DHCPv6

8.1 Osnove DHCPv6

8.2 Komponente DHCPv6

8.3 Identifikacija DHCPv6

8.4 Dijalog v delovanju DHCPv6

8.5 Življenski cikl DHCPv6, varnost

9 Imenik domen

9.1 Sistem imenika domen

9.2 Naslovi IPv6 in DNS

9.3 Vsebine conske domene

10 Mobilnost naprav v IPv6

10.1 Podpora IPv6 mobilnosti

10.2 Osnove mobilnosti

10.3 Vezi

10.4 Scenariji usmerjanja

11 Mehanizmi prehoda iz IPv4 na IPv6

11.1 Pregled prehodnih mehanizmov

11.2 Tuneliranje

11.3 Prevajalniki

1 Značilnosti IPv6

1.1 Značilnosti IPv6

Glavni razlogi za snovanje IPv6 (Internet Protocol version 6) so naslednje njegove značilnosti:

- Velik naslovni prostor, ki je razširjen na 128 bitov (štirikrat več kot je pri Pv4). Tako je možnih 3,4 ∙ 10^38 (2^128) naslovov.

- Mnogovrstni nivoji hierarhičnega naslavljanja, ki omogočajo učinkovito združevanje in hitro usmerjanje.

- Ista naslovna shema zaInternetna in interna omrežja

- Trije tipi naslovov:

- individualni – unicast

- skupinski – multicast

- anycast – najbližji skupinski

- Več naslovov omrežnega vmesnika.

- Samodejna konfiguracija vozlišč.

- Optimizacija razpošiljanja.

- Podpora QoS (Quality of Service).

- Izboljšana varnost (vključuje šifriranje, avtentikacijo in sledenje pošiljatelja)

- Izboljšanje podpore pošiljanja skupinam

- Podpora mobilnosti (prenosniki itd).

ZAPISEK

V bistvu je IPv6 razširitev protokola IPv4 (Internet Protocol version 4). Uvedba IPv6 v protokolih v višjih plasteh ne zahteva sprememb oziroma so te le minorne. Pri tem je izjema del aplikacij, ki uporabljajo IPv6. Novosti v IPv6 se odražajo v zgradbi njegovega datagrama, posebej v njegovi glavi.

2 Zgradba datagrama IPv6

2.1 Datagram

Osnovni gradnik IPv6 določajo priporočila RFC 2460. Ta določajo zgradbo datagrama. Sestavljajo ga glava, razširitvene glave ter podatki. Glava ima za razliko od glave pri IPv4 konstantno dolžino. Opcijski podatki so preseljeni v razširitvene glave. Te, če so prisotne, sledijo glavi. Skupna dolžina glave IPv6 datagrama je dvakrat daljša od glave pri IPv4. Povečana je iz 20 oktetov na 40 oktetov.

ZANIMIVO

Ker tudi arhitektura nižje plasti vrši preverjanje pravilnosti okvira, je preveritvena vsota glave v IPv4 v glavi IPv6 opuščena.

Glava IPv6 ima naslednjo strukturo:

Struktura glave IPv6

Polja v glavi IPv6 so:

- Verzija (Version) – polje, dolgo 4 bite vsebuje oznako verzije protokola. Pri IPv6 je oznaka številka 6.

- Prometni razred (Traffic Class) – polje dolgo 8 bitov vsebuje oznako razreda kakovosti storitve (QoS)

- Flow Label – polje dolgo 20 bitov vsebuje oznako toka datagramov s skupnimi paramatri. Glede na te oznake lahko usmerjevalnik hitreje usmerja datagrame skozi omrežje.

- Dolžina podatkov (Payload Length) – polje dolgo 16 bitov vsebuje pričakovano dolžino podatkov v oktetih podatkovnem polju. V standardnem datagramu je lahko največ 64 k oktetov podatkov. Za oblikovanje daljših podatkov potrebujemo etapno (Hop-by-Hop Options header) z opcijo “Jumbo Payload”.

- Naslednja glava (Next Header) – polje dolgo 8 bitov vsebuje oznako naslednje glave ali oznako vrste podatkov, ki sledijo glavi.

- Omejitev etap (Hop Limit) – je 8 bitov dolgo polje, ki nadomešča polje TTL (Time to Live), ki se uporablja v glavi IPv4 in določa življensko sobo datagrama. Število v tem polju se ob vsakem prehodu usmerjevalnika zmanjša za 1. Ko se število zmanjša na nič, se datagram zavrže. Ta dogotek usmerjevalnik sporoči pošiljatelju ICMPv6 sporočilo “čas je pošel” (Time Exceeded). Namen tega polja je preprečevanje cikličnega posredovanja sporočila po omrežju.

- Naslovi – so v zadnjih dveh poljih. Vsako je dolgo 128 bitov, oziroma skupaj 32 oktetov. Vsebujeta naslov pošiljatelja (Source address) in naslov prejemnika (Destination Address).

2.2 Povezava glav

Opcijske in dopolnilne informacije so v razvoju IPv6 premaknili v ločene razširitvene glave (Extension Headers). Te glave lahko, če so prisotne, sledijo IPv6 glavi. Vsaka razširitvena glava je ločeni blok. . Za povezavo razširitvenih glav se uporabljajo oznake v polju “naslednje glave”. Oznaka vsebuje kod tipa naslednje glave ali podatkov. Na ta način lahko povežemo poljubno števil glav.

Povezovanje glav

Razširitvene glave, ki so namenjene prehodnim vozliščem, so takoj za glavo IPv6, ostale, ki so namenjene končnemu vozlišču, pa jim sledijo. Ko uporabljamo zaporedje več razširitvenih glav, si te sledijo v naslednjem zaporedju:

1. Glava IPv6

2. Etapna glava

3. Glava opcij prejemnika datagrama – za prvi naslov vozlišča

4. Usmerjevalna glava

5. Fragmentacijska glava

6. Avtentikacijska glava

7. Glava za varovanje podatkov z enkapsulacijo (Encapsulating Security Payload header)

8. Glava opcij prejemnika datagrama – za končno vozlišče

9. Mobilnostna glava

ZAPISEK

Vsaka razširitvena glava, z izjemo razširitvene glave “opcij prejemnika datagrama” se lahko pojavi v IPv6 datagramu le enkrat.

2.3 Opcije

Opcijam sta namenjeni dve razširitveni glavi:

- Etapna glava – namenjena j vsem vozliščem na poti potovanja datagrama

Glava opcij prejemnika datograma – namenjena je le končnemu vozlišču, ostala vozlišča jo ignorirajo.

Ti razširitveni glavi imata naslednjo zgradbo:

Etapna razširitvena glava in razširitvena glava opcij prejemnika

Etapna glava in glava opcij prijemnika datagrama

Polje Hdr Ext Len vsebuje dolžino opcije, katera ne zajema prvih 8 oktetov, v besedah dolgih 8 oktetov. Tako je opcija pri vrednosti 1 v Hdr Ext Len dolga 16 oktetov.

Ti razširitveni glavi imata tudi enake opcije:

- Pad1 – uporablja se za vpis mašila dolžine en oktet v področje opcij v glavi. Z njim zagotovimo, da ima glava vedno pravilno dolžino.

- PadN – uporablja se za vpis mašila dolžine N oktetov v področje opcij v glavi.

Opcije, ki jih vsebuje etapna glava:

- Alarmiranje usmerjevalnikov (Router Alert) – ta obcija “zbudi” vse usmerjevalnike na poti, po kateri paketi prenašajo podatke. Določen je s priporočilom RFC 2711 in se večinoma uporablja pri protokolu RSVP (Resource Reservation Protocol), ki pošlje krmiljne pakete za dodelitev dodeljene kapacitete poti. Samo ti paketi so naslovljeni na vse usmerjevalnike.

- Hitri start (Quick Start) – je namenjen povečanju prepustnosti transportnega protokola, posebej TCP. Vozlišče, ki prične s komunikacijo, doda to opcijo v zahtevo za vspostavitev TCP povezave. Ta opcija najavi željeno bitno hotrost prenosa. Če je ta hitrost nesprejemljiva za katerikoli usmerjevalnik, bo ta usmerjevalnik zmanjšal bitno hitrost prenosa na sprejemljiv nivo. Ko datagram prispe v cilno vozlišče, opcija hitrega starta vključi sprejemljivo bitno hitrost za vse usmerjevalnike na poti. Ta bitna hitrost se lahko med komunikacijo spremeni.

- Jumbo podatki (Jumbo Payload) – dovoljuje, da se dolžina podatkov poveča iz 65 535 oktetov do 4 294 967 295 oktetov. Te, podaljšane datagrame imenujemo jumbogrami. Jumbogrami se uporabljajo le v primerih, koto tehnologija prenosa to dovoljuje).

Opcije prejemnika vsebuje še:

- Domači naslov (Home Address) – ta opcija nudi podporo mobilnistosti. Uporablja se, ko je mobilno vozlišče izven domačega omrežja. Z njo se informira ciljno vozlišče o domačem naslovu pošiljatelja.

ZAPISEK

Trenutno imajo prektični pomen in se uporabljajo le opcije alarmiranje usmerjevalnikov, Jumbo podatki in domači naslov.

2.4 Usmerjevalniška glava

Datagrame IPv6 usmerjevalniki še vedno posredujejo skladno s pomočjo usmerjevalniških tabel. Usmerjevalna glava Usmerjalna glava dovoljuje sodelovanje v procesu, v katerem se določi vozlišče, skozi katerega bo posredovan datagram IPv6.

Trenutno protocol IPv6 ponuja dve vrsti usmerjalne glave. S katero vrsto usmerjealne glave imamo, določa polje “Tip” v glavi.

Usmerjevalna glava tipa 0

Usmerjevalna glava tipa 0 določi zaporedja vozlišč, skozi katere bo datagram potoval v predpisanem vrstnem redu. Omogoča tudi za zapis vozlišč, skozi katere je že potoval. Oblika te glave je naslednja:

Zgradba usmerjevalniške glave tip 0

Usmerjevalna glava tip 0 vsebuje seznam vseh vozlišč, skozi katera mora potovati datagram. Pred pošiljanjem pošiljatelj vpiše prvi naslov iz seznama naslovov (skozi katere mora potovati datagram) v naslov prejemnika v IPv6 glavi, naslov (končnega) prejemnika pa postavi na konec seznama. Ko datagram prispe na naslov prejemnika – usmerjevalnika na poti – usmerjevalnik zmanjša število v polju “preostali segmenti” za ena in tako označi naslov naslednjega vozlišča, kamor mora potovati datagram. Ta naslov usmerjevalnik prepiše v naslov prejemnika v IPv6 glavi ter odpošlje datagram. Ta process se ponavlja, dokler ne datagram doseže svojo končnega prejemnika. Takrat je vrednost polja “preostali segment” v usmerjevalni glavi enaka nič.

Princip posredovanja in spremembe naslovov v glavi IPv6.

PREDNOSTI

Prednost usmerjevalna glava tip 0 je, da omogoča določitev točne poti datagrama skozi omrežje. Omogoča tudi preverjanje funkcionalnosti te povezave. S tem tipom usmerjevalne glave lahko preverimo, ali sta lahko povezani katerikoli vozlišči v omrežju.

DEFINICIJA

Glavna pomanjkljivost te usmerjevalne glave je možnost preobremenitve prenosnih poti. Dovoljuje združitev neomejenega števila usmerjevalnih glav v IPv6 datagram, kar lahko povzroči, da se bo datagram nahajal v omrežju zelo dolgo časa. To lahko pripelje do zelo velikih podatkovnih tokov. Druga pomanjkljivost je, da lahko datagram potuje tudi skozi NAT (Network Address Translation) in požarni zid. V tem primeru se zasebni naslov nahaja na koncu seznama v usmerjevalni glavi in javni naslov usmerjevalnika, ki služi za prevajanje naslovov, pa se nahaja na seznamu, kot vmesni naslov (na poti).

ZAPISEK

Zaradi navedenih težav so prepovedali uporabo pusmerjevalnih glav tipa 0 oziroma priporočila RFC 5095, ki opisuje te načine posredovanja datagramov.

Usmerjevalna glava tipa 2

Ta tip usmerjevalne glave je namenjena mobilnosti (uporabnikov). Uporablja enake mehanizme, kot tipa 0 z razliko, da ne dovoljuje verižne vezave večih usmerjevalnih glav. Ta je lahko samo ena s samo enim naslovom. S tem se zmanjša možnost njene zlorabe.

2.5 Fragmentacijska glava

Fragmentacija ali drobljenje je proces, ki predolge datagrame razdeli na več krajših tako, da njihova dolžina ustreza velikosti MTU (Maximum Transmission Unit). MTU je največja dolžina datagrama v oktetih, ki se lahko prenese po določeni povezavi. V primeru IPv6, je najmanjša vrednost MTU 1280 oktetov. Ta velikost je izbrana zato, ker minimizira drobljenje datagramov.

Povezava ali tudi “link” je komunikacijski objekt ali medij, preko katerega lahko vozlišča komunicirajo na plasti takoj pod IPv6. Na primer Ethernet, PPP povezave itd.

ZAPISEK

Vsako pot podatkov sestavljajo prehodna vozlišča in povezave med njimi. Vsaka povezava ima lahko različno velikost MTU. MTU, ki jo sprejmejo vsa vozlišča in povezave, imenujemo PMTU (Path MTU). Torej je PMTU enak najmanjšemu MTU na poti.

Fragmentacija je kompleksen proces, ki v IPv4 omrežjih po nepotrebnem obremenjuje in upočasnjuje tranzitna vozlišča. To slabost so v omrežjih z IPv6 odpravili z zahtevao, da fragmentacija in njej nasprodni process defragmentacija izvajato le v končnih uporabnikih omrežja, ki medsebojno komunicirata. Posledica te odločitve je, da v primeru, da datagram kjerkoli na poti naleti na povezavo z manjšim MTU, kot je njegova dolžina, vstopno vozlišče v to povezavo datagram in obvesti pošiljatelja s sporočilom ICMPv6 Packet Too Big, da za to omrežje uporablja prevelik MTU.

Postopek fragmentacije

Datagrasm IPv6 sepri fragmentaciji razdelili na dva dela:

- Nedrobljivi del –vsebuje IPv6 glavo skupaj z vsemi morebitnimi razširitvenimi glavami (če so prisotne), ki jih morajo procesirati vozlišča pri prehodu datagrama skozi njih. Med njimi so vse razširitvene glave do vključno usmerjevalne glave (če je prisotna) ali do vključno do etapne glave, če je ta prisotna.

- Drobljivi del – sestavlja preostali del datagrama, to je vsaka razširitvena glava, ki jo obdela le končni uporabnik plus glave podatkovnih enot višjih plasti in njihovi podatki.

Fragmentacijska glava ima naslednjo zgradbo:

Zgradba fragmentacijske glave

Fragmentacija velja le za drobljivi del. Pri fragmentaciji se ta del razdeli na manjše dele – fragmente – krajše od zahtevanega MTU, z dolžino, ki je mnogokratnik enote dolge osem oktetov, da ti deli so manjši od zahtevanega MTU. Vsak fragment je sestavljen iz:

- Del, ki ga ni moč fragmentirati in polje z dolžino podatkov v datagramu se nastavi tako, da se ujema z dolžino fragmenta. Vrednost 44, ki označuje razširitveno glavo fragmentioranja, se vpiše v zadnji povezani razširitveni glavi vpiše v polje “naslednja glava

- Doda se razširitvena fragmentacijska glava. Ta vsebuje naslednje informacije:

- Identifikacijo, ki je pripravljena za originalni datagram.

- Vrednost “naslednja glava”, ki označi prvo razširitveno glavo fragmenta originalnega datagrama.

- Odmik podatkov fragmenta v 8-oktetnih enotah, relativno na začetek dela datagrama, ki se lahko fragmentira. Odmik fragmentapri pri naslednjih fragmentih datagrama je anak mnogokratniku dolžine fragmenta. Odmik je enak pri vseh fragmentih z izjemo pri prvem in zadnjem fragment.

- Zastavica M označuje, ali je fragment zadnji v nizu fragmentov originalnega datagrama. Ima vredbost 0, če je fragment zadnji, drugače ima vrednost 1.

- Fragment sam.

Na fragmente lahko gledamo kot na ločene datagrame, ki so poslani v cilno vozlišče. Tam se iz njih sestavi originalni datagram. Sestavljanje se izvede glede na informacije v razširitveni glavi za fragmentiranje.

Princip fragmentacije

2.6 Dolžina datagrama

IPv6 so zasnovali tudi z namenom, da se minimizira fragmentiranje. To je odvisno od dolžine poslanega datagrama. Da se zmanjša obremenitev omrežja (zaradi velikega števila kratkih datagramov), želimo čim daljše datagrame, vendar ti ne smejo preseči velikosti najmanjšega MTU na svoji poti. Dolžino MTU poti lahko odkrijemo z algoritmom Path MTU Discovery. Opisuje ga priporočilo RFC 1981.

Algoritem Path MTU Discovery

Procedura Algoritem Path MTU Discovery je naslednja:

- Pošiljatelj pošlje datagram z dolžino MTU odhodne povezave (skupni MTU ne more biti daljši od MTU te povezave).

- Če datagram prispe do končnega cilja, je MTU poti enak MTU odhodne povezave, torej je s tem dolčen idealni MTU.

- Če datagram na poti naleti na povezavo z MTU, ki je manjša kot je v odhodni povezavi, potem vozlišče, ki to odkrije, zavrže datagram ter pošlje pošiljatelju datagrama ICMPv6 sporočilo “Too Big Message”, ki vsebuje podatek o dolžini MTU te povezave.

- Pošiljatelj pošlje nov datagram z dolžino, ki je prilagojena podatku v ICMPv6 sporočilu.

- Ti koraki se ponavljajo, dokler datagram ne doseže končnega vozlišča.

ZAPISEK

Ker MTU poti ni konstantna – s časom se lahko poveča (ali zmanjša) – se mora ta algoritem ponavljati v izbranih intervalih. Njihova priporočena dolžina je 10 minut.

2.7 Ostale razširitvene glave

Avtentikacijska in enkapsulacijska glava

Avtentikacija in šifriranje podatkov so znani kot varni IP: IPsec (IP security). IPsec je zelo široka tema, in ni dovolj prostora, da jo vso opišemo. Zato opisujemo le razširitveni glavi, ki se uporabljata za IPsec v okviru IPv6. Prav tako opisujemo načine inkapsulacij teh glav v IPv6 datagram.

AH (Authentication Header) and ESP (Encapsulating Security Payload) .. avtentikacijska in enkapsulacijska razširitveni glavi uporabljamo za varnost datagramov oziroma za IPsec. Glava AH omogoča le preverjanje pristnosti (avtentičnosti) datagrama, glava ESP pa omogoča tako avtentikacijo in šifriranje podatkov. Datagram lahko ima sočasno obe ali le eno od teh razširitvenih glav. Pri IPv6 je za razliko od IPv4 uporaba IPsec sestavni del protokola.

Obe razširitveni glavi sta lahko vgrajeni na dva načina:

- Transportni način – glavi sta vstavljeni (enkapsulirani) direktno kot del IPv6 datagrama.

- Tunelski način – originalni datagram je vstavljen v nov datagram kot podatki tega datagrama.

Izvedbe IPsec

Ni naslednje glave

Ni naslednje glave – No Next Header označuje, da datagram ne vsebuje podatkov. Vsi relevantni podatki so v glavah datagrama (IPv6 in razširitvenih glavah). Na primer, to razširitveno glavo uporablja protokol ICMPv6.

3 Naslovi IPv6

3.1 Naslovi IPv6

Glavni razlog za razvoj protokola IPv6 je bil njegov izredno velik naslovni prostor. Pri razvoju IPv6 so avtorji sledili motu "naslovi IPv6 ne smejo biti nikoli izčrpani". Zato so se odločili za 128 bitov dolge naslove.Temeljni dokument, ki določa naslove IPv6, je RFC 4291. Ta dokument določa dolžine, strukture in vrste naslovov. Določa tudi druge vsebinske elemente. Poleg njega obstaja še več dokumentov RFC, ki opisujejo podrobneje opisujejo posamezne vrste naslovov IPv6. V tem učnem modolu povzemamo le osnovne naslovov IPv6. RFC 4291 definira naslednje vrste naslovov:

- Individulani ali Unicast naslov – ta naslov določa en sam omrežni.

- Skupinski ali Multicast naslov – to je naslov skupine vmesnikov. Če so podatki poslani na ta naslov, se posredujejo vsem vmesnikom v skupini s tem naslovom (na primer IPTV).

- Anycast ali najbližji skupinski naslov – ti naslovi so novost v IPv6. Označujejo skupino naprav, vendar izmed njih prejme datagram le pošiljatelju najbližja naprava.

ZAPISEK

V protokolu IPv6 se anycast – broadcast – naslovi ne uporabljajo. Njihovo funkcijo so prevzeli skupinski naslovi. V ta namen so bile določene posebne skupine. Na primer, skupina za vsa IPv6 vozlišča v lokalni povezavi, ki nadomesti originalne razpšene.

ZANIMIVO

Naslovi v IPv6 se dodelijo omrežnim vmesnikom enako kot pri IPv4. V IPv6 vmesniki lahko imajo več naslovov različnih vrst. T Določili so tudi, da mora vmesnik za vsako vozlišče imeti več obveznih IPv6 naslovov.

Zgradba in zapis naslovov IPv6

Naslovi v IPv6 so dolgi 128 bitov. Sestavljeni so iz osmih 8 skupin dolgih16 bitov. Vsako skupino lahko zapišemo s štirimestno številko iz šestnajstiškega sistema. Pri tem zapisu številke ločimo z dvopičjem. Primer naslova IPv6 je:

2001:0718:0000:0000:28F6:19FF:FE00:1984

Pomembna značilnost IPv6 je možnost skrčenega (komprimiranega) zapisa naslovov. Pravila takega zapisa so naslednja:

- Namesto štirih zaporednih ničel lahko zapišemo eno samo: 0000 → 0

- V vsaki skupini lahko izpustimo prvo ničlo.

- Več zaporednih skupin ničel lahko zamenjamo z “::” (dvojno dvopičje).

- Ničel na koncu skupine ne smemo izpustiti.

- Zapis “::” lahko v naslovu uporabimo le enkrat, drugače je zapis originalnega naslova lahko nedoločen.

Pri upoštevanju the pravil lahko zgoraj omenjeni naslov skrajšano zapišemo kot:

2001:718::28F6:19FF:FE00:1984

Predpone

Predpone izražajo pripadnost določenemu omrežju ali podomrežju. Pri njih se izkoristi dejstvo, da vsi vmesniki v nekem omrežju imajo enak začetek naslova. Takšno dodeljevanje naslovov se uporablja tudiv IPv4 in se uporablja za brez razredno usmerjanje med domenami: CIDR (Classless Inter-Domain Routing). Zapis predpone je povzet po CIDR:

IPv6_address/Prefix_length

Dolžina predpone (Prefix_length) pove, koliko bitov v od začetka naslova pripada predponi. Na primer, 64 bitov dolgo predpono zapišemo z:

2001:718::/64

3.2 Naslovni proctor

Naslovni prostor IPv6 je razdeljen na več skupin (vrste naslovov). V vsaki skupini so naslovi s skupnimi lastnostmi. Naslovi se za posamezne skupine lahko dodelijo glede na predpono. Osnovna klasifikacija naslovov v spodnji tabeli.

The Basic Classification of Addresses

Zapis naslova IPv6

Tip naslova

::/128

Nedoločeni naslov

::1/128

Naslov povratne zveze

FC00::/7

Edinstveni – lokalni individulani naslov

FE80::/10

Individulani lokalni naslov – povezave

FF00::/8

Skupinski naslovi

Everything else

Global Unicast Addresses

Veliko večino naslovnega prostora zasedajo globalni individulani naslovi. Ti naslovi imajo zaenkrat predpono 2000::/3 danes. Druge predpone so predvidene za bodočo uporabo.

ZANIMIVO

Anycast naslovi so v isti skupini naslovov kot so globalni individulani naslovi. Zato se sintaktično ne razlikujejo od njih.

Več manjših področij naslovnega prostora je dodeljenih za posebne namene. Ta področja so v delu naslovnega prostora s predpono ::/8, ki je deklariran kot nedodeljen. Njihovi naslovi so ::0 in ::1. Naslove ::0 se uporablja v primerih, ko vmesniku ni dodeljen nobeden IPv6 naslov. Zato ta naslov imenujemo nedoločeni. Naslov ::1 se uporablja kot povratni naslov. Ta naslov je ekvivalentni IPv4 naslovu 127.0.0.

Druga skupina naslovov pripada naslovom z omejenim krajevnim dosegom:

- Lokalni individulani naslovi v povezavi – so namenjeni za komunikacijo znotraj ene povezave. Predpona teh naslovov je FE80::/10. Vsak vmesnik mora imeti tak naslov.

- Krajevni – lokalni individulani naslov – originalni so bili predvideni za naslavljanje znatraj nekega območja (LAN). Zanje ni bila predvidena globalna predpona. Uporaba the naslovov je sedaj opuščena.

- Edinstveni lokalni individulani naslov – so zamenjava za krajevne individulane naslove. Njhova predpona je FC00:/7 in imajo isti pomen kot ga imajo zasebni naslovi v IPv4.

3.3 Obseg naslovov IPv6

Nadaljna novost v IPv6 je obseg naslovov. Ta opredeljuje topologije omrežja, kjer je naslov edinstven. V bistvu nadomešča TTL (v IPv4). Ptiporočilo RFC 4007 določa obseg teh naslovov.

Razpoložljivi obsegi so odvisni od vrste naslovov. Skupinski naslovi imajo najboljšo klasifikacijo obsegov. Obstajajo naslednji nivoji obsegov:

- Vmesniški lokalni obseg – Interface-Local scope (1) – ta obseg ima razpon samo enega vmesnika in je uporaben le za povratni skupinski prenos.

- Lokalni obseg povezave – Link-Local scope (2) – ta obseg povezuje isto topološko območje kot ustrezni individulani obseg.

- Administrativni lokalni obseg – Admin-Local scope (4) – je najmanjši obseg, ki ga mora ročno konfigurirati administrator omrežja. Ni ga mogoče avtomatsko izpeljatio iz fizične povezavnosti ali drugih, neskupinskih konfiguracij

- Lokalni obseg kraja – Site-Local scope (5) – je namenjen, da poveže en sam kraj.

- Lokalni obseg organizacije – Organization-Local scope (8) – je namenjen za povezavo večih krajev, ki pripadajo eni organizaciji.

- Globalni obseg – Global scope (E)

Onstaja dva nivoja globalnih individulanih in anycast naslovov:

- Lokalni obseg – namenjen je za povezavo posamezne povezave.

- Globalni obseg.

Koncept con je tesno povezan z obsegom naslovov. Cona opredeljuje del omrežja, ki ustreza obsegu edinstvenih naslov, kjer so naslovi edinstven. Meja cone poteka skozi naprave in ne skozi povezave. Vsa cona je vedno vključena v višji coni z večjim obsegom. Cone istega obsega se medsebojno ne prekrivajo. Če se, so lahko le identične, ali pa so medsebojno ločene. Cona mora biti stalno v zvezi s posredovanjem. V nasprotnem primeru lahko datagram med svojim prenosom zapusti cono.

Primer obsega naslovov

V napravah moramo razlikovati med posameznimi conami. V ta namen je določen indeks cone. Sestavljata ga področje cone, ki izhaja iz njenega naslova – njen zapis address%zone, in zaporedne številke. Vsaki napravi so interno dodeljeni individulani indeksi con. Ti medsebojno niso sinhronizirani s svojimi sosedi v isti coni. Indeksi con se običajno uporabljajo za identifikacijo con v usmerjevalnih tabelah v eni napravi.

Za zgled bodi vnos naslova IPv6 z indeksom cone FF02 :: 1% 1. To je skupinski naslov vseh vozlišč v (neposredni) povezavi.

RFC 4007 določa tudi implicitno cono (indeks cone je 0), ki se vstavi, ko naslov ne vsebuje indeksa cone. Primer tega so globalni individualni naslovi, za katere obstaja le ena cona. Seveda, ta cona ni explicitno navedena.

3.4 Oznaka vmesnika

Preden se lotimo opisa individulanih naslovov, poglejmo kako nastanejo oznake vmesnikov (Interface ID). V individulanih (unicast) IP naslovih je oznaka del tega naslova. Uporabljamo za prepoznavo vmesnika v neki povezavi. Seveda mora zaradi tega biti oznaka – ID – vmesnika edinstvena v tej povezavi. V nekaterih primerih se ID vmesnika direktno izpelje iz naslova MAC (Media Access Control) – naslova v drugi plasti komunikacijskega modela – naprave.

Oznaka oziroma ID vmesnika določa zadnjih 64 bitov Ipv6 naslova. Predhodni biti v IPv6 naslovu pripadajo predponi naslova, ki določajo povezavo. Da ne pride do podvajanja IPv6 naslovov, mora biti ID v povezavi oziroma k dani predponi, edinstven. ID vesnikov lahko določimo na enega od naslednjih načinov.

Po postopku kot ga določa RFC 2373, da morajo naslovi s predponami med 001 in 111 uporabljati 64-bitne ID, ki jih izpeljemo iz razširjenega edinstvene 64-bitnega naslova (EUI-64 : Extended Unique Identifier 64-bit address)

- Priporočilo RFC 3041 opisuje postopek naključnega izbiranje ID, ki se s časom spreminja ter tako vmesniku (oziroma uporabniku vmesnika) zagotavlja anonimnost.

- ID se določi v postopku avtokonfiguracije naslovov z vsemi stanji (na primer, s pomočjo strežnika in protokola DHCPv6).

- ID ročno nastavimo

- Vsak omrežni vmesnik, skladno s standardom IEEE EUI-64, ustvari lastno oznako (ID) vmesnika.Ta je, z eno spremembo, sestavni del Pv6 naslova. Invertira se predzadnja bit v najvišjem oktetu ID, ki določa ali je naslov univerzalni ali samo lokalni (U/L). Na primer, imejmo serijsko povezavo z vmesnikom z nemodificirani EUI-64 naslovom 200:0:0:1. Po modifikaciji, je ID serijske povezave 1.

- V Ethernet in brezžičnih omrežjih ID vmesnika ustvarimo iz njegove naslova MAC (Media Access Control). Ta postopek je preprost. Med tretji in četrti oktet naslova MAC vstavimo 16 bitov z vrednostjo FFFE (v šestnajstiškem sistemu) in invertiramo zastavico, ki označuje ali je naslov globalni ali lokalni, skladno z določili standard EUI-64. Dobljeni naslov imenujemo modificirani EUI-64 naslov. Primer tako dobljenega ID vmesnika je 0240:D0FF:FE58:F883, ki izhaja iz naslova MAC: 00:40:D0:58:F8:83.

Generiranje oznake (ID) vmesnika iz naslova MAC

Modificirani EUI-64 naslov je edinstven. Omogoča nedvoumno prepoznavo. Dvoumna identifikacija vmesnika je nezaželena zaradi varnosti komunikacije. Zato so razvili novi mehanizem določanja ID vmesnika, ki temelji na naključni generacije ID vmesnika. Ta mehanizem je opisano v priporočilu RFC 4941.

Vmesnik mora imeti stalni ID, ki se uporablja za vzpostavitev dohodne povezave in naključni ID, ki se uporablja za vzpostavitev odhodne povezave z drugimi računalniki. Življenjska doba vmesnikovega naključnega ID je lahko nekaj ur ali nekaj dni, odvisno od operacijskega sistema. Dohodne povezave se vedno vzpostavijo preko domenskega strežnika (DNS: Domain Name Server), ki ima v svoji bazi naslovov zapisan fiksni ID vmesnika. Naključni ID vmesnika ne sme biti shranjeni v DNS.

PRIMER

Operacijski sistemi, ki temeljijo na jedru Linux-a, predvsem uporabljajo modificirane EUI-64 naslove za vmesnikove ID, vendar lahko generirajo – odvisno od parametra jedra – tudi naključne ID za vmesnike. Pri operacijskih sistemih Microsoft, je drugače. Microsoft Windows XP omogoča le določitev modificiranih EUI-64 naslovov, Microsoft Windows 7 določa ID vmesnikov predvsem v skladu s priporočilom RFC 4941. V njem lahko naključno generacijo ID vmesnika onemogočimo z ukazno vrstico.

3.5 Lokalni Nalsovi

Lokalni naslovi so podobni zasebnim naslovom IPv4. Uporabljamo jih le na eni povezavi. Ti naslovi se ne posredujejo v globalni internet, se ne registrirajo ali centralno koordinirajo. Danes jih jih uporabljamo v kombinaciji z NAT. Lokalni naslovi vsebujejo:

- Lokalno individulani naslovi povezave (FE80::/10)

- Edinstveni individulani lokalni naslov (FC::/7)

Lokalni naslovi imajo naslednjo zgradbo:

Lokalni naslovi

Lokalno individulani naslovi povezave

Lokalno individulani naslovi povezave so namenjeni uporabi na le eni povezavi in to za namene kot so avtomatska konfiguracija, odkrivanje sosedov ali v primerih, ko v povezavi ni usmerjevalnika. Usmerjevalnik, če je prisoten v povezavi, ne sme posredovati v druge povezave nobenih datgramov z lokalno individulanim naslovom vira ali prijemnika datagrama.

Primer lokalnega individulanega naslova

Edinstveni individulani lokalni naslov

Edinstveni individulani lokalni naslov je namenjen primerom, ko imamo povezanih več (pod)omrežij, ki jih administrator (omrežja) upošteva kot enojno omrežje in v katerem želi uporabljati oba tipa povezavno lokalnih naslovov. Podomrežja so ponavadi povezana z jedrnim omrežjem. Ker imajo podomrežja lastne predpone in tako različne lokalne naslove, prenos datagramov z lokalnimi individualnimi naslovi preko jedrnega omrežja ne povzroča (skoraj nobenih) težav. Verjetnost, da dve podomrežji izbereta enak edinstveni individulani lokalni naslov je približno 10–12

Primer edinstvenega lokalnega naslova

Edinstvene individulane lokalne naslove določa priporočilo TFC 4193. Ti naslovi se prično s predpono FC::/7. Predponi sledi zastavica L, ki označuje, ali je naslov ustvarjen lokalne ali drugje. Trenutno se edinstveni individualni lokalni naslovi določajo le lokalno. To pomeni, da je pri njih zastavica postavljena na 1 (L = 1) in se vsi ti naslovi pričnejo s predpono FD ::/8.

Naslednjih 40 bitov naslova vsebuje globalno, naključno ustvarjeno oznako. Priporočila RFC 4193 priporočajo, da se oznaka ustvari z algoritmom SHA-1 iz trenutnega časa in naslova vozlišča. Predpona FC::/7 skupaj z globalno oznako kreira predpono z dolžino 48 bitov. Predponi, dolgi 48-bitov, sledi 16-bitni ID podomrežja in 64-bitni ID vmesnika, ki ga dobimo iz modificiranega 64-bitnega EUI-naslova.

3.6 Globalni individulani naslovi

Globalni individulani naslovi enoumno označujejo posameznika v Internetu. So globalno edinstveni. Te naslove lahko prepoznamo po prvih treh bitih predpone. Zgradbo globalnega individualnega naslova določa priporočilo RFC 3487. Ti naslovi imajo naslednjo zgradbo:

Zgradba globalnega individualnega (unicast) naslova

Opis posameznih polj v globalnem individualnem naslovu:

- Predpona globalnega usmerjanja – dodeljena je kraju (uporabnika). To predpono ponavadi določi ponudnik internetnih storitev vrste 1 (Tier 1 ISP, ISP: Internet Service Provider)

- Oznaka (ID) podomrežja – je oznaka povezave znotraj kraja (kjer se nahaja uprabnik). Imenujemo ga tudi Lokalna topologija.

- Oznaka (ID) vmesnika) – se uporablja za prepoznavo vmersnika v podomrežju. Njegova dolžina – 64-bitov – omogoča dodelitev 18∙10^18 oznak vmesnikom (oziroma toliko vmesnikov).

Zgled globalnega individulanega vmesnika

Globalne individulane naslove lahko združujemo v skupine glede na razdaljo, iz katere iščemo njihove uporabnike. Združevanje naslovov zelo zmanjša število vpisov v usmerjevalnih tabelah in zelo vpliva na hitrost posredovanja v osrednjih ali jedrnih usmerjevalnikih. Z združevanjem se z oddaljenostjo zmanšujejo podrobnosti usmerjanja. To pomeni, da se datagram najprej usmeri glede na predpono prejemnikovega naslova. V nadaljnjem usmerjanju, bolj kot se datagram približuje prejemniku, usmerjevalniki podrobneje analizirajo prejemnikov naslov in ga usmerjajo bližje prejemniku. Ta način usmerjanja imenujemo hierarhično usmerjanje.

3.7 Skupinski naslovi

Skupinski naslov IPv6 naslovi skupino vmesnikov (ki so običajno na različnih vozliščih). Vmesnik lahko pripada poljubnemu številu skupin. Ko se podatki pošljejo na ta naslov, se dostavijo vsem vmesnikom s tem skupinskim naslovom. Primer uporabe skupinskih naslovov je pretok videa in in zvoka v realnem času (na primer videokonference, radijski in televizijski programi itd).

Predpone skušinskih naslovov se začno z FF (heksadecimalno) oziroma z 11111111 (binarno). Zato je te naslove enostavno prepoznatri. Skupinski naslovi imajo naslednjo strukturo:

Zgradba skupinskih naslovov

Opis posameznih polj skupinskega naslova:

- Opcija – sestavljajo jo štiri zastavice. Prva je rezervirana za bodočo uporabo, ostale so:

- Zastavica R – označuje skupine, ki so povezane z usmerjanjem s protokolom PIM-SM (Protocol Independent Multicast – Sparse Mode). Zastavica označuje skupinski naslov, ki vsebuje točke srečanja RP (Rendezvous Point).

- Zastavica P – je namenjena označitvi skupinskih naslovov, ki temeljijo na globalnem individualnem naslovu. Te naslove imenujemo skupinski naslovi, ki temlejijo na predponi individulanega naslova. Uporabljamo jih za ustvarjanje edinstvenih skupinskih naslovov brez da bi bilo potrebno preveriti ali skupinski naslovi v kraju (dostave) že obstajajo. To se doseže tako, da skupinski naslov vključuje tudi predpono individulanega globalnega naslova.

- Zastavica T – označuje, ali je skupinski naslov stalni (T = 0) ali začasni (T = 1). Stalne skupinske naslove določa IANA (Internet Assigned Numbers Authority), začasne pa lahko določi aplikacija, ki jih potrebuje.

- Področje (Scope) – je 4-bitno polje, ki določa 16 nivojev naslovnih področij. Ta določajo, za koliko so lahko narazen posamezni člani skupinskega naslova. Koncept področij smo opisali v razedlku “Področja IPv6” naslovov.

- Skupinska oznaka (skupinski ID) – to polje označuje skupino, kateri je se pošiljajo podatki.

Primer individualne predpone, ki temelji na IPv6 skupinskem naslovu

ZAPISEK

Skupinski naslov se nikoli ne sme uporabiti kot naslov vira datagrama. Prav tako ne sme biti vključen v usmerjevalno razširitveno glavo.

Tema skupinskih naslovov je obsežna. Zato opisujemo le nekatere posamezne skupinske naslove. Ti so:

- Skupinski naslovi na osnovi individulanih predpon, opisuje jih priporočilo RFC 3306.

- Skupinski naslovi povezave, opisuje jih priporočilo RFC 4489

- Skupinski naslovi specifične za vire: SSM (Source Specific Multicast), opisuje jih priporočilo RFC 3569

- Skupinski naslovi z vgrajenim naslovom RP, opisuje jih priporočilo RFC 3956

Preddefinirani skupinski naslovi

Obstaja število pomembnih skupinskih, preddefiniranih naslovov, ki jih določa priporočilo RFC 4291. Ti naslovi nadomešajo anycast(broadcast) naslove v IPv4. Med njimi so:

- Vsa vozlišča IPv6, ki imajo isti vmesnik (FF01::1)

- Vsa vozlišča IPv6, ki so isti poveazvi (FF02::1)

- Vsi usmerjevalniki IPv6 z istim vmesnikom (FF01::2)

- Vsi usmerjevalniki IPv6z istim vmesnikom (FF02::2)

- Vsi usmerjevalniki IPv6, ki so na istem kraju (FF05::2)
Skupinski naslov (i)zbranih oziroma oglaševanih naslovov. Ti naslovi imajo naslednji zapis: FF02 0:0:0:0:1: FFxx: xxxx, kjer so zadnjih trije okteti (označeni z xx) vzeti iz iskanja naslova. Ti naslovi se uporabljajo pri odkrivanju soseda, ki ima enako funkcijo kot protocol ARP (Address Resolution Protocol) pri protokolu IPv4.

ZAPISEK

Predefinirani skupinski naslovi se uporabljajo za nekatere interne mehanizme protokola IPv6.

Priporočilo RFC 2375 določa še skupinske naslove, ki se uporabljajo v različnih omrežnih protokolih in storitvah.

3.8 Anycast naslovi

Anycast naslov je naslov, ki je skupinski naslov z lastnostjo, da datagram prejme v skupni prejme le vmesnik, ki je nabližje njegovemu pošiljatelju. Bližino oziroma razdaljo med pošiljateljem in vmesniki v skupini z anycast naslovi zmeri protokol.

PREDNOSTI

Vse anycast naslove lahko razpošljemo na standardni način. Zadostuje, da se računalnik, ki se pridruži skupni z anycast naslovi, to sporoči kateremkoli usmerjevalniku. Ta je že pripravljen za distribucijo (te) informacije.

SLABOSTI

Anycast naslovi se dodeljujejo iz naslovnega prostora individulanih naslovov, ki so lahko katerikoli oblike. Zato se od njih sintaktično ne razlikujejo. Ko nek individulani naslov določimo več vmesnikom, ta postane anycast naslov, vendar moramo vozlišča, ki dobijo anycast naslov, eksplicitno konfigurirati tako, da je dodeljeni naslov anycast.

Anycast naslove označimo z najdaljo možno predpono P. Ta označuje topološko regijo, v kateri so vsi vmesniki z anycastm naslovom s predpono P. Za te vmesnike oziroma področje imajo usmerjevalniki, ki vzdržujejo anycast naslov, poseben vpis v sistem (tabelo) usmerjanja, ki ga na splošno imenujemo "gostiteljska pot". Izven območja, ki ga označuje P, smemo anycast naslov združiti v usmerjevalni vpis za predpono P.

V najslabšem primeru lahko ima predpona P dolžino nič. To pomeni, da vmesnike s takim anycastm naslovom ne moremo omejiti na (manjše) topološko področje, oziroma da so ti “globalno anycast po vsem Internetu. V takih primerih morajo biti vpisane gostiteljske poti v celotnem Internetu. To je seveda možno le za omejeno število “globalnih” anycast naslovov.

Druga omejitev pri uporabi anycast naslovov je dinamično usmerjanje in politika usmerjanja ponudnika internetnih storitev vrste 1 (Tier 1 ISP). Dinamično usmerjanje povzroča težave protokolom, kot so TCP in protokolom usmerjanja s politiko ISP vrste 1. Ti lahko zavrnejo predolge predpone, in s tem raspršene naslove, ki imajo predolgo predpono P. Poleg tega, lahko različne dele Interneta upravljajo različni ponudniki stopritev, katerim ne moremo nadzorovati politike usmerjanja.

ZAPISEK

Podpora globalnim (anycast) naslovom ni vedno na voljo ali pa je zelo omejena.

Ena od uporab anycast naslovov je prepoznava usmerjevalnikov, ki pripadajo nekemu ponudniku internetnih storitev. Te naslove lahko uporabimo kot vmesne naslove v razširitveni usmerjevalni glavi v IPv6. S tem dosežemo, da datagram potuje preko določenega ponudnika storitev ali skozi zaporedje izbranih ponudnikov storitev.

Druga možna uporaba je prepoznava usmerjevalnikov, ki so dodani določenem podomrežju ali zbirki usmerjevalnikov, ki omogočajo vstop v določeno območje usmerjanja.

Trenutno se pričakuje, da se bodo globalni anycast naslovi v glavnem uporabljali za strežnike DNS. Po drugi strain, anycast naslov omogočajo bolj učinkoviti način naslavljanja manjših območij, ki jih upravlja en sam ponudnik internetnih storitev.

3.9 Zahtevani naslovi vozlišč

Pri IPv4 imajo vmesnik večinoma le en naslov. Pri IPv6 temu ni več tako – pri tem protokolu mora vsak vmesnik imeti več naslovov. Zato moramo vmesniku dodeliti minimalno zbirko naslovov.

Računalnik (ki ga priključimo v omrežje), mora imeti omrežni vmesnik vsaj naslednje naslove:

- Povratni (dohodni) naslov (Loopback address)

- Naslov v lokalni povezavi (Link-Local address)

- Vse globalne individualne in anycast (anycast) naslove, ki so dodeljeni vmesniku

- Skupinske naslove za vse IPv6 vozlišča

- Skupinske naslove poblaščenih vozlišč za vsaki dodeljeniglobalni ali anycast naslov

- Vsi skupinski naslovi, v katerih je tudi vmesnik

Usmerjevalnii morajo imeti enake naslove kot računalniki, poleg njih pa še:

- Anycast naslove usmerjevalnikov v istem podomrežju

- Skupinske naslove vseh usmerjevalnikov

3.10 Izbira privzetih naslovov

Z mnogimi naslovi, ki so dodeljeni vsakemu vmesniku, nastane problem, kateri naslov naj gostitelj uporablja za komunikacijo. V ta namen so razvili algoritem za izbor naslovov. Opisuje ga priporočilo RFC 3484.

Candidate Addresses

Naslovi – kandidati so temeljni blok algoritma izberi naslov (Address Selection). Seznam kandidatov za naslove za ciljne (vmesne) naslove se običajno pridobi s poizvedbo v DNS (preslika domensko ime v IPv6 naslov). Seznam the naslovov je urejen od najbolj do najmanj primernega naslova, iz katerega se izbere najbolj primeren naslov. Pri naslovu destinacije ni izbire med več naslovi (destinacija je le ena.

Za naslov destinacije je dobro (nujno), da izberemo najprimernejšega kandidata za naslov vira. Seznam kandidatov za naslovov vira vsebuje vse globalne individulane naslove, ki so dodeljeni vmesniku, preko katerega se bodo podatki poslali na ciljno vozlišče. Z drugimi besedami, vsak ciljni naslov lahko ima več seznamov kandidatov za naslove vira. Pri usmerjevalnikih, lahko seznam kandidatov za naslove vira vsebuje tudi globalne individulane naslove vmesnikov, na katere so bili posredovani podatki.

Najprimernejši naslov za naslov vira/ cilja se izbere iz seznama kandidatov za naslove vira/cilja, ki temelji na pravilih, ki smo jih navedli v podrazdelku “Izbor naslovov virov”.

V primeru prekinitve komunikacije, se mora izbira naslocvov ponoviti.

Tabela politike

Tabelo politike uporabljamo za določitev lokalne prednosti naslovov. Vpisi v tabelo vsebujejo predpono, prednost in labelo. Prednost se uporablja za razvrščanje naslovov destinacij, labela pa za ugotavljanjem, ali izbrani par naslovov ujema (paše skupaj). Prednost imajo naslovni pari, kjer imata naslova enako labelo. Prednost in labelo se določi iz naslovov, pri katerih se predponi najdlje ujemata.

Kadar administrator ne nasavi tabele politike, se uporabi privzeta (predpripravljena) tabela.

Privzeta tabela politike

Predpona

Prednost (precedence)

Labela

::1/128

50

0

::/0

40

1

2002::/16

30

2

::/96

20

3

::FFFF:0:0/96

10

4

Izbira naslovov vira

Algoritem za izbiro naslova vira ima dve zbirki pravil. Prva zbirka – Source Address Selection – opisuje izbiro naslovov vira. Ta za dani naslov destinacije izbere en naslov vira. Delovanje algoritma ponazarja primer, ko sta za ciljni naslov na voljo dva naslova vira – SA in SB. Izbora se vrši potopoma. Ko je sprejeta odločitev, se ostali naslovi ignorirajo. Če odločitev ni sprejeta, mora izvedba algoritma zagotoviti izbiro naslova vira. Zaporedje pravil je:

1. Daj prednost enakemu naslovu.

2. Prednost primernemu področju: if Scope(SA) < Scope(SB): If Scope(SA) < Scope(destination address), potem daj prednost SB, drugače pa SA.

3. Ne upoštevaj opuščeni naslov.

4. Daj prednost domačemu naslovu.

5. Daj prednost odhodnemu vmesniki. Če je SA dodeljena vmesniku za pošiljanje na naslov destinacije in SB drugačnemu vmesniku, potem daj prednost SA.

6. Daj prednost labelam, ki se ujemajo: if Label(SA) = Label(destination address) and Label(SB) ≠ Label(destination address), potem daj prednost SA.

7. Daj prednost javnim naslovom.

8. Uprabi naslov z najdaljšim ujemanjem predpone.

Algoritem je simetrični, torej se vsako pravilo izvede še enkrat z zamenjano vlogo naslovov vira. Najbolj primeren naslov vira za ciljni naslov se določi z izvedbo zgornjih pravil.

Izbira naslova prejemnika

Med ostalim nastavitvami, se po izbiri naslova prejemnika, oceni tudi primernost naslovov vira in prejemnika. Zato je za vsakega prijemnika določem najprimernejši naslov vira. Pri urejanju naslovov prejemnika se sestavi seznamu kandidatov za prejejemnika, pri katerem se upoštevaujo naslednja pravila:

1. Izogibajmo se neuporabnih destinacij. Če za naslov prejemnika DB nevemo, ali je dosegljiv oziroma, le je vir nedoločen, potem ima ima prednost naslov DA.

2. Prednost dajemo naslovom iz istega območja. Če je območje (DA) = območje (vir(DA)) in območje(DB), potem izberi DA.

3. Izogibajmo se zavrženim naslovovm.

4. Prednost naj imajo domači naslovi

5. Prednost dajmo labelam, ki se ujamajo. Če Labela(vir(DA)) = Labela(DA) in Labela(vir(DB)) ≠ Labela(DB), potem izberi DA.

6. Izbiraj naslove z višjo prednostjo.

7. Prednost daj prenosu po omrežju, v katerem se nahaja vozlišče. Če DA dosežemo preko mehanizma enkapsulacije (na primer, IPv6 v IPv4), DB pša ne, potem izberemo DB.

8. Izberemo manjše območje. Če območje(DA) < območje(DB), potem izberi DA,

9. Izberemo predpono, ki se ujema v največjem deležu predpone.

10. V ostalih primerih, pustimo zaporedje nespremenjen. Če je v originalnem seznamu DA pred DB, potem izberemo DA. Drugače pa DB.

PRIMER

Na primer, računalnik ima en omrežni vmesnik, kateremu so bile dodeljeni naslednji naslovi:

1. FE80::02B5:32FF:FE01:1984 (Link-Local address)

2. 2001:718:10:1:02B5:32FF:FE01:1984 (Global Unicast address)

3. 2001:: 02B5:32FF:FE01:1984 (Global Unicast address)

Računalnik želi poslati podatke na naslov: 2001:718:20:56 E859: A1FF: FE82: AA01. Kateri naslovi vira so za to najbolj primerni, če imajo vsi naslovi dodeljeno vrednost prednosti 40 in labele 1? V izboru naslova vira uporabimo tabelo politike.

Zaradi drugega pravila, ne izberemo naslova lokane povezave. Njen obseg je manjši od obsega globalnega naslova. Najbolj primeren vir naslov izberemo z osmim pravilom. Naslov številka 2 izberemo kot naslov vira, saj ima najdaljše ujemanje predpone z naslovovm prejemnika oziroma ciljnega vozlišča: 2001:718 :: / 32.

PRIMER

Izbiro naslova prejemnika naredimo s pomočjo seznama kandidatov naslovov prejemnika. Ta seznam pošlje strežnik DNS kot odziv na zahtevo prevajanja imena domene (v IP naslov). Na primer, da ta seznam vsebuje naslednje naslove:

1. 2001:DB8:A29C:5::02 (source address 2001:: 02B5:32FF:FE01:1984)

2. 2001:718::B5:18FF:FE09:1 (source address 2001:718:10:1:02B5:32FF:FE01:1984)

Seznam vsebuje tudi primerne pripadajoče naslove virov, ki so izbrani z algoritmom izbire naslovov virov. Oba naslova imata dodeljeno vrednost prednosti 40 in labele 1. Algoritem odloči (na podlagi osmega pravila), ko imata naslova enako najdaljše ujemanje predpone 2001:718::/32 z naslovom cilja. Seznam kandidatov naslovov za naslov prejemnika je.

1. 2001:718::B5:18FF:FE09:1

2. 2001:DB8:A29C:5::02

V tem primeru v vmesniku za priklop na povezavo za naslov vira izberemo 2001:718:10:1:02B5:32FF:FE01:1984 in za naslov prejemnika naslov 2001:718::B5:18FF:FE09:1.

4 ICMPv6

4.1 Protokol ICMPv6

Protokol ICMPv6 (Internet Control Message Protocol for the Internet Protocol Version 6) je del družine Internetnih protokolov, opisuje ga priporočilo RFC 4443. Uprablja se predvsem za sporočanje stanja napak, testiranje dosegljivosti in izmenjavo določenih informacij delovanja (omrežja in naprav). Priporočilo RFC 4443 določa le osnovne elemente tega protokola kot so zgradba sporočil, vrste sporočil – razlikuje sporočila o napakah (ICMPv6 error message) in informacijska sporočila (ICMPv6 informational message) . Za prenos sporočil ICMPv6 uporablja IPv6 datagrame.

Splošna zgradba sporočil ICMPv6

Za obveščanje o napakah so na voljo štiri sporočila ICMPv6:

- Sporočilo “prejemnik nedosegljiv” (Destination Unreachable Message) – pošlje ga lahko usmerjevalnik ali druga plast v pošiljatelju. Sporočilo se pošlje, kadar vzrok nedostave ni zamašitev omrežja (ICMPv6 sporočilo ne sme nastati zaradi zavrženja paketa zaradi zamašitve). Sporočilo vsebuje polje, ki detaljno določa, zakaj sporočilo ni moglo biti dostavljeno.

- Sporočilo “paket je prevelik” (Packet Too Big Message) – to sporočilo se pošlje vedno, ko je paket večji od MTU odhodne povezave. Ta informacija se uporablja kot del PMTU procesa. Za razliko od drugih sporočil, se to sporočilo pošlje na skupinske naslove IPv6 ali skupinske MAC naslove (tako multicast kot broadcast). Sporočilo v polju, dolgem štiri oktete, vsebuje podatek o dovoljeni dolžini MTU.

- Sporočilo “čas je potekel” (Time Exceed Message) – pošlje ga usmerjevalnik, ko sprejme datagram, ki mu poteče življenje (ko usmerjevalnik zmanjša vrednost polja Hop Limit na nič). Ta datagram usmerjevalnik zavrže in pošlje pošiljatelju datagrama ICMPv6 sporočilo s kodom 0. To sporočilo pove, ali je usmerjanje zazankano ali pa je začetna vrednost življenske dobe premala. Sporočilo “čas je potekel” s kodom 1 se uporablja v obvestilu, da je čas za sestavljanje fragmentov potekel

- Sporočilo “problem s parametri” (Parameter Problem Message) – ko IPv6 vozlišče ne more obdelati ali glave IPv6 ali razširitvenih glav, mora zavreži paket in poslati viru paketa ICMPv6 sporočilo “problem s parametri”. V njem označi vrsto in lokacijo problema. Kazalec kaže na lokacijo okteta, v katerem je bila odkrita napaka.

Informacijam so namenjena štiri ICMPv6 sporočila:

- Sporočili “zahtevam odmev” (Echo Request Message) in “odgovor odmeva” (Echo Reply Message) – se uporabljata v ping programu (zgodbo o nastanku ping program je na http://ftp.arl.mil/mike/ping.html).

- Sporočilo “poizvedba po informacijah o ICMP vozlišču” (ICMP Node Information Query Message) in “odziv z informacijam o ICMP vozlišču” (ICMP Node Information Response) – priskrbita osnove podatke o vozlišču (ime vozlišča, IPv4 ali IPv6 naslov itd). Ti sporočili se predvsem uporabljata v upravljanju omrežja.

Druga sporočila, ki nastanejo na primer pri iskanju usmerjevalnika, oglaševanju usmerjevalnika, iskanju soseda, oglaševanju soseda preusmerjanju in pri sporočilih povezanih z mobilnostjo, dopolnijo notranji mehanizmi IPv6.

Za raliko od protokola IPv4 protokol IPv6 vsebuje varnostne mehanizme. Pri IPv4 so lahko sporočila ICMPv4 zlorabljena, kar lahko omeji funkcionalnost omrežja. Na primer, preštevilna sporočila ICMPv4 lahko preobremenijo vozlišče in tako preprečijo pot ostalemu prometu do njega. Varnostni mehanizem uporablja naslednje ukrepe:

- Določimo najmanjši interval med sporočili in njihov največji delež skupne pasovne širine vozlišča. Ta ukrep zajamči dovolj prenosne zmogljivosti za prave podatke.

- Sporočila lahko zavarujemo z enkripcijsko razširitveno glavo. V tem primeru se sporočila ICMPv6 brez enkripcije zavržejo. Administrator omrežja mora biti sposoben nastaviti vozlišče tako, da sprejme le zavarovana sporočila, ostale pa zavrže.

Obstaja tudi razširjena verzija protokola ICMPv6. Opisuje ga priporočilo RFC 4884. Ta verzija dovoljujej dodatne informacije v ICMPv6 sporočilih. Manjše spremebe uvede tudi v nekatera obstoječa sporočila, na primer kot sta sporočili “prejemnik ni dosegljiv” in “čas je potekel”. Razširitvene glave ICMPv6 so na koncu sporočila, sledijo jim le dodatni podatki.

Zgradba razširitvenih glav ICMPv6

ZAPISEK

V vsakem vozlišču, ki lahko komunicira z IPv6, je obvezna tudi instalacija protokola ICMPv6.

5 Odkrivanje soseda

5.1 Odkrivanje soseda

Mehanizem ”Odkrivanje soseda” (ND: Neighbor Discovery) ima podobno funkcijo kot ARP (Address Resolution Protocol), ki se v IPv4 uporablja za ugotavljanje naslova povezovalne plasti. ND je bolj zapleten mehanizem, določa ga priporočilo RFC 4861 kot temeljni del IPv6. Mehanizem je namenjen predvsem za:

- Določitev in osveževanje naslovov povezovalne plasti v vozliščih v isti povezavi

- Odkrivanje usmerjevalnikov

- Preusmerjanje

- Odkrivanje predpon, omrežnih parametrov in ostalih parametrov, ki jih potrebuje samodejna konfiguracija vozlišč

- Vzdrževanje dosegljivosti informacij o poteh k ostalim aktivnim sosednjim vozliščem

- Odrivanje podvojitve naslovov

Mehanizem ND uporablja naslednja sporočila ICMPv6:

- NS (Neighbor Solicitation)

- NA (Neighbor Advertisement)

Dodatno k temu hanizmu so razvili še SEND (Secure Neighbor Discovery) s ciljem zagotoviti varnost računalniških sistemov. Njegove osnove opisuje priporočilo RFC 3971. Njegov cilj je zagotoviti zadovoljivi nivo varnosti izmenjave sporočil ICMPv6.

5.2 Določanje naslova podatkovne plasti

ND za naslov uporablja skupinski naslov za iskanje vozlišča (Solicited-Node Multicast Address), ki ima predpono FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104 in IPv6 naslov soseda, za katerega išče naslov povezovalne plasti.

Vsam omrežni vmesnik je lahko pripadnik več omrežij z različnimi predponami. Zato se generira Solicited-Node Multicast naslov, ki prevzame 24-bitov vmesnikovega identifikatorja. S tem imajo vsi naslovi IPv6 isti skupinski naslov za iskanje vozlišča. Za določitev naslova povezovalne plasti pri sosedu, mora vozlišče poslati zahtevo vsem omrežjem, v katerih je clan. Vsako vozlišče uporablja notranjo podatkovno strukturo predpolnilnika za sosede (Neighbor Cache), v katerem hrani IPv6 naslove s pripadajočimi naslovi povezovalne plasti.

Če vozlišče pozna IPv6 naslove sosedov in želi določiti še njihove naslove povezovalne plasti, potem izvede naslednje:

- Iz IPv6 naslova destinacije izpelje skupinski naslov za iskanje in na ta naslov pošle sporočilo NS. Po izbiri vozlišče polje v to sporočilo v polji opcij Source Link-Layer Address in MTU zapiše še svoj naslov povezovalne plasti in MTU povezave.

Zgradba sporočila ”iskanje soseda”

- Če je iskano vozlišče aktivno, odgovori s sporočilom NA, ki v opciji Source Link-Layer Address vsebuje njegov naslov povezovalne palsti. V opcijo za MTU lahko vpiše tudi MTU povezave.

Zgradba naslova vira/cilja v povezovalni plasti

MTU Option Format

Vozlišče lahko pošlje sporočilo Neighbor Advertisement tudi, če se spremeni njen naslov povezovalne plasti. Ta dogodek vozlišča napovejo tako, da pošljejo več sporočil NA na skupinski IPv6 naslov (FF02::1), kipripada vozliščem v isti povezavi. Vozlišča, ki shranijo vpis naslova IPv6 v predpolnilnik za sosede, osvežijo ta vpis, ostale ga zavrnejo.

Zgradna sporočila oglaševanje soseda (NA: Neighbor Advertisement)

Sporočilo NA vsebuje dodatne informacije, ki so posredovane z naslednjimi zastavicami:

- Zastavica R (Router) – označuje, da je pošiljatelj usmerjevalnik.

- Zastavica S (Solicited) – označuje, ali se zahteva sporočilo NS ali ne.

- Zastavica O (Override) – ki označuje ali informacije o naslovu povezovalne plasti nadomestijo obstoječe vpise v predpomnilnik sosedov.

5.3 Odkrivanje nedosegljivosti soseda

Algoritem osveževanja predpomnilnika za sosede ni povsem zanesljiv, zato vsako vozlišče aktivno spremlja stanja dosegljivih sosedov, s katerimi komunicira. Obstajata dva algoritma za preverjanje dosegljivosti soseda. Prvi uporablja sporočila višjih plasti, na primer TCP, drugi pa temelji na pošiljanju sporol NS in sprejemu sporočil NA kot odziv nanje.

Temeljna stanja, ki so dodeljena posameznim vpisom v predpolnilnik sosedov, so pri drugem mehanizmu naslednja:

- Nekompleten – prevedba naslov je v teku, zato naslov povezavalne plasti soseda še ni določen. Če odgovor ne prispe, se vpis je odstrani iz predpomnilnika sosedov.

- Dosegljivost – grobo rečeno, dosegljivost soseda je znana, če je bil v zadnjem času (nekaj deset sekund nazaj) dostopen. To stanje traja časovni interval, ki ga privzeti usmerjevalnik najavi vozliščem.

- Izčrpan (Stale) – za soseda se več ne ve, ali je dosegljiv, vendar dokler obstaja promet k sosedu, ni potrebno preveriti njegovo dosegljivost.

- Zakasnitev – za soseda se več ne ve, ali je dosegljiv in pred kratkim mu je bil poslan promet. Namesto, da soseda preveri takoj, s pošiljanjem sonde (sporočilo za verifikacijo dosegljivosti) počaka za toliko časa, da imajo zgornje plasti možnost potrditi njegovo dosegljivost.

- Sonda (probe) – za soseda se več ne ve, ali je dosegljiv, zato se poščje sonda z individulanim naslovom soseda, s katero se preveri njegova dosegljivost.

Tok sprememb v posameznih dstanjih med delovanjem algoritma za odkrivanje nedosegljivosti soseda , prikazuje spodnja slika.

Stanja vpisov v predpomnilnik sosedov

5.4 Inverzno odkrivanje soseda

Postopek inverznega odkrivanje soseda – IND (Inverse Neighbor Discovery) določa priporočilo RFC 3122. Postopek je nadomestilo protokola RARP v IPv4: iz znanega naslov povezovalne plasti oddaljenega vozlišča, pridobi njegov IPv6 naslov.

Princip delovanja IND je zelo preprost. Vozlišče pošlje sporočilo INDS (Inverse Neighbor Discovery Solicitation), s katerim od vozlišča, za katerega ve za naslov povezovalne plasti, zahteva IPv6 naslov. S tem sporočilom mu pošlje tudi svoj naslov povezovalne plasti. V tem sporočilu mora pošiljatel poslati še naslednje opcije:

- Opcijo Source Link-Layer Address – ki vsebuje nqslov povezovalne plasti pošiljatelja.

- Opcijo Target Link-Layer Address – ki vsebuje naslov povezoovalne plasti cilnega vozlišča

Naslednje opcije niso obvezne:

- Seznam naslovov virov – seznam vsebuje en ali več IPv6 naslovov vmersnikov, ki pripadajo naslovu povezovalne plasti vira. To opcijo identificira kod 9.

- MTU – ki pripada tej povezavi.

Zgradba inverznega odkrivanja sosedov

Iskano vozlišče pošilje sporočilo z oglasom “inverzno iskanje soseda” kot odgovor na sporočilo IND na naslov povezovalne plasti ciljnega vozlišča. V sporočilu z oglasom mora pošiljatelj poslati naslednje opcije:

- Opcija naslov povezovalne plasti cilja – vsebuje naslov povezovalne plasti cilja, to je pošiljatelja oglaševanja.

- Seznam naslovov ciljev – seznam enega ali več IPv6 naslovov vmesnikov, ki so označeni z naslovi povezovalne plasti cilja v sporočilu INDS, ki vsebuje to obvestilo. Identificira ga kod 10.

Zgradna sporočila za inverzno iskanje soseda

Zgradba seznama naslovov virov/ciljev

Pošiljatelj sporočila iskanja (Solicitation) shrani prejete informacije v svoj predpomnilnik sosedov.

Pošiljatelj lahko v spročilu oglaševanja pošlje opcijo MTU. Naslov povezovalne plasti in opcija MTU sta povzeti v razdelku Določanje naslova Povezovalne plasti.

6 Samodejna konfiguracija naslovov v IPv6

6.1 Samodejna konfiguracija naslovov IPv6

Samodejna konfiguracija naslovov IPv6 deluje po principu “plug-and-play”. To pomeni, da vozlišče zmore samo ustvariti svoj IPv6 naslov in poiskati potrebne parameter v usmerjevalniku, ki mu omogočijo pravilno komunikacijo tudi izven sveta IPv6.

Znani sta dve vrsti samodejni konfiguraciji IPv6 naslovov:

- Samodejna konfiguracija brez stanj (SLAAC, Stateless Address Auto-configuration) – ki predstavlja popolnoma nov način samonastavljanja. Upošteva dejstvo, da ima vsakolokalno mesto privzeti usmerjevalnik, ki “ve” za vse potrebne nastavitvene parameter (predpone itd) za komuniciranje izven sveta IPv6. Ta, “pametni” usmerjevalnik oglaševa vsem mestom, na katera je priključen, v izbranih intervalih oglaševa te parameter. Tako je naloga vozlišča, da na vmesniku “prishluhne” periodično pošiljanim parametrom. SLAAC opisuje priporočilo RFC 4862.

- Samodejna konfiguracija s polnim stanjem (Stateful auto-configuration) – pri samonastavitvi uporablja protokol DHCPv6 (Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6). Ta protokol deluje po modelu odjemalec-srežnik. Strežnik, imenujemo ga DHCP strežnik, vsebuje in vzdržuje vse podatke o nastavitvenih parametrih. Te pošlje odjemalcu, ko jih ta zahteva. Protokol DHCPv6 je opisan v priporočilu RFC 3315.

ZAPISEK

Večina današnjih instalacij IPv6 dovoljuje kombinacijo obeh vrst samodejnih konfiguracij naslovov.

7 Samodejna konfiguracija brez stanj

7.1 Sporočila ICMPv6

Samodejno konfiguriranje brez stanj uporablja naslednja ICMPv6 sporočila:

- RA (Router Advertisement)

- RS (Router Solicitation)

- Preusmeritev (Redirect)

Preden razložimo princip delovanja SLAAC, se moramo spoznati s poročilom za Oglaševanje usmerjevalnika.

Oglaševanje usmerjevalnika

Osnovni blok SLAAC je sporočilo “oglaševanje usmerjevalnika” (RA: Ruter Advertisement) . Sporočilo RA se uporablja za pošiljanje vseh potrebnih parametrov za nastavitev vozlišča. Ta sporočila pošilja usmerjevalnik periodično ali kot odziv na sporočilo RS.

Zgradba sporočila za oglaševanje usmerjevalnika

Opis polj v sporočilu RA:

- Trenutna omejitev etap (Cur Hop Limit) – označuje privzeto vrednost, ki se prepiše v polje “omejitev etap” (hop limit) v glavo IPv6 pošiljanjega datagrama. Vrednost nič pomeni, da je ta usmerjevlnik ne določa.

- Zastavica M (Managed address configuration) – ko je postavljena, označuje, da je naslov navoljo v DHCPv6.

- Zastavica O flag (Other configuration) – ko je postavljena, pove, da so preko DHCPv6 dosegljive drugi nastavitvene informacije. Primer teh informacij so informacije povezane z DNS ali informacije na drugih strežnikih znotraj omrežja.

Pomen možnih kombinacij zastavic M in O najdemo zapisan v spodnji tabeli.

Kombinacije zastavic M in O

Zastavica M

ZastavicaO

Pomen

1

–

Vse parameter dodeli DHCPv6

0

1

Kombinacija SLAAC (naslov IPv6, predpona, usmerjanje) in DHCPv6 (ostali parametric nastavitve)

0

0

DHCPv6 ni na voljo

- Zastavica H (Home agent) – označi, da je privzeti usmerjevalnik deluje tudi kot domači agent (home agent)

- Prf (Default Router Preference) – omogoči razlikovanje med preferencami privzetega usmerjevalnika. Če je življenska doba usmerjevalnika enaka nič, mora pošiljatelj postaviti vrednost preference na 00. To vrednost preference mora prejemnik sporočila ignorirati Obstajajo trije nivoji preference:

Preference (prednosti) privzetega usmerjevalnika

Prf

pomen

01

Visoka

00

Srednja (privzeta)

11

Nizka

10

Rezervirana (se ne sme poslati)

- Življenska doba usmerjevalnika (Router Lifetime) – življenska doba privzetega usmerjevalnika v sekundah. Življenska doba 0 označi, da usmerjevalnik ni privzeti usmerjevalnik in se zato ne sme pojaviti seznamu privzetih usmerjevalnikov.

- Čas dosegljivosti (Reachable Time) – čas v milisekundah, v katerem vozlišče domneva, da bo sosed dosegljiv po sprejemu potrditve dosegljivosti. Vrednost nič pove, da s tem usmerjevalnikom (čas) ni dolečen.

- Časovnik ponovnega pošiljanja (Retrans Timer) – določa čas v milisekundah med ponovno poslanimi sporočili “povpraševanje po sosedu”. Vrednost nič pove, da s tem usmerjevalnikom (čas) ni dolečen.

- Opcije – dovoljujejo dodajanje informacij k naslovu povezovalne plasti, MTU povezave. Posebe se uporablja za vstavljanje informacij o predponi. Ta informacija se doda za vsako predpona.

Zgradba opcije za informacije o predponi

Opis polj v opciji informacij o predponi:

- Dolžina predpone – podana je v števulu bitov.

- Zastavica L (on-Link) – ko je postavljena, se predpona uporablja za določitev na povezavi, v nasprotnem primeru oglaševanje ne vsebuje informacije o lastnosti predpone za povezavo ali za iozven povezave.

- Zastavica A (Autonomous address-configuration) – ko je postavljena, se lahko ta predpona uporabi nastavitev naslova brez stanj. V nasprotnem primeru (A = 0), je SLAAC onemogočen. Ko sta postavljeni zastavici A in L, vozlišče lahko uporablja obe samodejni nastavitvi naslova.

- Zastavica R (Router address) – označi, da je v polju predpone globalni individulani naslov usmerjevalnika. Ta zastavica je namenjena mobilnosti. Ko je R postavljena, se predpona lahko uporabi le za samodejno nastavitev. Pri tem se ignorira oznaka (ID) vmesnika.

- Veljavna življenska doba (Valid Lifetime) – je čas v sekundah (relativno na poslani paket), v katerem predpona velja za določitev povezave. Vrednost vseh bitov 1 (0xFFFFFFFF) predstavlja neskončnost?

- Želena življenska doba (Preferred Lifetime) – je čas v sekundah (relativno na poslani paket), v katerem naslov izpeljan iz predpona v samonastavitnemem postopku brez stanj velja prednostnega. Vozlišče lahko prednostni naslov uporablja brez vseh omejitev. Po izteku tega časa se naslov označi kot opuščen (deprecated). Opuščen naslov sicer še velja, vendar ga ne smemo uporabiti za vzpostavitev nove zveze. Naslov po isteku veljavne življenske dobe postane nevaeljaven, zato ga ne smemo več uporabljati. Vrednost vseh bitov 1 (0xFFFFFFFF) predstavlja neskončnost.

7.2 Princip samodejne konfiguracije naslovov brez stanj

Mehanizem samodejne konfiguracije naslovov brez stanj omogoča vozliščom pridobitev svojega naslova s kombinacijo lokalno razpoložljivih informacij in informacij, ki jih oglašujejo usmerjevalniki. Slednji oglašujejo predpone, ki pripadajo podomrežjem, v katerih so (fizične) povezave (vozlišč), medtem ko vozlišča generirajo edinstvene oznake (ID) vmesnika, s katerim so priključena na povezavo. Združena predpona in oznaka vmesnika določa naslov. Ko ni usmerjevalnikov, vozlišče lahko samo ustvariti le lokalni naslov v povezavi. Ta naslov zadostuje za komunikacijo med vozlišči znotraj povezave.

Torej, vozlišče najprej pridobi svoj poskusni (začasni) lokalni naslov v povezavi. Pred njegovo uporabo, mora vozlišče preveriti, ali ga mogoče uporablja že katero drugo vozlišče v povezavi. Podvajanje naslovov vozlišče preveri s sporočilom NS (Neighbour Solicitation), katerega ciljni naslov je poskusni naslov vozlišča. Če ima ta naslov še katero vozlišče, se to odzove s sporočilom NA (Neighbour Advertisement). Po sprejemu sporočila NA in spoznanju, da začasni naslov vozlišča ni edinstven, vozlišče ustavi samodejno nastavitev naslova in počaka oziroma zahteva njegovo na ročno nastavitev. Ta mehanizem imenujemo ”odkrivanje podvojenih naslovov” (Duplicate Address Detection). Preverjanje podvojitve naslovov se vedno izvede tudi v pri ročni nastavitvi naslovov ali samonastavitvi naslovov s polnimi stanji

Ko se vozlišče prepriča, da je njen poskusni naslov v lokalni povezavi edinstven, ta naslov dodeli svojemu vmesniku. S tem vozlišče dobi povezljivost na nivoju IP z vsemi sosednjimi voulišči v povezavi. Naslednja faza samodejne nastavitve je pridobitev sporočilRA (Router Advertisement) ali ugotovitev, da ni prisotnega usmerjevalnika ali ugotovitev, da ni prisotnega usmerjevalnika. Če so usmerjevalniki prisotni, pošljejo svoja sporočila RA, s katerimi informirajo vozlišča, kakšno samonastavitev vozlišče lahko izvede. Vedeti moramo, da je lahko – tudi v primeru, ko ni usmerjevalnikov – na voljo tudi storitev DHCPv6. Spomnimo se, da vozlišče lahko sočasno uporablja samodejno nastavitev naslova brez stanja in DHCPv6. Katero od možnih nastavitev vozlišče uporablja, označuje zastavica A. Če določa samedejno nastavitev brez stanja, polje opcij vsebuje predpono podomrežja skupaj z dolžino življenske dobe, ki pove, kako dolgo bo naslov, ki je izpeljan iz predpone, prednosti in veljaven.

Sporočila RA usmerjevalniki sicer pošiljajo periodično, vendar je perioda pošiljanja v splošnem daljša, kot so vozlišča, ki izvajajo samonastavitev, pripravljena čakati na njih. Da dobijo obvestilo prej, vozlišče pošlje eno ali več sporočil RS (iskanje usmerjevalnika) naslovjeno na skupinski naslov vseh usmerjevalnikov.

Zgradba sporočila “izbira usmerjevalnikov”

Ker usmerjevalnik peridočno pošilja sporočila RA, bodo vozliča neprestano sprejemala nova obvestila. Vsako sprejeto sporočilo RA vozlišča procesirajo na zgoraj opisan način. Pri tem dopolnijo in osvežijo informacije, ki so jih sprejela v predhodnem obvestilu.

7.3 Nastavitev usmerjanja in DNS

Samodejna konfiguracija omogoča tudi določitev informacij usmerjanja. Temeljne podatkovne strukture, ki so lahko z usmerjevalno tabelo izvedene kot ena entiteta, so naslednje:

- Destinacijski predpolnilnik (Destination Cache) – vsebuje informacije o usmerjanju k konkretnim naslovom. Vsak vpis vsebuje naslov naslednjega usmerjevalnika (naslov naslednje etape).

- Seznam predpon (Prefix List) – določa, ali je ciljni naslov v povezavi ali ne.

- Privzeti seznam usmerjevalnikov (Default Router List) – vsebuje seznam vseh razpoložljivih usmerjevalnikov.

Pri podpori mobilnosti, se podatkovni strukturi doda še vezni predpomnilnik. Ta omogoča, da ciljno vozlišče komunicira z začasno dodeljenem naslovu. V tem primeru se odhodnemu datagramu doda razširitvena glava usmerjanja in spremeni naslov naslov destinacije (prejemnika).

Postopek pošiljanja datagrama jprikazuje naslednja slika.

Postopek pošiljanja datagrama

Preusmerjanje

S spročilom “preusmeri sporočilo” (Redirect message) usmerjevalnik informira gostitelja o (naj)boljši prvi etapi na poti datagrama do cilja. Gostitelj se lahko preusmeri na boljšo prvo etapo, lahko pa se ga s tem sporočilom informira, da je cilno vozlišče pravzaprav v soseščini. Sporočilo za preusmerjanje vsebuje naslov destinacije datagrama in naslov usmerjevalnika ali ciljnega vozlišča, kateremu je datagram poslan. Ta naslov je vpisan v polje “ciljni naslov” (Target Address). V glavo datagrama je možno vključiti tudi naslov povezovalne plasti usmerjevalnika, ki povzroči preusmeritev. Velikost te glave je omejena, da ne preseže skupne dovoljene dolžine sporočila, torej mora biti krajša od 1280 oktetov.

Zgradpa sporočila “preusmeru”

Konfiguracija DNS

Temeljni mehanizem za samodejno konfiguracijo naslovov brez stanj ne podpira konfiguracijo naslovov strežnikov DNS. To slabost odpravlja priporočilo RFC 6106, ki sporočilom RA namenjemin DNS, določa dve novi opciji

- RDNSS (Recursive DNS Server) – ta opcija vsebuje en ali več IPv6 naslovov rekurzivnih strežnikov DNS

- DNSSL (DNS Search List) – ta opcija vsebuje eno ali več imen domen predpon DNS. Princip temelji na progresivnem iskanju in dodajanju imen iz isklanega seznama, če ime domene ni določena absolutno. Taka imena domen imajo na koncu piko.

PRIMER

Na primer, iskalni seznam vsebuje vpis cvut.cz. Na spletno stran www.cvut.cz lahko iz gostitelja dostopimo že z odtipkanjem www. V tem primeru gostitelj najprej poskusi najti v strežniku DNS naslov za for www. Če ne uspe, bo postopek ponovil s predpono, ki jo dobi v seznamu. Na ta način bo našel IP naslov za www.cvut.cz.

Vsi naslovi imajo enako življensko dobo. Ko je zaželjeno imeti različne življenske dobe, uporabimo več opcij za DNS. Priporočena življenska doba je v območju največjega interval med dvema sporočiloma RA do dvojne vrednosti tega interval. Življenska doba z vrednostjo nič ima posebni pomen. Pri njej gostitel pri sebi zbriše pripadajoči naslov DNS.

Ko gostitelj IPv6 prejme sporočilo RA z opcijami za DNS, preveri njihovo veljavnost. Če opcije veljajo, mora gostitelj glede na vsebino sporočila RA prekopirati, posodobiti ali izbrisati vrednosti opcij, ki so zapisana v skladiščih DNS in Tolmač (Resolver). V nasprotnem primeru mora gostitelj zavreči opcije. Priporočeno število naslovov DNS je tri. Ko je število naslovov DNS zadostno, novi naslovi zamenjajo tiste stare, katerim se prvo iztekla življenjska doba.

V primeru, ko so DNS opciji RDNSS and DNSSL dobljene iz več virov kot sta na primer RA in DHCPv6, mora gostitelj IPv6 obdražti nekatere opvije iz vseh virov.

8 DHCPv6

8.1 Osnove DHCPv6

ZAPISEK

Protokol DHCP, Domain Host Configuration Protocol, temelji na storitvah strežnik-odjemalec, zagotovlja vse potrebne parameter za konfiguracijo računalniškega omrežja v času njegovega “življenja” (na primer, naslove brez mask, naslov DNS strežnika itd.).

- DHCPv6 deluje tako v načinu brez stanja kot v načinu s polnimi stanji. Pri načinu s polnimi stanji (statefull) odjemalcem ponuja naslov in druge omrežne parametre, kot sta NTP ali naslov strežnka DNS. DHCPv6 vozlišče pozna vse dodeljene naslove, vsakega odjemalca postreže posebej glede na DUID (DHCP Unique Identifier).

- Način delovanja brez stanj (Stateless mode) se uporablja, ko naslove zagotovi storitev brez stanj (SLAAC: Stateless Address Auto-Configuration) in se storitve DHCPv6 uporabijo le za dostavo parametrove, ki jih storitev brez stanj ne zagotovi. Zato sporočilo RA (Router Advertisement) vsebuje zastavico “O” (other), ki odjemalcem posreduje navodilo, da se naj pozanimajo za DHCPv6. Če v sporočilu RA ni opcije RDNSS (Recursive DNS Server), potem odjemalec lahko preveri, ali je DHCPv6 na voljo ne glede na to, ali je zastavica O postavljena ali ne (vidi RFC 4339).

8.2 Komponente DHCPv6

Postopek DHCPv6 se odvija med tremi komponentami:

- Odjemalec – končna točka, ki želi pridobiti informacije

- Sterežnik – ponuja informacije

- Relejna naprava (Relay) – uredi povezavo med odjemalcem in strežnikom, ko se ta nahajata vsak v drugem omrežju.

Za strežnik ali relejno napravo se uporablja skupno ime Agent.

ZAPISEK

Agent je tisti, ki zagotovi odziv DHCP (bodisi samostojno ali s posredovanjem) in se nahaja v lokalnem omrežju

KOmponente DHCPv6

8.3 Identifikacija DHCPv6

V procesu DHCP ima pomembno vlogo identifikacija odjemalcev in strežnikov.

Prejšna verzija (DHCP for IPv4) za edinstveni identifikator odjemalca uporablja MAC naslov vmesnika. V DHCPv6 sta dodana dva nova identifikatorja odjemalca:

- DUID (DHCP Unique IDentificator)

- IA (Identity Association)

Identifikator DUID se samodejno ustvari pri prvem zagonu operacijskega sistema v soglasju s povezovalno plastjo ali povezovalno plastjo + zagonskim časom. Pri večini izvedb je običajno privzeta druga možnost. To povzroča težave, saj administrator omrežja novim vozliščem v omrežju ne more določiti DUID pred njihovo prvo povezavo z omrežjem, hkrati pa se ta spreminja pri vsaki novi instalaciji operacijskega sistema. Vsak odjemalec ali strežnik ima le en svoj DUID.

Identifikator IA se tipično dodeli zbirki konfiguracijskih informacij vmesnika, ki ima edinstveni identifikator (IAID).

ZAPISEK

Odjemalec je s svojim DUID enolično določen, v odjemalčevem vmesniku se nato razloči z IA.

8.4 Dijalog v delovanju DHCPv6

Osnovne faze dialoga DHCPv6 se v primerjavi s predhodnikom niso mnogo spremenile. KOnfiguracija DHCPv6 se izvede v štirih korakih:

- Izbira (solicit) – ojemalec išče “prijateljski” strežnik. Ker odjemalci ničesar ne vedo o omrežju, vanj pošljejo zahtevo s skupinskim naslovom (DHCP storitve). Ta zahteva vsebuje vse njegove identifikatorje (DUID in IAID).

- Obveščanje (Advertise) – strežnik DHCP, ki je pripravljen odjemalcu poslati parametre, lahko se na sporočilo “izbira” odzove z obvestilom, s katerim sporoči, da je odjemalcu na voljo s svojimi storitvami (običajno je na voljo en strežnik, lahko pa jih je več).

- Zahteva (Request) – odjemalec izbere ponudbo, zakatero meni, da je najboljša, in ustrezno strežnik pošlje zahtevek za dodelitev ponujenih parametrov.

- Odgovor (Replay) – Celoten postopek se konča, ko strežnik odjemalcu pošilje potrditev, s katerim sporoči odjemalcu, da mu je (dejansko) dodelil parametre.

Postopek DHCPv6

Skupinaki naslova v DHCP postopku sta:

- FF02::1:2    vsi agenti in storitve DHCPv6

- FF05::1:3    vsi strežniki DHCPv6

8.5 Življenski cikl DHCPv6, varnost

Življenski cikl naslovov

Naslovi so dodeljeni le za omejeno časovno obdobje.

ZAPISEK

Odjemalec mora zaprositi za podalšanje veljavnosti naslovov pred potem iztekom njihovega časovnega obdobja.

Dialog DHCPv6 običajno začne odjemalec, vendar se tudi zgodi, ko mora z dialogom začeti strežnik DHCPv6. Na primer, pri spremembi parametrov omrežja, mora strežnik odjemalce prilagoditi novim razmeram.

Varnost

Odjemalci so lahko žrtve napadov storitev lažnih strežnikov DHCPv6. Dogi se tudi, da so pravi strežniki narobe nastavljeni zaradi nehotenega zagona. Ena od obramb pred tem je avtentikacija vira in vsebine sporočil.

Odjemalci, ki želijo preveriti istovetnost komunikacije z DHCPv6, vključijo v začetno (solicite) sporočilo opcijo Avtentikacija. Na tako sporočilo se strežnik mora odzvati z obvestilom, v katerega vključi tudi opcijo Avtentikacija. S to opcijo potrdi svojo istovetnost in potrdi, da je vsebina sporočila ni spremenjena.

9 Imenik domen

9.1 Sistem imenika domen

Že za prva računalniška omrežja so razvili sistem simboličnega poimenovanja računalnikov in storitev, ki uporabnikom olajša njihovo naslavljanje. Ta system so poimenovali Domain Name System (DNS). Njegova naloga je prevajanje imen domen v IP naslove. Na DNS je v bistvu porazdeljeni hierarhično urejeni imenik. Njegovo funkcijo izvajajo protokoli DNS v strežniki DNS. Pravila za oblikovanje domen in njihovih imen, kot tudi mehanizme za medsebojno prevajanje domenskih imen in IP naslovov, so del sistema DNS. Pravila oziroma protocol DNS določa priporočilo RFC 1035.

Razlike med IPv4 in IPv6 zahtevajo spremembe in prilagoditve obstoječega DNS. Proces prilagajanja in standardizacije DNS za IPv6 je dolgotrajen in kompleksen proces. Trenutne stanje DNS rešuje naslednja problema:

- Shranjevanje IPv6 naslovov v DNS. Trenutno veljavni postopek opisuje priporočilo RFC 3596.

- Komunikacijo med strežnikom DNS in gostiteljem s protokolom IPv6. Ta komunikacijo je stvar implementacije strežnika DNS, zato je tudi stvar njegove administracije

Ti težavi sta precej neodvisni. Gostitelj lahko komunicira s strežnikom DNS preko IPv4 in izmenjavo informacij o IPv6 in obratno.

Obstaja več informativnih RFC dokumentov, ki se ukvarjajo z vprašanji soobstoja IPv6 in DNS. Na primer, RFC 3901 opisuje rekurzivne strežnike v lokalnih omrežjih. Ti rešujejo DNS poizvedbe lokalnih gostiteljev. RFC 4074 opisuje možne napake stanj DNS strežnikov pri sprejemu poizvedbo za zapis tipa AAAA. V RFC 4472 je opis problema kompleksnosti sobstoja IPv6 in DNS. Pri tem se ukvarja predvsem z vprašanji, kot sta: "Kakšen IPv6 naslov naj boa li ne sme biti vpisan v DNS?" in "Kateri komunikacijski protocol uporabljati, če računalnik lahko uporablja tako IPv4 kot IPv6?”. Odgovora na ti vprašanji sta na kratko povzeta v nadaljevanju.

9.2 Naslovi IPv6 in DNS

Naslovi IPv6 so shranjeni v DNS na enak način kot so naslovi IPv4. Odjemalec za njihov dostop lahko uporabi enega od naslednjih načinov poizvedovanja:

- Standardno poizvedovanje v DNS

- Inverzno poizvedovanje v DNS

Standardno poizvedovanje v DNS

Za poizvedovanje v DNS so uvedli nov tip zapisa, ki ga imenujemo AAAA zapis (AAAA record).. NJegovo ime izhaja iz dolžine naslova IPv6, ki je štirikrat večja od dolžine naslovov IPv4. Pri IPv4 pri poizvedbah v DNS uporabljamo tip A zapis (A record).

PRIMER

Če ima na primer računalnik host.cvut.cz naslov 2001:718:8 DE: 128:3201: A1FF: FE67: 12, se bo naslednji vnos vključil v consko datoteko za domeno cvut.cz:

Vpis Entry

Potem lahko conska datoteka domene cvut.cz, v katerem je avtoritativni imenski strežnik in računalnik, izgleda tako:

Conska datoteka

Ko omrežje uporablja več predpon, imajo računalniki običajno več naslovov IPv6. V tem primeru mora imeti vsak naslov IPv6 v strežniku DNS ustrezno evidenco AAAA v conski datoteki.

Inverzno poizvedovanje v DNS

Inverzno poivedovanje DNS uporabljamo pri pridobivanju domenskega imena za znani naslov IPv6. Zapis PTR (Pointer record), ki je eden od 35 tipov zapisiv v DNS (od the zapisov smo že zapisali A in AAAA; ves seznam zapisov najdemo na http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_DNS_record_types) uporabljamo v primeru komunikacije preko IPv4. Inverzno poizvedovanje v DNS poteka z obratnim zaporedjem šestnajstiških števk naslova IPv6, ki imjo ns kocu je povezana domena ip6.arpa. Pri tem mora biti naslov IPv6 kompletni, torej ne v skrajšanem zapisu – vsebovat mora vse ničle. Inverzne poizvedne v DNS za prej omenjeni naslov 2001:718:8 DE: 128:3201: A1FF: FE67: 12 tako ima obliko:

Inverse DNS Query

Pri inverznem poizvedovanju v DNS je predpona, zaradi obratnega vrstnega reda znakov, ki je potrebna za izvedbo porazdeljenega upravljanja inverznih domen, na koncu.

PRIMER

Predpona omrežja Češke Tehniške Univerze (CTU) je 2001:718:8DE::/48. Strežnik DNS v omrežju CTU zanjo vodi inverzno domeno E.D.8.0.8.1.7.0.1.0.0.2.ip6.arpa. V consko datoteko te inverzne domene bo vklučil naslednji vpis:

Vpis v inverzno domeno

Potem bo conska datoteka iverzne domene, ki pripada cvut.cz domeni, izgleda takole:

Conska datoteka inverzne domene

9.3 Vsebine conske domene

Vsak vmesnik vozlišča ima več IPv6 naslovov, ki so namenjena različnim področjem uporabe in imajo različno življenjsko dobo. Zaradi tega se je pojavilo vprašanje: "Katere naslove IPv6 je potrebno vpisati consko datoteko?" Zagoto so med temi naslovi vsi individualni globalni naslovi z dolgo življensko dobo, ki jih uporabljamo pri prehodnih. Nasprotno, naslovi lokalnih povezave, naključni ustvarjeni naslovi s kratko življensko dobo, ki se uporabljajo, ki se uporabljajo za zasebne namene, ne smejo biti vpisani v consko datoteko.

Za druge naslove IPv6, zlasti tiste, ki so avtomatsko dodeljeni, tako brez stanja ali s stanjem, ne obstajajo splošna priporočila o vpisovanju v conske datoteke. Ker imajo ti naslovi večinoma kratko življenjsko dobo,bu bjihovo vključevanje v consko datoteko zahtevalo (pogosto) dinamično osveževanje DNS.

Naslednje vprašanje, ki pri tem nastane je, ko računalnik komunicira po dveh protokolih: “Katere tipe naslovov računalnik uporablja?” V takih primerih imamo dve temeljni možnosti:

- Uporabimo isto ime domene pri obeh vrstah naslovov (za IPv4 in za IPv6)

- Za vsako vrsto naslovov uporabimo svojo domeno

Skupno ime domene

PRIMER

Če ima računalnik v host.cvut.cz IPv4 naslov 192.168.121.57 in IPv6 naslov 2001:718:8 DE: 128:3201: A1FF: FE67: 12, potem bodo v consko datoteko cvut.cz vključeni naslednji vpisi:

Perimer vpisov v isto consko datoteko

Če določeni računalnik, na primer pc, želi komunicirati z računalnikom host.cvut.cz, strežnik DNS pošlje pc oba naslova. Ta izmed njiju izbere tistega, ki temelji na uporabljanem komunikacijskem protokolu. V primeru pc komunicira z obema protokoloma, bo v prednosti protocol IPv6, saj je ta trenutni operacijski sistem host.cvut.cz daje rednost IPv6.

ZAPISEK

Ta način delovanja še ni povsem zanesljiv, saj je še malo naprav s protokolom IPv6. Če povezava preko IPv6 ne uspe, se za komunikacije TCP uporabi povezava preko IPv4. TCP protokol vsebuje mehanizme za zagotavljanje zanesljivih podatkov. Z njimi lahko odkrijemo, da omrežje Pv6 ne deluje. Interval, v katrem lahko TCP odkrije napako v IPv& je lahko dolg do nekaj minut. Če namesto TCP uporabljamo UDP pakete, se povezava med komunicirajočima entitetama ne vzpostavi, zato napak v delovanje IPv6 ne more odkriti.

Različna imena domen

V primeru različnih imen domen, ponavadi določimo poddomeno (običajno jih imenujemo ip6 ali ipv6), v katero vključimo naslove IPv6. Iz imena poddomene lahko takoj ugotovimo, kateri komunikacijski protocol se uporablja.

PRIMER

Potem conska datoteka računalnika host.cvut.cz mora vsebovati naslednje vpise:

Primer vpisov v različne imene domen

ZAPISEK

Različna imena domen so začasna rešitev za obdobje, dokler IPv6 ne bo povsod dosegljiv.

10 Mobilnost naprav v IPv6

10.1 Podpora IPv6 mobilnosti

IPv6 omogoča, da so naprave dosegljive v omrežju tudi v primerih, ko se seli po omrežju. Omrežje te naprave prepozna po njihovih domačih naslovih, ne glede na to, kje so trenutno priključenene na internet. V času, ko so naprave izven svojega “doma”, se pridružijo skrbi za naslove (care-of address), ki skrbi za informacije o trenutni lokaciji mobilne naprave. Zato se lahko IPv6 pakete, ki so naslovljeni na domači naslov mobilne naprave transparentno preusmerjeni na mehanizem skrbi za naslove. Protokol IPv6 omogoča napravam, da shranijo v predpomnilnik povezavo med domačim naslovom in naslovom v skrbi za naslove. Tako lahko naprave mobilnim vozliščem pošiljajo vse pakete neposredno na naslove v skrbi za naslove.

ZAPISEK

Vse naprave z IPv6, tako mobilne kot nemobilne, lahko komunicirajo z mobilnimi napravami.

10.2 Osnove mobilnosti

ZAPISEK

Tudi mobilne naprave so nekje doma.

Doma omrežno mobilno napravo registriramo z njenim domačim naslovom: HA (Home Address), ki je stalen in povezan z zapisom v domenskem strežniku DNS. Mobilna naprava vzpostavi tudi domačega agenta (Home Agent), ki shrani podatke o mobilnih napravah, katerih stalni naslovi so v omrežju domačega agenta.

Ko je mobilna naprava izven domačega omrežja, uporablja začasni naslov skrb za naslove: CoA, care-of address, ki pripada gostujočemu omrežju (omrežju, na katerega se prikluči). Če gostujoče omrežje nima tujega agenta (Foreign Agent), mora mobilno vozlišče samo poskrbeti za Oglaševanje svojega začasnega naslova.

Osnovni scenarij mobilnosti IPv6

ZAPISEK

Mobilnost v IPv6 določa, kako se mobilna naprava prijavi s svojim domačim agentom (HA) in kako HA usmerja datagrame k mobilni napravi skozi tunel med domačim in tujim agentom.

10.3 Vezi

Relacijo med domačim naslovom mobilne naprave in naslovom CoA imenujemo vez (binding) mobilne naprave. Ko je izven doma, mobilna nqaprava svoj CoA naslov registrira v usmerjevalniku in zahteva, da ta usmerjevalnik deluje kot domači agent mobilne naprave- Mobilna naprava naredi registracijo vezi s sporočilom Binding Update ki ga pošlje domačemu agentu. Ta se odzove s sporočilom Binding Acknowledgement.

Vezi mobilnosti

10.4 Scenariji usmerjanja

Med mobilno in njej soležno napravo sta možna dva načina komunikacije.

- Dvosmerno tuneliranje – na voljo je tudi ko mobilna naprava ne registrira svoje trenutne veze s soležno napravo

- Pakete iz soležne naprave usmerja domači agent. Skozi tunel jih pošlje mobilni napravi.

- Pakete k soležni napravi najprejpotujejo skozi tunel k domačemu agentu, (reverzno tuneliranje), nakar se normalno usmerijajo iz domačega omrežja k soležni napravi.

- Optimirano usmerjanje – zahteva, da mobilna naprava registrira svojo trenutno vezo v soležni napravi.

- Pakete iz soležne naprave se usmerijo direktno k CoA naslovu mobilne naprave.

- Pri pošiljanju paketov h katerikoli IPv6 destinaciji, soležna naprava naslove prejemnikov paketa preveri (svoje) vezi shranjene v predpomnilniku. Če najde vezi naslovov prejemnikov, naprava uporabi raširitveno usmerjevalno glavo v IPv6 in usmeri paket mobilne naprave z CoA naslovom, ki je označen s to vezjo.

Routing Scenarios for IPv6 Mobility

11 Mehanizmi prehoda iz IPv4 na IPv6

11.1 Pregled prehodnih mehanizmov

Prehod iz IPv4 na IPv6 ni trenutni process. Zanj obstaja več prehodnih mehanizmov , ki omogočajo hkratno delovanje obeh protokolov. Te mehanizme lahko razdelimo v tri skupine:

- Dual Stack – naprava ima instalirana dva protokola, ki omogočata komunikacijo med IPv4 in IPv6 svetom. Če je to potrebno, sodelovanje obeh protokolov poteka do aplikacijske plasti. Relevantna aplikacija zbira podatke, ki prispejo po enem protokolu, jih prilagodi glede na svoje lastnosti in možne konfiguracije ter jih pošlje ciljni aplikaciji z drugim protokolom. Ta pristop ni idealen, saj omogoča obstoj IPv4 tudi v prihodnosti. Vendar je podlaga za preostale mehanizme, saj tudi ti v nekaterih napravah zahtevajo podporo obeh protokolov.

- Tuneliranje – tuneli se uporabljajo a povezavo dveh omrežij IPv6 preko omrežja IPv4. V tem primeru se datagrami v prehodu iz enega IPv6 omrežja v omrežje IPv4 vgnezdijo v datagram IPv4, prenesejo preko omrežja IPv4 in na prehodu v omrežje IPv6 izluščijo nazaj v originalni datagram.

- Prevajalniki – prevedejo datagram IPv6 v datagram IPv4 in nazaj.

Spodnja tabela vsebuje kratek seznam mehanizmov prehajanja in priporočil RFC,, kjer so ti mehanizmi podrobneje opisani.

Seznam mehanizmov prehajanja

Tuneliranje

Prevajanje

Tunelski strežnik/posrednik

RFC 3053

Prevajanje brez stanja IP/ICMP: SIIT

RFC 6145

6to4

RFC 3056

NAT64

RFC 6146

6rd

RFC 5569

TRT

RFC 3142

6over4

RFC 2529

BIH

draft

ISATAP

RFC 5214

SOCKS64

RFC 3089

Teredo

RFC 4380

Dvojna preprosta kopica

RFC 6333

Splošni princip tuneliranja in prehajanja opisujemo v naslednjem razdelku.

11.2 Tuneliranje

Splošni princip tuneliranja pruikazuije spodnja slika.

Tuneliranje

Vsak tunel ima ponavadi dva konca in vsak konec ima svoj IP naslov. Če naprava na enem koncu tunela odloči, da se mora datagram IPv6 poslati skozi tunel, naprava ta datagram v novi, IPv4 datagram. Odločitev o tem naredi na osnovi usmerjevalne tabele ali posebnega naslova cilja v IPv6 datagramu. Naslov prejemnika novega IPv4 datagrama je IPv4 naslov nasprotnega koncu tunela, naslov pošiljatelja pa IPv4 naslov drugega konca tunela. Naprava v glavi IPv4 datagrama v polje “tip protokola” vstavi tudi vrednost 41, ki 41 pomeni tuneliranje IPv6 datagrama.

Po vstavljanju IPv6 datagrama v IPv4 dataggram se novi datagram pošlje kot običajni IPv4 datagram. Glede na tip protokola 41 naprave na drugem koncu predorov zvedo, da sprejeti datagram vsebuje (tunelirani) IPv6 datagram. Tega razpakira v IPv6 datagram in ga pošlje naprej skladno z vpisanim naslovom prejemnika v IPv6 datagramu in svoje usmerjevalniške tabele. Prehod datagrama IPv6 skozi tunel se šteje kot ena etapa v smislu IPv6 na poti datagrama. Zato naprava na drugem koncu tunela zmanjša vrednost v polju “število etap” v glavi datagrama IPv6 za ena.

V primeru IPv4 in IPv6 obstajata dva načina tuneliranja:

- Ročno – tunele konfigurira administrator. Podroben opis tega postopka opisuje priporočilo RFC 4213.

- Avtomatsko – ti tuneli se oblikujejo na osnovi informacioj, ki jih vsebujejo IP naslovi. Ta postopek je podrobneje opisan v priporočilu RFC 2893.

11.3 Prevajalniki

Splošna pravila prevajanja glav datagramov opisujeta priporočili RFC 2765 (brez stanja IP/ICMP: SIIT) in RFC 6145 (Algoritem IP / ICMP prevajanja). Na splošno ta pravila uporabljajo vsi prevajalniki, vendar in so pravila zelo omejene saj ne podpirajo razširitev, kot so opcije v IPv4 ali razširitvene glave v IPv6. Zaradi tega prevajalniki pri porevajanju izpustijo razširitve glav.

Prevajalniki prevedejo vsak datagram zase, brez ozira na predhodne datagramea in brez hranjenja podatkovne podatkov o strukturi podatkov z informacijami o predhodnemi ali sedanjem status potekajoče komunikacije. Prehod datagramov skozi SIIT (Stateless IP/ICMP Translation) prikazuje spodnja slika.

Prehajanje datagramov skozi prevajalnik SIIT

Del prevajanja je tudi preslikava naslovov. V njej se naslovi IPv6 pretvorijo v naslove IPv4 in obratno. Pri tem se uporabljajo vgrajeni naslovi Pv4, ki so trenutno v uporabi. Zanje je v IPv6 naslovih rezervirana 96-bitna predpona. Ta je lahko univerzalna predpona 64: FF9B :: / 96 ali predpona, ki jo določi lokalni ponudnik internetnih storitev (ISP). Tem predponam sledi IPv4 naslov. Zgradba vgrajenih IPv4 naslovov opisuje priporočilo RFC 6052.

Preslikava IPv4 naslovov v IPv6 naslove se lahko vrši brez stanj. To pomeni, da se naslovu IPv4 za IPv6 predpono. V drugačnih primerih preslikava ni tako preprosta. V njej se najpogosteje uporablja dinamična preslikava IPv6 naslovov v IPv 4 naslove, ki je podobna preslikavam v NAT (Network Address Translation).