IPv6

Emil Míček, xmicek@fi.muni.cz

Obsah

Motivace
IPv6 adresování
EUI-64 token formát adresy
Tunely nad IPv4
Konfigurace v gentoo
radvd
Projekt 6bone
Psaní aplikací kompatibilních s IPv6
Užitečné odkazy

Motivace

Internetový protokol verze 6 je standard síťové vrstvy používaný ke komunikaci elektronických zařízení přes paketové sítě. Je to nástupce IPv4. Hlavní rozdíly oproti IPv4:

IPv4 adresa je 32 bitová z čehoš vyplývá nedostatek IPv4 adres. IPv4 podporuje maximální počet 4.3 miliard adres. IPv6 adresa je 128 bitová a podporuje 3.4x10²⁸ adres.
Zjednodušená hlavička obsahuje pouze sedm políček (oproti 14 v IPv4), což urychluje spracování na routerech.
Podpora QoS
Podpora autentizace a šifrování

IPv6 adresování

Adresa IPv6 je dlouh8 128 bitů a zapisuje se jako sekvence osmi šestnáctibitových částí v hexadecimálním formátu oddělených tečkou. Úvodní nuly v jednotlivých částech adresy se vypouští, jedna sekvence nul se může nahradit dvěma dvojtečkami (::).
IPv6 adresa je typycky rozdělena na dvě části, 64 bitů tvoří adresa (pod)sítě, zbylých 64 bitů je adresa počítače, která je tvořena buď automaticky z MAC adresy, nebo je přiřazována sekvenčně.
Poslední 4 byty v adrese se mohou zapsat jako 4 čísla v desítkové soustavě oddělené tečkou. Tato notace se často používá u adres zajišťujících kompatibilitu s IPv4 (viz dále). Adresa ::ffff:1.2.3.4 je tedy totožná s adresou ::ffff:102:304.
Adresa sítě se zapisuje pomocí CIDR notace.
Speciální adresy:

::/128 - samé nuly, rovno jakékoliv adrese, použitelné pouze v softwaru.
::1/128 - loopback adresa.
::/96 - nulový prefix se používá pro adresy kompatibilní s IPv4
::ffff:0:0/96 - prefix pro adresy namapované z IPv4 na IPv6
fc00::/7 - unikátní unicastové adresy
fe80::/10 - lokální unicastové linkové adresy
fec0::/10 - lokální unicastové místní adresy
ff00::/8 - prefix pro multicastové adresy

Adresy v IPv6 se dělí na:

Unicast: adresuje právě jedno rozhraní.
Anycast: Adresuje několik počítačů, ale paket je doručen pouze jednomu (zpravidla nejbližšímu).
Multicast: adresuje více rozhraní.

Není broadcast: nahrazen multicastem na všechny počítače.

Typy IPv6 adres:

Link-local: Adresy z bloku fe80::/10, slouži pro komunikaci v rámci jednoho segmentu sítě (routery je nesměrují)
Site-local: Adresy z bloku fec0::/10, slouží ke komunikaci v rámci jedné sítě, routery by je neměly směrovat do internetu.

EUI-64

Při autokonfiguraci je 64bitová suffix adresy, určující adresu daného počítače určen z adresy rozhraní ve formátu EUI-64, tato adresa je buď přímo přidělena výrobcem k dané síťové kartě, nebo se určí z MAC adresy následovně: Doprostřed MAC adresy vložíme FFFE a negujeme 7. bit zleva.

Příklad

MAC adresa:
00:04:76:47:8e:81

Upravený EUI-64 formát adresy:
0204:76ff:fe47:8e81

Tunely nad IPv4

Aby se izolovaný počítač dokázal připojit k IPv6 síti, musí k tomu využít existující IPv4 infrastrukturu. Tento proces se nazývá tunelování, a podle způsobu, jakým se tunel vytváří se dělí na několik druhů.

Automatické tunelování - nejpoužívanější způsob: 6to4, jednotlivé konce tunelu jsou určeny automaticky pomocí routovací infrastruktury.
Konfigurované tunelování: Konce tunelu jsou určeny explicitně administrátorem, nebo službou zvanou tunnel broker.

Konfigurace v Gentoo

Zapnout podporu IPv6 v jádře

Device Drivers --->
Networking support --->
Networking options --->
  <*> The IPv6 protocol (EXPERIMENTAL)

Vytvoření 6to4 rozhraní

cd /etc/init.d/
ln -s net.lo net.6to4

Konfigurace v souboru /etc/conf.d/net

link_6to4="eth0"
config_6to4=( "ip6to4" )
depend_6to4() {
        need net.eth0
}

Ověření funkcionality:
```
/etc/init.d/net.6to4 start
ifconfig 6to4
```
Měli bychom mít 6to4 adresu začínající prefixem 2002:

radvd

radvd - router advertisment deamon - služba běžící na routeru, která zajišťuje autokonfiguraci jednotlivých ipv6 stanic v síti. Instalace v gentoo:

emerge radvd

upravit konfigurční soubor /etc/radvd/radvd.conf nastavují se v něm informace, z jakého rozmezí přidělovat jednotlivé adresy.
příklad:

interface eth1
{
        (Send advertisement messages to other hosts)
        AdvSendAdvert on;
        (Fragmentation is bad(tm))
        AdvLinkMTU 1280;
        MaxRtrAdvInterval 300;
        (IPv6 subnet prefix we've been assigned by our PoP)
        prefix 2001:470:1F00:296::/64
        {
                AdvOnLink on;
                AdvAutonomous on;
        };
};

spuštění služby, přidání do defaultního runlevelu:
```
/etc/init.d/radvd start
rc-update add radvd default
```

Projekt 6bone

6bone je síť poskytující prostor pro testování nového IPv6 protokolu. 6bone vznikla v dubnu 1996, začínala jako virtuální síť propojující jednotlívá IPv6 zařízení pomocí IPv4 tunelů, postupně začala přidávat nativní IPv6 části. Vrchol 6bone nastal v roce 2003, kdy propojovala cca 1000 sítí v 50 různých zemích.

Psaní aplikací kompatibilních s IPv6

Pro psaní aplikací kompatibilních s IPv6 je zapotřebí správně použít funkci getaddrinfo.

       int getaddrinfo(const char *node, const char *service,
                       const struct addrinfo *hints,
                       struct addrinfo **res);
                       
       struct addrinfo {
           int     ai_flags;
           int     ai_family; /* nastavit na PF_UNSPEC */
           int     ai_socktype;
           int     ai_protocol;
           size_t  ai_addrlen;
           struct sockaddr *ai_addr;
           char   *ai_canonname;
           struct addrinfo *ai_next;
       };