Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Содержание

Слайд 2

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Место протокола IPv6 в модели

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Место протокола IPv6 в модели OSI

и TCP/IP
Цели создания IPv6
Формат заголовка IPv6
Адреса IPv6
Внедрение IPv6

План

Слайд 3

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Место в моделях OSI и

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Место в моделях OSI и TCP/IP

Прикладной

Представления

Сеансовый

Транспортный

Сетевой

Физический

Прикладной

Транспортный

Интернет

Канальный

Сетевых

интерфейсов

Модель OSI

Модель TCP/IP

Слайд 4

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Сетевой уровень в TCP/IP Сетевых

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Сетевой уровень в TCP/IP

Сетевых интерфейсов

Сетевой

Транспортный

Прикладной

Ethernet

WiFi

DSL

IPv4

TCP

UDP

HTTP

SMTP

DNS

FTP

ICMP

ARP

DHCP

IPv6

Слайд 5

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 IPv6 (Internet Protocol version 6)

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

IPv6 (Internet Protocol version 6) —

протокол сетевого уровня стека TCP/IP
IPv6 используется для передачи данных на сетевом уровне
IPv6 — замена IPv4
IPv6 не совместим с IPv4
IPv6 совместим с другими протоколами стека TCP/IP: TCP, UDP, ICMP, DHCP, DNS и др.

Сетевой уровень в TCP/IP

Слайд 6

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Адресация миллиардов устройств в сети

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Адресация миллиардов устройств в сети (борьба

с нехваткой адресов в IPv4)
Упрощение протокола для ускорения работы маршрутизаторов
Обеспечение безопасности
Качество облуживания

Цели создания IPv6

Слайд 7

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Когда был создан IPv6?

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Когда был создан IPv6?

Слайд 8

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 1990 — проблемная группа проектирования

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

1990 — проблемная группа проектирования Интернета

IETF начала работу над новой версией протокола IP
1998 — IPv6 принят в качестве стандарта RFC 2460
IPv5:
Экспериментальный протокол потоковой передачи данных (Streaming Protocol), предложен в 1979 г.
Не использовался широко
Концепции IPv5 перешли в ATM и MPLS

Когда был создан IPv6

Слайд 9

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Формат заголовка IPv6 4 бита

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Формат заголовка IPv6

4 бита
Номер
версии

8 бит
Дифференцированное

обслуживание

16 бит
Метка потока

16 бит
Длина полезной нагрузки

8 бит
Максимальное число транзитных участков

8 бит
Следующий заголовок

16 байт
IPv6-адрес отправителя

Дополнительные заголовки
(не обязательно)

16 байт
IPv6-адрес получателя

Слайд 10

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Версия — номер версии протокола

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Версия — номер версии протокола IP:

6
Дифференцированное обслуживание — параметры качества обслуживания (перешло в IPv4)
Метка потока — сообщение об особенных требованиях к обработке
Маршрутизаторы смотрят на метку потока и обрабатывают пакеты по-разному
Аналог виртуальных каналов в MPLS
Метки должны быть настроены на всех маршрутизаторах заранее

Формат заголовка IPv6

Слайд 11

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Длина полезной нагрузки — размер

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Длина полезной нагрузки — размер данных

в IPv6 пакете (в IPv4 был размер всего пакета)
Следующий заголовок — использование дополнительных заголовков
Тип следующего необязательного заголовка
Последний тип заголовка — протокол транспортного уровня (TCP или UDP)
Максимальное число транзитных участков — максимальное число маршрутизаторов, после которого пакет отбрасывается (аналог TTL в IPv4)

Формат заголовка IPv6

Слайд 12

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Что исчезло по сравнению с IPv4?

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Что исчезло по сравнению с IPv4?

Слайд 13

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 В IPv6 отказались от контрольной

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

В IPv6 отказались от контрольной суммы

в заголовке
Аргументация:
Контрольную сумму необходимо пересчитывать на каждом маршрутизаторе — высокие накладные расходы
Каналы связи надежные — ошибок мало
Контрольные суммы рассчитываются на канальном и транспортном уровне: достаточно для обнаружения ошибок

Контрольная сумма

Слайд 14

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Маршрутизаторы IPv6 не выполняют фрагментацию

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Маршрутизаторы IPv6 не выполняют фрагментацию
Высокие накладные

расходы на маршрутизаторе
Фрагментацию выполняют хосты, которые отправляют данные
Как хост может узнать MTU в сети?

Фрагментация

Слайд 15

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Технология, позволяющая хосту определить MTU

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Технология, позволяющая хосту определить MTU
RFC 1191

— Path MTU Discovery (1990)
RFC 1981 — Path MTU Discovery for IPv6 (1996)
Маршрутизатор не фрагментирует IP пакет, а отбрасывает его и отправляет хосту ICMP сообщение:
ICMP — Тип 3 (Destination Unreachable), код 4 (fragmentation needed and DF set) + размер MTU
ICMPv6 — Тип 2 код 0 (Packet Too Big) + MTU
Хост отправляет новый пакет с меньшим размером MTU

Path MTU Discovery

Слайд 16

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Параметры маршрутизации Параметры получателя Маршрутизация

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Параметры маршрутизации
Параметры получателя
Маршрутизация
Фрагментация
Аутентификация
Шифрование

Дополнительные заголовки IPv6

Слайд 17

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Некоторые возможности IPv6 были внесены

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Некоторые возможности IPv6 были внесены в

IPv4
Качество обслуживания:
Поле «Тип сервиса» в заголовке IPv4 было заменено на «Дифференцированное обслуживание», как в IPv6
Безопасность:
Аутентификация и шифрование были перенесены в IPv4 в виде технологии IPSec (IP Security)

Влияние IPv6 на IPv4

Слайд 18

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Адресация — основное отличие IPv6

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Адресация — основное отличие IPv6 от

IPv4
IPv4 — размер адреса 4 байта
IPv6 — размер адреса 16 байт
Рассматриваемые варианты размера адреса
8 байт — первоначальное предложение разработчиков IPv6
20 байт — размер адреса в протоколе CLNP (протокол сетевого уровня в стеке OSI)
Адреса переменной длины
RFC 4291 (IP Version 6 Addressing Architecture)

Адресация в IPv6

Слайд 19

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Размер адреса IPv6 увеличился, старый

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Размер адреса IPv6 увеличился, старый формат

записи неудобен
Новый формат:
8 групп по четыре шестнадцатеричных цифры
8000:0000:0000:0000:0127:AB68:CD45:EF15

Форма представления IPv6 адреса

Слайд 20

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Адреса IPv6 часто содержат много

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Адреса IPv6 часто содержат много нулей,

поэтому разработано несколько форм сокращения
Ведущие нули в группе можно опустить
8000:0000:0000:0000:0127:AB68:CD45:EF15
8000:0000:0000:0000:127:AB68:CD45:EF15
Несколько подряд идущих групп нулей можно пропустить:
8000::127:AB68:CD45:EF15
Как сократить адрес:
8000:0000:0000:0127:0000:AB68:CD45:EF15

Сокращения IPv6 адреса

Слайд 21

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Адреса IPv6 часто содержат много

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Адреса IPv6 часто содержат много нулей,

поэтому разработано несколько форм сокращения
Ведущие нули в группе можно опустить
8000:0000:0000:0000:0127:AB68:CD45:EF15
8000:0000:0000:0000:127:AB68:CD45:EF15
Несколько подряд идущих групп нулей можно пропустить:
8000::127:AB68:CD45:EF15
Как сократить адрес:
8000:0000:0000:0127:0000:AB68:CD45:EF15
8000::127:0:AB68:CD45:EF15

Сокращения IPv6 адреса

Слайд 22

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Localhost ::1 (0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001) Адрес IPv4

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Localhost
::1 (0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001)
Адрес IPv4 в формате IPv6
Используется

на время переходного периода, когда применяются обе версии протокола
Два двоеточия и затем адрес в десятичном виде
::192.168.1.1

Специальные адреса IPv6

Слайд 23

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Структура адреса IPv6

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Структура адреса IPv6

Слайд 24

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Unicast Адреса хостов в сети

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Unicast
Адреса хостов в сети (данные

получает только один хост)
Multicast
Групповые адреса (данные получают все хосты в группе)
Anycast
Групповые адреса (данные получает только один хост в группе)
Нет широковещательных адресов
Можно использовать групповой адрес FF02::1

Типы адресов IPv6

Слайд 25

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Link local — адреса для

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Link local — адреса для передачи

данных в рамках одного сегмента сети (без маршрутизации)
Site local — адреса для передачи данных внутри организации (аналог Private адресов в IPv4).
Маршрутизируются в сети организации, но недоступны из Интернет
Global — глобальные адреса для работы в Интернет
В IPv6 интерфейс может иметь несколько адресов разных типов

Область действия IPv6 адресов

Слайд 26

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Используются внутри одного сегмента сети

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Используются внутри одного сегмента сети
Начинаются с

FE80::/10

Link local адреса

Слайд 27

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Используются внутри одной организации Начинаются

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Используются внутри одной организации
Начинаются с FС00::/7

(сейчас с FD00::/8)
Global ID выбирается для каждой организации по алгоритму из RFC 4193 (с высокой долей вероятности уникальный)

Site local адреса

Слайд 28

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Используются в Интернет Выделяются регистратором

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Используются в Интернет
Выделяются регистратором ICANN (не

должны дублироваться)
Сейчас выделяются из диапазона 2000::/3

Global адреса

Слайд 29

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Вручную DHCPv6 Автоматическая конфигурация Формирование

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Вручную
DHCPv6
Автоматическая конфигурация
Формирование Interface ID на основе

MAC-адреса —процесс EUI-64 (Extended Unique Identifier, 64 бита)
Получение от маршрутизатора Subnet ID и других параметров

Варианты назначения IPv6 адресов

Слайд 30

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Процесс EUI-64

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Процесс EUI-64

Слайд 31

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 В IPv6 хост может получить

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

В IPv6 хост может получить от

маршрутизатора следующие параметры:
Subnet ID, адрес шлюза, адрес DNS-сервера и т.д.
Механизм реализации:
Хост отправляет ICMPv6 запрос тип 133 код 0 (Router Solicitation) на групповой адрес FF02::2 (all routers)
Маршрутизатор, который получил запрос, отвечает ICMPv6 сообщением тип 134 код 0 (Router Advertisement) с параметрами сети
Маршрутизаторы периодически рассылают Unsolicited Router Advertisements на групповой адрес FF02::1 (all nodes)

Автоматическая конфигурация

Слайд 32

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 IPv4 и IPv6 не совместимы,

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

IPv4 и IPv6 не совместимы, необходим

явный переход на IPv6, заметный для пользователей Интернет
Не предполагается, что переход на IPv6 будет быстрым
Долгое время будут сосуществовать два протокола
Механизмы перехода
Dual Stack
Туннелирование
6to4
Teredo
Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol (ISATAP)

Переход на IPv6

Слайд 33

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 IPv6 World Launch 6 июня

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

IPv6 World Launch
6 июня 2012 г.
Компании

договорились об использовании IPv6 и внедрении его в свои продукты
Cisco, D-Link, Google, Facebook, Yahoo!, Microsoft и др.
http://www.worldipv6launch.org

Запуск IPv6 в мире

Слайд 34

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Статистика Google: обращение пользователей по IPv6 Внедрение IPv6

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Статистика Google: обращение пользователей по IPv6

Внедрение

IPv6
Слайд 35

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 IPv6 был стандартизован в 1998

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

IPv6 был стандартизован в 1998
IPv6 решает

насущную проблему — нехватка адресов IPv4
IPv6 поддерживается всем современным оборудованием, операционными системами и ПО
Протокол IPv6 проще, чем IPv4
Почему IPv6 до сих пор не вытеснил IPv4?

Проблемы внедрения IPv6

Слайд 36

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 IPv6 не совместим с IPv4

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

IPv6 не совместим с IPv4
Требуется полная

замена, заметная для пользователей
Для многих проблем IPv4 удалось найти решение (хотя бы временное)
Нехватка IPv4-адресов — NAT
Низкая безопасность — IPSec
Качество обслуживания — Дифференцированное обслуживание
Люди и организации не понимают, зачем переходить на IPv6

Проблемы внедрения IPv6

Слайд 37

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6 Место протокола IPv6 в модели

Сети и системы телекоммуникаций. Протокол IPv6

Место протокола IPv6 в модели OSI

и TCP/IP
Цели создания IPv6
Формат заголовка IPv6
Адреса IPv6
Внедрение IPv6

Итоги