каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г.1 Протокол IPv6

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 2 1.Введение В конце 1992 года сообщество Интернет для решения проблем адресного пространства и ряда смежных задач приняло новый протокол IPv6 с IP-адресами в 128 бит вместо 32 для IPv4. Внедрение этого нового протокола представляет отдельную серьезную проблему, так как этот процесс не предполагает замены всего программного обеспечения во всем мире одновременно. IPv6 представляет собой новую версию протокола Интернет (RFC- 1883), являющуюся преемницей версии 4 (IPv4; RFC-791). Изменения IPv6 по отношению к IPv4 можно поделить на следующие группы:

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 3 a. Расширение адресации b.Спецификация формата заголовков c.Улучшенная поддержка расширений и опций d.Возможность пометки потоков данных e.Идентификация и защита частных обменов

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Формат заголовка IPv6 Версия - 4-битный код номера версии Интернет протокола (версия Интернет протокола для IPv6= 6) Приор. - 4-битный код приоритета Метка потока - 24-битный код метки потока (для мультимедиа) Размер поля данных - 16-битовое число без знака. Несет в себе код длины поля данных в октетах, которое следует сразу после заголовка пакета. Если код равен нулю, то длина поля данных записана в поле данных jumbo, которое в свою очередь хранится в зоне опций. Следующий заголовок - 8-битовый разделитель. Идентифицирует тип заголовка, который следует непосредственно за IPv6 заголовком. Использует те же значения, что и протокол IPv4 [RFC- 1700]. Предельное число шагов - 8-битовое целое число без знака. Уменьшается на 1 в каждом узле, через который проходит пакет. При предельном числе шагов, равном нулю, пакет удаляется. Адрес отправителя битовый адрес отправителя пакета. Адрес получателя битовый адрес получателя пакета (возможно не конечный получатель, если присутствует маршрутный заголовок).

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 5 Рис.1. Формат заголовка пакета IPv6.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г IP версия 6 архитектуры адресации Существует три типа адресов: unicast:Идентификатор одиночного интерфейса. Пакет, посланный по уникастному адресу, доставляется интерфейсу, указанному в адресе. anycast:Идентификатор набора интерфейсов (принадлежащих разным узлам). Пакет, посланный по эникастному адресу, доставляется одному из интерфейсов, указанному в адресе (ближайший, в соответствии с мерой, определенной протоколом маршрутизации). multicast:Идентификатор набора интерфейсов (обычно принадлежащих разным узлам). Пакет, посланный по мультикастинг-адресу, доставляется всем интерфейсам, заданным этим адресом.В IPv6 не существует широковещательных адресов, их функции переданы мультикастинг-адресам. В IPv6, все нули и все единицы являются допустимыми кодами для любых полей, если не оговорено исключение.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Модель адресации IPv6 адреса всех типов ассоциируются с интерфейсами, а не узлами. Так как каждый интерфейс принадлежит только одному узлу, уникастный адрес интерфейса может идентифицировать узел. IPv6 уникастный адрес соотносится только с одним интерфейсом. Одному интерфейсу могут соответствовать много IPv6 адресов различного типа (уникастные, эникастные и мультикстные).

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Переход с IPv4 на IPv6 Как перевести на IPv6 Интернет, функционирующий НПО протоколу IPv4? Существует несколько способов. 1.Метод двойного стека.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 9 2.Тунеллизация.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Представление записи адресов (текстовое представление адресов) Существует три стандартные формы для представления ipv6 адресов в виде текстовых строк: 1. Основная форма имеет вид x:x:x:x:x:x:x:x, где 'x' шестнадцатеричные 16-битовые числа. Примеры: fedc:ba98:7654:3210:FEDC:BA98:7654: :0:0:0:8:800:200C:417A 2. Альтернативной формой записи, которая более удобна при работе с ipv4 и IPv6, является x:x:x:x:x:x:d.d.d.d, где 'x' шестнадцатеричные 16-битовые коды адреса, а 'd' десятичные 8-битовые, составляющие младшую часть адреса (стандартное IPv4 представление). Например: 0:0:0:0:0:0: :0:0:0:0:FFFF: или в сжатом виде: :: ::FFFF:

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Из-за метода записи некоторых типов IPv6 адресов, они часто содержат длинные последовательности нулевых бит. Для того чтобы сделать запись адресов, содержащих нулевые биты, более удобной, имеется специальный синтаксис для удаления лишних нулей. Использование записи "::" указывает на наличие групп из 16 нулевых бит. Комбинация "::" может появляться только при записи адреса. Последовательность "::" может также использоваться для удаления из записи начальных или завершающих нулей в адресе. Например: 1080:0:0:0:8:800:200c:417aуникаст адресff01:0:0:0:0:0:0:43мультикаст адрес0:0:0:0:0:0:0:1адрес обратной связи0:0:0:0:0:0:0:0неспецифицированный адрес Но можно следующим образом: 1080::8:800:200c:417aуникаст-адрес ff01::43мультикаст адрес ::1адрес обратной связи ::не специфицированный адрес

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Заголовки расширения IPv6 В IPv6, опционная информация уровня Интернет записывается в отдельных заголовках, которые могут быть помещены между IPv6 заголовком и заголовком верхнего уровня пакета. Существует небольшое число таких заголовков, каждый задается определенным значением кода поля следующий заголовок. Как показано в примерах ниже, IPv6 пакет может нести нуль, один, или более заголовков расширения, каждый задается предыдущим полем следующий заголовок:

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 13 Заголовки расширения не рассматриваются и не обрабатываются узлами по пути доставки. Содержимое и семантика каждого заголовка расширения определяет, следует или нет обрабатывать следующий заголовок. Если в результате обработки заголовка узлу необходимо перейти к следующему заголовку, а код поля следующий заголовок не распознается, необходимо игнорировать данный пакет и послать соответствующее сообщение ICMP (parameter problem message) отправителю пакета. Это сообщение должно содержать код ICMP = 2 ("unrecognized next header type encountered " – встретился нераспознаваемый тип следующего заголовка) и поле – указатель на не узнанное поле в пакете. Аналогичные действия следует предпринять, если узел встретил код следующего заголовка равный нулю в заголовке, отличном от IPv6-заголовка. Каждый заголовок расширения имеет длину кратную 8 октетам.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Маршрутный заголовок Заголовок маршрутизации используется отправителем, чтобы заставить пакет посетить один или более промежуточных узлов на пути к месту назначения. Эта функция схожа с опцией принудительной маршрутизации в протоколе IPv4. Заголовок маршрутизации идентифицируется кодом 43 поля следующий заголовок предыдущего заголовка и имеет формат: Следующий заголовок -битовый селектор. Определяет тип заголовка, который следует непосредственно за заголовком маршрутизации. Использует те же коды протоколов, что и IPv4 hdr ext len8 -битовое целое без знака. Длина заголовка маршрутизации выражается в 8 октетных блоках, и не включает в себя первые 8 октетов. Тип маршрутизации 8 -битовый идентификатор конкретного варианта Маршрутизации Оставшиеся сегменты 8-битовое число без знака. Число остающихся сегментов пути, т.e. число промежуточных узлов, которые должны быть посещены пакетом по пути к месту назначения Данные, зависящие от типа Поле переменной длины, формат зависит от кода поля тип маршрутизации, а длина определяется заголовком маршрутизации и кратна октетам.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 15 Если в процессе обработки входного пакета встретится заголовок маршрутизации с не узнанным полем тип маршрутизации, то поведение узла зависит от содержимого поля число оставшихся сегментов пути. Если число оставшихся сегментов пути равно нулю, узел должен проигнорировать заголовок маршрутизации и продолжить работу со следующим заголовком, чей тип указан в поле следующий заголовок заголовка маршрутизации. Если число оставшихся сегментов пути не равно нулю, узел должен выбросить пакет и послать сообщение ICMP (parameter problem, код 0) с указателем на поле не узнанного типа маршрутизации. Заголовок маршрутизации типа 0 имеет следующий формат :

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 16 Рис. Формат заголовка маршрутизации типа 0

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Заголовок фрагмента Следующий заголовок 8-битовый селектор. Идентифицирует тип Исходного заголовка фрагментируемой части исходного пакета. Использует те же коды протоколов, что и IPv4 [RFC-1700]. Резерв 8ббитовое резервное поле.Инициализируется нулем при передаче и игнорируется при приеме Fragment offset 13-битовое число без знака. Смещение в 8 октетном блоке, для данных, которые следуют за этим заголовком, началом отсчета является начало фрагментируемой части исходного пакета. Резерв (второй) 2-битовое резервное поле. Инициализируется нулем при передаче и игнорируется при приеме m флаг1 = есть еще фрагменты; 0 = последний Фрагмент Идентификация 32 бита

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Заголовок опций места назначения Заголовок опции места назначения используется для передачи опционной информации, которая должна анализироваться только узлом (узлами) назначения. Заголовок опции места назначения идентифицируется кодом поля следующий заголовок равным 60 предшествующего заголовка имеет формат: Следующий заголовок - 8-битовый селектор. Идентифицирует тип заголовка, который непосредственно следует за заголовком опций места назначения. Использует те же коды протокола, что и IPv4 Hdr Ext Len - 8-битовое целое без знака. Длина заголовка опций места назначения в 8-октетных блоках, исключая первые 8 октетов. Опции - поле переменной длины, кратное 8 октетам. Содержит одну или более TLV-закодированных опций.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Отсутствие следующего заголовка Код 59 в поле следующий заголовок IPv6 заголовка или любой другой заголовок расширения указывает, что за этим заголовком ничего не следует. Если поле длина данных заголовка IPv6 указывает на присутствие октетов после конца заголовка, содержащего код 59 в поле следующий заголовок, эти октеты должны быть проигнорированы и переданы без изменений при переадресации пакета.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Размер пакетов Протокол IPv6 требует, чтобы каждый канал в Интернет имел MTU = 576 октетов или более. Для каждого канала, который не способен обеспечить длину пакетов в 576 октетов должна быть обеспечена фрагментация/дефрагментация на уровне ниже IPv6.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Расширение DNS для поддержки IP-версии 6 (DNS Extensions to Support IP Version 6. S. Thomson. RFC-1886) Существующая поддержка записи адресов Интернет в DNS (Domain Name System) не может быть легко расширена для поддержки IPv6-адресов, так как приложение предполагает, что адресный запрос вернет только 32-битовый IPv4-адрес. Для того чтобы запоминать IPv6-адреса, определены следующие расширения: Определен новый тип ресурсной записи, для того чтобы установить соответствие между именами доменов и адресами IPv6. Определен новый домен, предназначенный для обработки запросов по новым адресам. Существующие запросы, которые выполняют выявление IPv4- адресов, переопределены для получения как IPv4, так и IPv6- адресов. Изменения выполнены так, чтобы быть совместимыми с имеющимся программным обеспечением. Существующая поддержка IPv4-адресов сохраняется. Переходное состояние осуществования IPv4 и IPv6-адресов обсуждается в.

каф.ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г Вывод Протокол Internet (IP) версии 6 (IPv6 или IPng) – это следующее поколение IP, значительно усовершенствованное по сравнению с IP версии 4 (IPv4). В IPv6 значительно увеличено адресное пространство в соответствии с ростом популярности сети Internet. IPv6 - новая версия протокола IPv4, поэтому в одной и той же сети могут применяться и старый, и новый стеки протоколов. В результате переход от IPv4 (32 разрядная адресация) к IPv6 (128-разрядная адресация) в любой сети может осуществляться постепенно.