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IPv6

C. PhamRESO-LIP/INRIAUniversité Lyon 1http://www.ens-lyon.fr/~cpham

basé sur les transparents de Mokhtari et Silic (DESS IIR 99-00)

Cours de C. Pham, Univ. Lyon 1

Pourquoi un nouveau protocole?

■ Problème de la taille de l ’Internet– épuisement des adresses IP– tables de routage énormes

■ Besoin d ’un protocole plus robuste, offrant plus de services que IPV4.

■ Qu ’est-ce qu ’apporte ce passage de IPV4->IPV6■ besoin d ’une évolution■ IPV4 devient insuffisant■ solution: proposer un nouveau protocole


Solution : IPV6

■ Adresse sur 16 bytes ( 128 bits )■ Est-ce trop??

– 1023 d ’adresses pour chaque mètre carré de la surface terrestre– la représentation s ’effectue par groupe de 16 bits sous la forme:

• 123 : FCBA : 1024 : AB23: 0 :0 : 24 : FEDC

■ autoconfiguration ( une partie de l ’adresse peut être l ’adresse MAC)

■ adressage hiérarchique– allocation des adresses


Autres caractéristiques (1)

■ Types d ’adresses (Unicast, Multicast, Anycast).■ En-tête simplifié ( 2 fois moins d ’informations )■ Extension d ’en-tête:

– options dans des en-têtes séparés– il s ’agit des en-têtes qui se situent entre l ’en-tête de la couche

transport et l ’en-tête d e IPV6– la limitation de l ’en-tête à 40 bytes est levé

■ MultiCast inclus de base:– «scope » -> un meilleur routage– Mbone n ’a plus besoin d ’exister

■ " Plug and Play" : autoconfiguration– prise en compte de la mobilité– création des serveurs d ’adresses (DHCP : Dynamic Host

Configuration Protocol)– changement d ’adresse plus facile


Autres caractéristiques (2)

■ Gestion de la Sécurité– confidentialité ( en option )– authentification– intégrité des données

■ " Etiquette de flot" :– Flux particuliers peuvent être prioritaires– Real Time Application– Quality of Service (QoS)

■ Routage optimisé :– SDRP ( Source Demand Routing Protocol )– IDRP (Inter Domain Routing Protocol )


L’En-Tête des datagrammes IPV6 et IPv4


Options de l’entête

■ Version : est 6 pour IPv6 ( sur 4 bits)■ Priorité ( sur 4 bits ) : les classes du traffic.■ Etiquette de flot: ( 24 bits ) indique les flux spéciaux■ Longueur de charge utile: longeur du paquet après

l ’en-tête■ En-tete suivant: indique le type d ’en-tête après celui

de IPv6■ Nombre max de sauts : limite la durée de vie du

paquet■ Adresse source: @ de l ’émetteur■ Adresse de destination: @ du recepteur


IPV6 : Options

■ Hop-by-Hop-Header : on examine sur chaque nœud le transport d ’information

■ End-to-End-Header : le destinataire d ’information exmine le transport d ’information

■ Routing Header : – on route à partir de la source– les nœuds qui doivent être visités – Revers Bit:

• on utilise l ’information de routage de retour ( si = 1)• le destinataire doit résoudre le routage


IPV6 : Options

■ Fragment Header:– possibilité d ’envoyer les paquets > MTU

• Max MTU : 1500 octets• Mini MTU : 576 octets

■ Privacy Header:– on peut chiffrer des données à protéger

■ Authentification Header:– authentification et intégrité des données


Adresses IPV6 et Allocation des adresses

■ Différents types d ’adresses:– Globales Unicast– Site Cast– Anycast– Link local

• Spéciales: ( loopback, IPV4 mappés, non spécifiée, compatibles IPV4)

■ Allocation initiale des adresses:– @compatibles IPV4, @Multicast – @à usage local, @Unicast ( pour les ISP )


Allocation des adresses

■ Pour les tests– sans connectivité à l ’extérieur ( @ link local )– avec connectivité à l ’extérieur ( G6Bone, 6Bone)

■ Adresses officielles– Début en T3 - 99

■ Pour les sites/labos/entreprises– il faut faire une demande au près d ’un prestataire IPV6

■ Pour la phase de démarrage on va utiliser le G6 à la place de Renater


Adresse LinkLocal

Adresse SiteLocal

Adresses Link Local et Site Local


Compatible IPV4

IPV4« mappée »

Passage de l ’adresse IPV4 à l ’adresse IPV6


AdresseNSAP

AdresseIPX

Adresses NSAP et IPX


Identifiant d ’interface (IID)

■ Dans le standard IEEE-802 l ’adresse MAC fait 48 bits■ EUI-64 étendu à 64 bits■ IID=EUI-64■ Exemple:

– l ’adresse MAC d ’une machine :• 00:B1:13:E1:AC:12 ( 48 bits )

– l ’adresse EUI-64:• 03B2 : 24FF : FEB1 : CA3D ( 64 bits )• 24 bits pour le code constructeur et 40 bits pour le no de série


Adresses IPV6: ENCORE !

■ Adresses spéciales:– loopback : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 1 équivalent à :: 1– non spécifiée: 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 équivalent à ::

■ représentation des adresses:– format compressé

• ex: AB01:0:0:0:0:0:0:30 équivalent à AB01::30 • adresse link local FE80::IID IID=@IEEE-802• adresse compatible IPV4 • ex: 0:0:0:0:0:0:0:192.168.13.21 devient ::192.168.13.21

– adresse IPV6 globale sur 16 octets.


Les Protocoles

■ IPV6 rajoute de nouvelles fonctionnalités :

■ Autoconfiguration– Stateless Address Autoconfiguration– DHCPv6 : Dynamic Host Configuration Protocol Path MTU

discovery (pMTU)

■ Router Renumbering (encore à l ’étude )■ Neighbor Discovery


Protocole : ND

■ Neighbor Discovery permet de:

– déterminer les adresses de niveau 2 des voisins– découvrir la présence des équipements– localiser les équipements de routage– maintenir l ’information d ’accessibilité vers les voisins

■ Fonctionnalités:

– router discovery– autoconfiguration, adresse resolution– Next Hop determination– Redirect,Neighbor Unreachability Discover...


ND suite

■ 5 types de paquets ICMP:

– RS (Router Solicitation)– RA ( Router Advertisement)

• annonce périodique de la présence d ’un routeur

– NS (Neighbor Solicitation)• permet de trouver l ’adresse de niveau 2 du voisin et son accessibilité

– NA (Neighbor Advertisement)• permet d’annoncer un changement d ’adresse et de répondre à NS

– Redirect• permet d’annonce le meilleur chemin


Auto-configuration


Path MTU Discovery

■ But:– trouver le MTU (taille maximale de l ’unité de transmission) minimal

sur un ensemble de liens entre la source et la destination.– Il s ’agit d ’une recherche automatique pour un chemin donné.

■ Comment?– Path MTU = link MTU pour atteindre le premier voisin ( first hop)– si sur le chemin on trouve un équipement qui vérifie link MTU <

path MTU alors on émet une message ICMPv6 « Packet size Toolarge »

– réduction de path MTU en utilisant les informations renvoyées par le paquet ICMPv6.


Qualité de Service

■ Il est nécessaire de différencier/garantir certains flux.

■ Utilisation des champs– champ priorité– champ « identifiant de flux »

■ Problèmes à résoudre – mise en œuvre dans les routeurs– correspondance avec QoS d ’ATM


Gestion, fonctionnalités et l ’adressage de la mobilité d ’IPv6

■ La mobilité permet le support de communications avec un mobile en routant soit:– Vers un point d ’attachement du mobile sur l ’Internet – Vers l ’adresse du mobile dans son sous-réseau mère

■ Les correspondants d ’un mobile doivent:– Disposer d ’une liaison dans leur cache des liaisons– Apprendre la position du mobile en traitant des options « Binding

Update »(BU), c’est la nouvelle option de la mobilité IPv6– effectuer le routage des paquets directement vers le mobile

(Routing Header)

■ L ’agent mère d ’un mobile doit:– Être un routeur dans le sous-réseaux mère du mobile– Intercepter les paquets dans le sous-réseaux mère – Tunneler (encapsulation IPv6) ces paquets directement au mobile

■ Un mobile en déplacement possède toujours une adresse temporaire (autoconfiguration)


La mobilité


Gestion des classes des liaisons

■ Un mobile envoie à chaque déplacement un BU:– Chaque BU inclut une durée de vie– Un mobile a une liste des récepteurs des BU envoyés– L ’adresse temporaire principale est celle envoyée dans la BU

destiné a l ’agent mère

■ Le format de l ’option BU:– Tout paquet qui inclut l ’option destination BU doit contenir un en-

tête d ’authentification

■ Le message Binding Acknowledge (BA)– Message d ’acquittement basé sur une extension d ’en-tête

Destination:• Envoyé seulement si le bit A est positionné dans le BU envoyé par le mobile • Utilisé un en-tête d ’authentification


Fonctionnalités des nœuds et des routeursIPv6

■ Dans la mobilité, certaines fonctionnalités sont présentés sur tout nœud IPv6 qui doit être capable de:– Recevoir et traiter des BU– Envoyer des BA – Maintenir un cache des liaisons – Et tout nœud mobile doit être capable de:

• effectuer la décapsulation IPv6• envoyer des BU, maintenir une liste de BU t de recevoir des BA

■ Chaque routeur IPv6 doit d ’utiliser une entrée du cache des liaisons pour en capsuler et propager un paquet


Fonctionnalités des nœuds et des routeursIPv6

■ Dans le sous-réseau mère d ’un mobile, un routeur au moins doit être capable d ’agir comme l ’agent mère

■ Un agent mère doit:

– Maintenir un registre contenant la liaison avec un mobile– Intercepter les paquets dans le sous-réseaux mère pour un mobile

dont il a la charge – Encapsuler ces paquets et les propager à l ’adresse temporaire du

mobile


Sécurité

■ La sécurité - RFC 2401-2411:– Ipv 4 et IPv6, Authentification, Intégrité, Confidentialité

■ La sécurité est indépendante des algorithmes de chiffrement– Champ SAID(Security Association Identifier): Type de clé, durée de

vie, algorithme,…

■ Administration des clés: séparée

■ Les fonctions de sécurité sont optionnelles et n ’affectent pas les autres utilisateurs


Sécurité

■ En-tete– Next Payload et Length(2 octets)– Reserved (2 octets)– SAID (4 octets)– Donnés d ’authenfication (n*4 octets)

■ Le calcul sur les donnés et les champs d ’en-têtes ne changent pas (hop count … exclus)

■ Par défaut:– MD5 (sur les stations IPv6 c ’est obligatoire)– utilisé en général entre stations origine et destinataire

■ ESP: Encapsulation Security Payload– intégrité et authentification


Sécurité

■ Chiffrement de toutes les parties du datagramme(données)

■ Ajout d ’en-têtes et chiffrement du reste: – En-têtes IPv6, ESP, autres sont en clairs– Donnés chiffrées (même pour les données initiaux)

■ Support d ’au moins :– DES(Data Encryption Standard) – CBC( Cipher-Block Chainnig)

■ Pas de protection contre l ’analyse de trafic■ Gestion des clés: entre utilisateurs/entre stations


Protocole de routage

■ Transposition de ceux d ’IPv6:– Protocoles intérieurs: RIPng, OSPFng– Protocoles extérieurs:

• IDRP: abandonne• BGP4+: version modifiée de BGP4 pour IPv4 adaptée au routage des

datagrammes IPv6 et à la gestion des routes Mulicast IPv6 (mBGP)

■ Objectifs d ’IPv6:– Évolution progressive des machines et des routeurs– Terminer la transition avant l ’épuisement des adresses IPv6

■ Problèmes:– Pas d ’opérateurs <=> Pas de transition (pas de clients)

■ Techniques de transition:– Double Pile logicielle (IPv6 et IPv6)– Encapsulation de IPv6 dans IPv4– Traduction IPv6 <=> IPv4


IPv6 <=> IPv4: Double Pile IP

■ Les équipements acheminent le trafic IPv4 et IPv6■ Il ne résout pas le problème de pénurie des adresses

IPv4■ Les applications compilées pour IPv6 (resp IPv4):

utilisent les adresses d ’IPv4 mappée (resp adresses d ’IPv6)

■ Allouer dynamiquement une adresse IPv4 à un équipement IPv6 s ’il y a communication avec l ’équipement IPv4


Le 6-bone

■ Réseau IPv6 expérimental construit au dessus de l ’Internet IPv4– lancé le 15 Juillet 1996 par trois sites (WIDE/IP, UNI-C/DK,G6/FR)– Aujourd’hui plus de 400 sites et 27 pays– Groupe de travail IETF « http://www.6bone.net »

■ Est en pré-déploiement de l ’Internet version 6■ Tunnels IPv4 pour interconnecter les nuages de

machines connectées en IPv6■ Problèmes du 6bone est le ROUTAGE

– Statique : route par défaut– Dynamique: RIPv6 , BGP4+

http://www.6bone.net


Le 6REN

■ REN sont des réseaux d ’éducation et de recherche qui doivent contribuer à IPv6:– Créer des réseaux de production IPv6 permettant d ’utiliser des

applications réelles– Le 6REN est une coordination de réseaux non un réseau de plus il

veut promouvoir un service IPv6 de niveau production

■ Début octobre 1998, Esnet a établit des « peerings » en IPv6 natif au dessus d ’ATM avec CAIRN– Internet 2/vBNS et CA*net2 et a lancé une initiative ouverte , le

6REN.

■ Les réseaux Éducation/Recherche d ’Australie et de Chine veulent fournir un service IPv6 en production à l ’échelle du pays – AARNET– CERNET


Le G6

■ G6 est un groupe français d ’expérimentation IPv6 crée en 1995 qui regroupe des académiques et des industriels:– CNRS, ENST, INRIA– Universités de Paris 7, Strasbourg…– Bull, Dassault électronique ,Eurocontrol…

■ Charte du G6:– Échanges d ’expérience– Diffusion d ’informations(Livre: IPv6, théorie et pratique,

http://www.urec.cnrs.fr/ipv6/, séminaires , email: [email protected]– Infrastructure de test (G6-bone)– Participation aux réunions RIPE(IPv6wg)&IETF


Conclusions sur IPv6

■ Le G6 est ouvert aux partages d ’expériences acquise sur le mise en œuvre et la supervision des protocoles IPv6

■ Les évolutions en cours (dans le cadre de Renater 2) permettent de commencer à expérimenter le trafic sur des liaisons natives (IPv6/ATM)

■ L ’acheminement du trafic IPv6 comme le trafic IPv4 actuel, sans distinction, sur tous les réseaux

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