1/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Protokol IPv6, část 2
2/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Obsah přednášky
Průzkum okolí
Objevování sousedů
Detekce dosažitelnosti
Objevování směrovačů
Autokonfigurace
Podpora mobility
Domácí agent
Komunikace přes domácího agenta
Optimalizace cesty
Závěrečné poznámky
3/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Průzkum okolí
ˇ angl. Neighborhood discovery (ND)
ˇ RFC 2461
ˇ Překlady mezi L2 a L3 adresami,
autokonfigurace, apod.
ˇ Ekvivalenty službám ARP, RARP, DHCP
v IPv4.
ˇ Složky ND
ˇ Zjišťování L2 adres uzlů v lokální síti a udržování
překladových tabulek
ˇ Kontrola dosažitelnosti sousedů.
ˇ Detekce duplicitních adres.
ˇ Hledání směrovačů.
ˇ Autokonfigurace ­ stavová a bezstavová
4/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Typu ICMP paketů pro ND
ˇ Neighbor solicitation (NS ­ výzva sousedovi)
ˇ Neighbor advertisment (NA ­ ohlášení souseda)
ˇ Router solicitation (RS ­ výzva směrovači)
ˇ Router advertisment (RA ­ ohlášení směrovače)
ˇ Redirect (přesměrování)
ˇ V případě, že směrovač zná kraší cestu než přes
sebe.
ˇ Podobné přesměrování v IPv4.
5/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Hledání linkových adres z IPv6 adres (ND)
ˇ Řešeno pomocí vysílání do multicastové
skupiny.
ˇ Vyčleněn prefix FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104.
ˇ Multicastová skupina pro danou IPv6 adresu: prefix
+ posledních 24 b z IPv6 adresy.
Příklad
FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104 +
28BC:FA3D:21:AA37:1:66FE:9AA4:D678 =
FF02:0:0:0:0:1:FFA4:D678
6/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Hledání linkových adres z IPv6 adres (ND)
ˇ Řešeno pomocí vysílání do multicastové
skupiny.
ˇ Vyčleněn prefix FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104.
ˇ Multicastová skupina pro danou IPv6 adresu: prefix
+ posledních 24 b z IPv6 adresy.
ˇ Každý uzel musí poslouchat v multicastové skupině
(skupinách) odpovídající jeho IPv6 adrese
(adresám).
ˇ 24 bitů z IPv6 adresy zaručuje, že v dané skupině
bude poslouchat velmi málo (typicky 0 nebo 1)
uzel.
7/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Hledající zkonstruuje adresu skupiny z prefixu a
IPv6 adresy a do ní pošle neighborhood
solicitation.
ˇ Obsahuje hledanou adresu.
ˇ Vysílající připojí svoji L2 adresu.
ˇ Naslouchající s hledanou IPv6 adresou reaguje
pomocí neighbor advertisment.
ˇ Obsahuje hledané IPv6 a L2 adresy.
ˇ Možné příznaky:
ˇ R (Router) . . . odesílatel je směrovač,
ˇ S (Solicited) . . . ohlášení je vyžádanou reakcí
(záznamy je možno aktualizovat bez vyžádání!),
ˇ O (Override) . . . nová informace má přepsat
eventuální staré záznamy (měl by být nastaven
u nevyžádaných NA a vyžádaných NA, které nebyly
poslány na anycastovou adresu).
8/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Formáty packetů NS a NA
ˇ Neighbor Solicitation
ˇ IPv6 hlavička
ˇ Zdrojová adresa: IP adresa odesílajícího rozhraní (ev.
nespecifická :: v případě hledání duplicit)
ˇ Cílová adresa: multicastová nebo unicastová adresa
cíle
ˇ Max. počet hopů: 255
ˇ Priorita: 15
ˇ ICMP hlavička
ˇ Type: 135
ˇ Code: 0
ˇ Zdrojová L2 adresa odesílatele, je-li známa (pokud
existuje, tak povinně v multicastových a doporučeně
v unicastových zprávách)
9/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Neighbor Advertisment
ˇ IPv6 hlavička
ˇ Zdrojová adresa: IP adresa odesílajícího rozhraní
ˇ Cílová adresa: jedna z následujících možností
a) adresa uzlu, který zaslal NS zprávu
b) mutlicastová adresa všech lokálních uzlů pro
nespecifickou původní zdrojovou adresu a pro
nevyžádané NA
ˇ Max. počet hopů: 255
ˇ Priorita: 15
ˇ ICMP hlavička
ˇ Type: 136
ˇ Code: 0
ˇ Příznaky: R, S, O.
ˇ "Cílová adresa": u vyžádanách NA je to zdroj NS,
u nevyžádaných adresa uzlu, jehož L2 adresa se
změnila (nikdy ne multicastová adresa!)
ˇ Volby: pokud má uzel přidělenou L2 adresu, musí být
zahrnuta
10/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Detekce dosažitelnosti
L2 adresa není známa. Spouští se proces hledání
L2 adresy. Odesílání NS probíhá multicastem.
Možné stavy cache sousedů:
Nekompletní Dosažitelná
Prošlá
Testovaná
Odložená
Odstranit z cache
11/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Detekce dosažitelnosti
Soused žije, ,,normální stav, t.j. záznam
v cache není expirovaný.
Možné stavy cache sousedů:
Nekompletní Dosažitelná
Prošlá
Testovaná
Odložená
Odstranit z cache
12/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Detekce dosažitelnosti
Vypršela expirační doba záznamu v cache.
Pokud se se sousedem nekomunikuje, nic se
neděje.
Možné stavy cache sousedů:
Nekompletní Dosažitelná
Prošlá
Testovaná
Odložená
Odstranit z cache
13/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Detekce dosažitelnosti
Čeká se na potvrzení živosti vyšší komunikující
vrstvou (např. TCP). Pokud není potvrzeno,
přejde se na proaktivní testování.
Možné stavy cache sousedů:
Nekompletní Dosažitelná
Prošlá
Testovaná
Odložená
Odstranit z cache
14/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Detekce dosažitelnosti
Proaktivní testování dosažitelnosti pomocí NS
odesílaných unicastem. Po neúspěšných
opakováních je záznam vyřazen z cache.
Možné stavy cache sousedů:
Nekompletní Dosažitelná
Prošlá
Testovaná
Odložená
Odstranit z cache
15/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Inverzní objevování sousedů
ˇ angl. Inverse Neighbor Discovery (IND)
ˇ V situaci, kdy je známa L2 adresa a není
známa IPv6 adresa.
ˇ Na výzvu (solicitation) reaguje uzel oznámením
(advertisment), který obsahuje jednu či více
jeho IPv6 adres.
ˇ Zasíláno unicastem.
16/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Objevování směrovačů
ˇ Založeno na výzvách a oznamech směrovačů
(RS a RA)
ˇ Základní pilíř bezstavové autokonfigurace.
ˇ Výzva směrovači (RS)
ˇ Směrovače odpovídají oznamem (RA)
ˇ Ignorováno normálními uzly (ne-směrovači)
ˇ Podmínky přijetí směrovačem:
ˇ Maximální počet hopů = 255
ˇ Korektní autentizace (má-li AH) a kontrolní součet
ˇ ICMP má délku  8 a ICMP kód = 0
ˇ Použité volby mají nenulovou délku
17/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Struktura výzvy RS
ˇ Pole IPv6 hlavičky
ˇ Max. počet skoků je 255
ˇ Priorita je 15
ˇ Zdrojová adresa je buď unicastová nebo
nespecifikovaná adresa
ˇ Cílová adresa je zpravidla multicastová adresa
směrovačů
ˇ Pole ICMP hlavičky
ˇ Type 133
ˇ Code 0
ˇ Může obsahovat adresu odesílatele, je-li známa
18/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Oznam směrovače (RA)
ˇ Posílány v náhodných intervalech každým
směrovačem do přímo připojených sítí nebo jako
reakce na výzvu směrovači (RS).
ˇ Obsahuje specifické informace o směrovači,
zejména
ˇ MTU,
ˇ prefixy,
ˇ L2 adresa rozhraní.
ˇ V případě, že se jedná o reakci na RS, RA obsahuje
veškerou volitelnou informaci (zejména všechny
validní prefixy).
ˇ Uzly si tyto informace cachují.
19/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Struktura oznamu RA
ˇ Pole IPv6 hlavičky
ˇ Max. počet hopů je 255
ˇ Priorita 15
ˇ Volitelně obsahuje také L2 adresu odesílajícího
rozhraní.
ˇ Cílová adresa je buď multicast nebo unicast (podle
toho, jestli se jedná o reakci na RS).
20/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Struktura oznamu RA (pokračování)
ˇ Pole ICMP hlavičky
ˇ Type 134
ˇ Code 0
ˇ Příznaky
M . . . Managed address configuration (použití
stavové konfigurace pro IP adresu)
O . . . Other stateful configuration (použití stavové
konfigurace pro ostatní parametry)
ˇ Router lifetime . . . udává, jak dlouho je ještě
ochoten směrovač fungovat jako implicitní
v sekundách, jinak 0.
ˇ Trvání dosažitelnosti a interval opakování.
ˇ Další volitelné informace důležité pro
autokonfiguraci budou diskutovány dále.
21/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Autokonfigurace
ˇ Dva typy
ˇ Stavová (DHCPv6, podobné DHCP pro IPv4)
ˇ Bezstavová (RFC 1971, nemá ekvivalent v IPv4)
ˇ Kombinuje lokálně dostupnou informaci
s informacemi propagovanými směrovači.
Směrovač oznamuje v RA reagujících na RS všechny
prefixy dostupné v dané síti, které jsou spojeny
s lokálně generovanou adresou (např. MAC nebo její
jedinečný hash).
ˇ Vzájemně se mohou doplňovat
ˇ Získání IPv6 adresy bezstavovou autokonfigurací,
ostatní parametry stavovou.
22/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Bezstavová autokonfigurace
ˇ Informace v RA důležité pro autokonfiguraci
ˇ Směrovač poskytne informaci o tom, jestli je
ochoten fungovat jako implicitní.
ˇ Seznam prefixů.
ˇ U každého prefixu je uvedena jeho délka, doba
platnosti a doba preferování (0xffffffff
znamená nekonečnou trvanlivost).
Životní cyklus prefixu
Preferovaný  Odmítaný (deprecated)  Neplatný
23/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Adresa je ve stavu předběžná (tentative)
ˇ Provede se detekce duplicitních adres
ˇ mandatorní, přístup ,,důvěřuj ale prověřuj
ˇ použije se NS s nespecifickou zdrojovou adresou
(::) pro cílovou adresu, kterou chci použít
ˇ pokud dostanu NA, nesmím adresu rozhraní
přiřadit
ˇ není 100% spolehlivé (např. při přerušení spoje po
vyslání NS)
ˇ Pokud vše prošlo, adresa se nastaví jako platná.
24/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Podpora mobility
ˇ IETF draft "Mobility support in IPv6" (Únor
2003)
Problém
Naivní odpojení se a nové zapojení do sítě s sebou
nese potenciální změnu IP adresy, což znemožňuje
spojitou činnost všech vyšších protokolů.
ˇ Princip řešení
ˇ Stabilní domovská adresa, nezávislá na způsobu
připojení
ˇ Uzel komunikuje prostřednictvím této domovské
adresy
ˇ Změna umístění uzlu transparentní pro vyšší vrstvy
25/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Základní pojmy
ˇ Domovská adresa ­ odpovídá ,,domácímu
(výchozímu) umístění uzlu
ˇ Care-of adresa ­ konkrétní IPv6 adresa, kterou
uzel získá při pohybu
ˇ Uzel může mít současně více care-of adres
ˇ Mezi domovskou a každou care-of adresou se musí
ustavit vazba (binding)
ˇ Korespondující uzly ­ spolu komunikující uzly
ˇ Korespondující uzel se může dozvědět aktuální
care-of adresu prostřednictvím odpovídající vazby
(correspondent binding procedure)
26/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Přístupy k řešení
ˇ Přes domácího agenta
ˇ Pomocí optimalizace cesty
27/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Domácí agent
ˇ Udržuje cache vazeb a seznam domovských
agentů
ˇ Zpracovává vazby
ˇ Primární care-of adresa
ˇ Změna (přeregistrace) care-of adresy
ˇ Smazání care-of adresy
ˇ Podpora nalezení adresy domovského agenta
ˇ Změna prefixu domovské sítě
28/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Zpracování paketů
ˇ Zachytávání paketů pro mobilní uzly
ˇ Neighbor Advertisments jménem mobilního uzlu
ˇ Zpracování zachycených paketů
ˇ Tunelování paketů na care-of adresu
ˇ Nepřeposílá pakety pro link-local adresu mobilního
uzlu
ˇ Pouze multicastové adresy s globálním rozsahem
přeposílány jsou
ˇ Podpora přihlášení do multicastových skupin
ˇ DHCPv6 pro mobilní uzly
ˇ Přeposílání paketů z mobilních uzlů
ˇ Ochrana Return routability paketů
29/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Komunikace přes domácího agenta
ˇ Používá domovského agenta (směrovač)
ˇ Proxy Neighbor Discovery ­ zachycení paketů
určených pro mobilní uzel
ˇ Oboustranné
tunelovaní přes
domovský
směrovač
ˇ Používá IPv6
zapouzdření a
šifrování (ESP) pro
přenos dat
(tunelování)
30/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Optimalizace cesty
ˇ Korespondující uzly komunikují přímo (po
iniciaci tunelem)
ˇ Původní zabezpečení pomocí IPsec (do r. 2000)
ˇ Problém s neexistencí všepokrývající PKI
infrastruktury (korespondent může být kdokoli)
ˇ Return routability procedure (od draftu z r.
2002, nyní RFC 3775)
ˇ Ověří, že nabídnutá care-of adresa patří
deklarovanému uzlu
ˇ Dvě dvojice zpráv:
ˇ Home Test Init (HoTI, 1) a Care-of test Init
(CoTI, 3) (výzvy)
ˇ Home test (HoT, 2) a Care-of test (CoT, 4)
(odpovědi)
31/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Return routability procedure (RRP)
32/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Zabezpečení RRP
ˇ Mobilní uzel (MN) pošle HoTI pro získání
home keygen tokenu.
ˇ MN pošle CoTI pro získání care-of keygen
tokenu.
ˇ Korespondující uzel vygeneruje tokeny pomocí
svého interního klíče Kcn
ˇ home keygen token :=
First(64,HMAC SHA1(Kcn,(home address, nonce,
0)))
ˇ care-of keygen token :=
First(64,HMAC SHA1(Kcn,(care-of address, nonce,
1)))
33/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
ˇ Korespondující uzel odešle tokeny a nonce
indexy ve zprávách HoT a CoT.
ˇ Mobilní uzel spojí oba keygen tokeny a vytvoří
vlastní klíč
Kbm := SHA1(home keygen token, care-of keygen token)
ˇ Kbm se používá pro autentizaci aktualizace
vazeb.
ˇ Klíč pro zrušení vazby je
Kbm := SHA1(home keygen token)
34/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Aktualizace vazeb
ˇ Mobilní uzel pošle Binding Update (BU) zprávu
ˇ care-of adresa jako zdrojová, adresa
korespondujícího uzlu jako cílová
ˇ parametry: domovská adresa, pořadové číslo BU,
home nonce index, care-of nonce index,
HMAC SHA1(Kbm,(care-of address,CN address,BU))
ˇ Korespondující uzel si spočte Kbm s využitím
nonce indexů a ověří platnost vazby.
ˇ Pokud projde, aktualizuje cache.
35/35
Obsah přednášky Průzkum okolí Podpora mobility Závěrečné poznámky
Literatura
ˇ příslušná RFC: 1886, 1887, 1971, 1981, 2373,
2461, 2874, 3775
ˇ Satrapa P., IPv6, Neocortex, Praha, 2002
ˇ Web IPv6, CESNET, http://www.ipv6.cz/ a
server Lupa
ˇ . . . posloužil jako zdroj obrázků (s poděkováním P.
Satrapovi!)