Скачать презентацию Перспективы перехода на протокол IPv 6 Сергей Зуев
IPv6_oct_2012.ppt
- Количество слайдов: 42
Перспективы перехода на протокол IPv 6 Сергей Зуев Таврический национальный университет sazuev@yandex. ru 1
История 2
История интернет протоколов § 1981 – Internet Protocol IPv 4 4 млрд. адресов; сети класса A, B, C. • • 1989 – Internet вырос до 200 000 узлов Начало 90 -х – необходим новый интернет протокол 1992 началась разработка IPv 6 1992 -1993 – бесклассовая адресация (Classless Interdomain Routing – CIDR) • 1992 -1993 – трансляция сетевых адресов (Network Address Translation – NAT) • 1995 – разработан и принят IPv 6 • 1998 – доработан IPv 6 3
IPv 4 Первоначально в сети Интернет: • IPv 4 адрес - четыре числа между 0 и 255, разделённые точками (например 192. 168. 37. 45) • теоретически доступны 256 х 256 IP-адресов от 0. 0 … до 255 • в сумме 4294967296 отдельных IP-адресов. 4
IPv 4 Реально в сети Интернет: • 127. 0. 0. 0 … 127. 255 – localhost • частные сети 10. 0 … 10. 255 – класс А 172. 16. 0. 0 … 172. 31. 255 – класс B 192. 168. 0. 0 … 192. 168. 255 – класс C • 169. 254. 0. 0 … 169. 254. 255 – для автоматического конфигурирования адресов IP в случае отсутствия сервера DHCP • 192. 0. 2. 255, 198. 51. 100. 0 … 198. 51. 100. 255, 203. 0. 113. 0 … 203. 0. 113. 255 – для примеров в документации • 198. 18. 0. 0 … 198. 19. 255 – для стендов тестирования производительности • 224. 0. 0. 0 … 239. 255 – multicast адреса • Свыше 240. 0 – зарезервированы • в результате остается порядка 2, 8 млрд. IP-адресов. 5
Решение § 1992 началась разработка IPv 6 § 1992 -1993 – трансляция сетевых адресов (Network Address Translation – NAT) § 1992 -1993 – бесклассовая адресация (Classless Interdomain Routing – CIDR) 6
NAT + CIDR + 20 лет!!! 7
Истощение IPv 4 адресов IANA распределила региональным интернет-регистраторам адреса блоками примерно по 16, 8 миллионов адресов. • В феврале 2011 года IANA выделила региональным интернет-регистраторам последние пять оставшихся блоков /8 из своего адресного пространства. • APNIC является первым, у кого выделенные IP-адреса закончились (15 апреля 2011 года). • Следующим региональным регистратором, переставшим выдавать IPv 4 -адреса, стал RIPE NCC (14 сентября 2012 года) • Истощение оставшихся адресов ожидается в течение пяти лет 8
Основные проблемы IPv 4 § § § IPv 4 адрес занимает 32 бита всего порядка 4, 3 млрд. адресов; сложности разбиения на подсети; сложности маршрутизации; нет криптозащиты Потенциальные потребители IP адресов § население земли 7, 1 млрд. человек (2, 5 млрд. – пользователи Internet) § персональные компьютеры, ноутбуки, КПК § более 5 млрд. мобильных телефонов § миллиарды устройств в промышленности и быту 9
IPv 5 - куда он делся? 1981: Internet Protocol IPv 4 конец 70 -х: экспериментальныйпротокол ST - Internet Stream Protocol (RFC-1819), позднее модернизирован в ST 2. Использовался в коммерческих проектах IBM, Sun, Ne. XT, Apple. . . 1992: начало разработки IPng - IPv 6(7) 1995: разработан и принят IPv 6 2004: китайцы заявили о разработке IPv 9. Разговоры шли о десятизначных адресах и расширении IPпространства до 256 -битного. Но оказалось, что китайцы планировали это только как надстройку к DNS, которая переведёт десятизначный телефонный номер в строке браузера в имя сайта и выдаст IPv 4 или IPv 6 адрес этого сайта. Осталось ещё упомянуть о созданных Джимом Флемингом протоколах IPv 8 и IPv 12. . но эти протоколы не считаются серьёзными и Интернет сообщество не обращает на них никакого внимания. 10
Преимущества IPv 6 11
В чем преимущества IPv 6? Для сетевых администраторов Стабильные спецификации, коммерческое использование, эффективность использования и разработок Для конечных пользователей Внедрение в приложениях, мобильность, безопасность 12
Адресация IPv 6 (RFC-2460) разработан для решения проблем адресного пространства и ряда смежных задач. § адресное пространство IPv 6 будет распределяться IANA (Internet Assigned Numbers Authority - комиссия по стандартным числам в Интернет [RFC-1881]) § IANA будет иметь региональных представителей, которые будут подробно заниматься выдачей IPадресов в областях. § IANA сможет в любой момент перераспределить адресное пространство, в случае допущения ошибок при его распределении. Иными словами, все сделано так, чтобы не повторить прежних ошибок IPv 4. 13
Адресация IPv 6 расширяет адресное пространство § адресное пространство расширено с 4 миллиардов с небольшим IPv 4 до 3, 4*1038 адресов 340 282 366 920 938 463 374 607 431 768 211 456 адресов! ≈ 57 миллиардов адресов на каждый грамм Земли!!!!! 14
Адресация IPv 6 адресация существенно упрощает маршрутизацию, урезая таблицы маршрутизации раза в четыре! § IP-пространство IPv 6 128 -битное, что добавило возможностей маршрутизации (особенно это заметно для мультикастингового транслирования). § определён новый тип адресов "anycast" для адресации ближайшего интерфейса из списка адресов. § адреса IPv 6 способны автоконфигурироваться бесконтекстно. 15
Пути развития § IPv 4 адреса заканчиваются – 2010 -2015? § Национальная стратегия IT U. S. Federal – OMB для внедрения IPv 6 USA, Japan, Korea, … China Next Generation Internet (CNGI) проект European Commission спонсорский проект IPv 6 Task Force в развивающихся странах, т. к. : India, Africa, … § Поддержка начиная с Microsoft Windows Vista & Longhorn releases другие O. S. и приложения § Next Gen. Broadband: DOCSIS 3. 0, Quad Play with HDTV, … § Mobile SP – 3 G/4 G/Wi. Max, IP NGN IMS, IP/TV on Mobiles § Networks in Motion § Networked Sensors, … 16
IPv 6 в моделях приложений Сегодня все O. S. поддерживают Dual-Stack New Generation of Internet Appliances 17
Поддержка в XP § § Операционная система Windows XP поддерживает IPv 6 в экспериментальном варианте. Все управление идет через командную строку (cmd) : ipv 6 /? – получение помощи (help). ipv 6 install – устанавливает поддержку IPv 6, так как по умолчанию она не включена. При выполнении данной команды на всех интерфейсах автоматически появляются link-local IPv 6 -адреса (можно просмотреть при помощи команд ipconfig и ipv 6 if). После выполнения рекомендуется перезагрузить систему во избежание проблем. Протокол IPv 6 устанавливается как сетевой протокол, но не появляется в списке компонентов в свойствах локальных связей в папке "Сеть и удаленный доступ к сети". ipv 6 uninstall – обратная команда. При выполнении аннулируются все имеющиеся на узле IPv 6 настройки (адреса, маршруты и т. п. ), так что довольно часто именно с этой целью и используют данную команду. После выполнения, как и в случае с ipv 6 install, желательна перезагрузка. ipconfig – просмотр сетевых настроек (настроек интерфейсов) ipv 6 if – просмотр IPv 6 -сетевых настроек (IPv 6 -настроек интерфейсов) ipv 6 adu <индекс/название интерфейса>/
Краткий обзор протокола IPv 6 19
Сравнение заголовков IPv 4 & IPv 6 IPv 4 Header (RFC-791) Version IHL Type of Service Identification Total Length Flags IPv 6 Header Version Traffic Class Fragment Offset Payload Length Time to Live Protocol Flow Label Next Header Hop Limit Header Checksum Source Address Destination Address Legend Options Padding - поля, сохранившиеся в. IPV 6 из IPv 4 - поля, не сохранившиеся в IPv 6 Destination Address - изменились названия и позиция в IPv 6 - новые поля в IPv 6 20
Структура пакета IPv 6 Header Next Header = 6 (TCP) TCP header & payload IPv 6 Header Next Header = 43 (Routing) Routing Header Next Header = 6 (TCP) IPv 6 Header Next Header = 43 (Routing) Routing Header Next Header = 51 (AH) TCP header & payload Authentication Header Next Header = 6 (TCP) TCP header & payload • IPv 6 hardware должно уметь обрабатывать и анализировать все поля заголовка для фильтрации и мониторинга • Ref. http: //www. cisco. com/en/US/products/ps 6553/products_white_paper 0900 aecd 8054 d 37 d. shtml 21
Адрес IPv 6 § Основная форма: x: x: x: x x - это шестнадцатеричное 16 -битное число Примеры: fabc: de 12: 3456: 7890: ABCD: EF 98: 7654: 3210 108 b: 0: 0: 0: 8: 800: 200 C: 417 A § Сжатая форма (для уменьшения длинны адреса, в котором присутствует несколько групп, содержащих только нулевые биты, применяется сокращение «: : » Примеры: (основная форма) ff 01: 0: 0: 0: 43 (сжатая форма) ff 01: : 43 ____________ (основная форма) 451 a: 0000: e 63 d: 0000: 8264 (сжатая форма) 451 a: : e 63 d: 0: 0: 8264. ____________ адрес обратной связи: (основная форма) 0: 0: 1 (сжатая форма) : : 1 22
Структура адреса § IPV 6 адрес разделяется на префикс и идентификатор интерфейса § Префикс определяет сеть, в которой находится узел § Идентификатор определяет получателя или отправителя пакета внутри сети § 3 ffe: 0001: 0000: 02 fe: 78 ff: fe 56: 879 c/64 23
Назначения адреса /32 2001 0 DB 8 /48 /64 Interface ID ISP prefix Site prefix LAN prefix § Процесс назначения определяется 5 регистрами: IANA назначает 2000: : /3 как Global Unicast [RFC 4291] Регистры : : /12 назначаются IANA [formerly /23] в соответствие с новой политикой - http: //www. icann. org/announcements/announcement 12 oct 06. htm Регистры /32 [formerly /35] выдаются IPv 6 ISP и др. Рекомендуется ISP назначать /48 prefix пользователям (потенциально /64) http: //www. ripe. net/ripe/docs/ipv 6 policy. html http: //www. icann. org/announcements/ipv 6 -report-06 sep 05. htm 24
Обзор технологий IPv 6 IP Service IPv 4 Solution IPv 6 Solution Addressing Range 32 -bit, Network Address Translation 128 -bit, Multiple Scopes Autoconfiguration DHCP Serverless, Reconfiguration, DHCP Security IPSec Mandated, works End-to-End Mobility Mobile IP with Direct Routing Quality-of-Service Differentiated Service, Integrated Service IP Multicast IGMP/PIM/Multicast BGP MLD/PIM/Multicast BGP, Scope Identifier 25
Типы адресов IPv 6 26
Адресация IPv 6 27
Автоматическая генерация адреса Ethernet интерфейса 28
Двойной стек (Dual stack) 29
Туннели и совместное использование IPv 4 и IPv 6 30
Интеграция IPv 6 сегментов в IPv 4 31
Дополнительные возможности 32
33
Общие перспективы развертывания в мире 34
Топология backbone каналов IPv 6 35
Топология каналов IPv 6 36
Сравнение топологий IPv 4 и IPv 6 37
IPv 6 это не будущее § Это фундаментальная модель IP уровня, разработанная для end-to-end сервисов и сетевой прозрачности § Разработка IPv 6 технологии и инфраструктуры уже происходит, пришло время обратить внимание на доступ и использование 6 Bone is phasing out, 6 NET is closed, … § Сегодня пути развития IPv 6 направлены не на полную замену IPv 4, а на мирное сосуществование и постепенное вытеснение 38
Ресурсы § Понимание модели IPv 6 Некоторые документы IETF (RFC 4291 (3513), 3041, 3056, 3879, 4007, 4193, 4214…) IANA и политика регистрации http: //www. arin. net/policy/nrpm. html#ipv 6 § Глобальные ресурсы - 6 Bone(http: //www. 6 bone. net) - IPv 6 Forum (http: //www. ipv 6 forum. com) - IPv 6 Task Force (http: //www. ipv 6 tf. org) North- America (http: //www. nav 6 tf. org) Europe (http: //www. ipv 6 tf. org/meet/tf/eutf. php) Japan (http: //www. v 6 pc. jp/en/index. html) 39
Ресурсы Дополнительные образовательные ресурсы: § Reference Projects - 6 DISS (http: //www. 6 diss. org) - 6 NET (http: //www. 6 net. org) - Euro 6 IX (http: //www. euro 6 ix. org) - Moonv 6 (http: //moonv 6. sr. unh. edu) § Cisco resources - Partner e-Learning Connection: http: //www. cisco. com/warp/public/10/wwtraining/peclogin. html - Cisco Learning Connection: http: //www. cisco. com/en/US/learning/le 31/le 46/learning_customer_elearning_connection_tool_launch. shtml 40
Информация § CCO IPv 6 - http: //www. cisco. com/ipv 6 § Cisco IPv 6 Solutions http: //www. cisco. com/en/US/tech/tk 872/technologies_white_paper 09186 a 0 0802219 bc. shtml § IPv 6 Application Notes http: //www. cisco. com/warp/public/732/Tech/ipv 6_techdoc. shtml § Cisco IOS IPv 6 manuals http: //www. cisco. com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios 123/123 cgcr/i pv 6_vcg. htm 41
42