Загрузка...



  • 22.1 Введение
  • 22.2 Обзор IPv6
  • 22.3 Терминология
  • 22.4 Адреса IPv6
  • 22.4.1 Выделение адресов
  • 22.4.2 Общие принципы выделения адресов
  • 22.4.3 Префикс формата адреса
  • 22.4.4 Адресация провайдеров
  • 22.4.5 Адреса для независимых сайтов
  • 22.4.6 Адреса локальных связей
  • 22.4.7 Адреса локальных сайтов
  • 22.4.8 Формат многоадресной рассылки
  • 22.4.9 Несколькоадресные рассылки
  • 22.5 Специальные адреса
  • 22.5.1 Неспецифицированные адреса
  • 22.5.2 Кольцевые адреса версии 6
  • 22.5.3 Адреса версии 4
  • 22.5.4 Взаимодействие адресов версии 6 с сетями версии 4
  • 22.6 Формат заголовка IPv6
  • 22.6.1 Приоритет
  • 22.6.2 Использование меток потока
  • 22.7 Дополнительные заголовки IPv6
  • 22.7.1 Использование заголовка Routing
  • 22.7.2 Операции с заголовком Routing
  • 22.7.3 Дополнительный заголовок Hop-by-Hop
  • 22.7.4 Фрагментация
  • 22.7.5 Варианты Destination
  • 22.8 Автоконфигурация в версии 6
  • 22.8.1 Назначение маршрутизаторов
  • 22.8.2 Список адресных префиксов
  • 22.8.3 Адреса интерфейсов IPv6
  • 22.8.4 Изменение адресов
  • 22.8.5 Тестирование уникальности адреса
  • 22.9 Конфигурирование через DHCPv6
  • 22.10 Переход на IPv6
  • 22.10.1 Необходимость изменений
  • 22.10.2 Путь перехода на новую версию
  • 22.10.3 Изменения в DNS
  • 22.10.4 Туннели через сети версии 4
  • 22.11 Резюме
  • 22.12 Дополнительная литература
  • Глава 22

    IP версии 6

    22.1 Введение

    За относительно короткий период времени персональные компьютеры стали подключаться к локальным сетям, которые объединялись в региональные сети. Многие из этих систем связаны со всем миром. Результатом стало распространение Интернета среди миллионов пользователей.

    Структура исходной схемы адресации IP не вполне подходит для такого окружения. Пространство номеров ограничено, и, в отличие от структуры телефонных номеров с иерархической системой кодов стран и областей, здесь нумерация не является иерархической. Присваивание организациям блоков адресов не слишком эффективно, поскольку большая часть адресного пространства не используется.

    Пространство номеров быстро истощилось. Кроме того, поскольку номера присваивались не иерархически, быстро разрослись таблицы маршрутизации.

    Однако расширение Интернета нельзя остановить. Количество персональных компьютеров и их подключений к глобальной сети постоянно растет. Появляются новые потребности:

    ■ Работа в сети нового поколения мобильных компьютеров, заменяющих деловые бумаги и выполняющих роль цифрового персонального секретаря.

    ■ Требования для аудио и видео в реальном времени, приведшие существующую технологию к своему естественному пределу.

    К Интернету обратился серьезный деловой мир, которому требуется обеспечение реальной безопасности сетевых инфраструктур.

    Существует и проблема с сетевым управлением. Многие организации используют магистральные соединения по IP для объединения своих сетей и пересылке трафика средствами протокола IP. На сегодняшний день эти задачи не решены полностью и нет эффективных механизмов для управления нагрузкой.

    Разработка IP версии 6 (IPv6, называемый еще IP следующего поколения) проводилась для решения проблем адресации, маршрутизации, производительности, безопасности и нагрузки в Интернете. В этой главе рассматриваются наиболее важные возможности IPv6. При реализации следует учитывать требования самых последних RFC.

    22.2 Обзор IPv6

    Протокол IPv6 имеет следующие характеристики:

    ■ Введен 128-разрядный адрес (16 октетов), который иерархически структурирован для упрощения делегирования прав выделения адресов и маршрутизации.

    ■ Упрощен главный заголовок IP, но определены многие необязательные заголовки расширения, что позволяет при необходимости добавлять новые сетевые возможности.

    ■ Поддерживаются аутентификация, целостность данных и конфиденциальность на уровне IP.

    ■ Введены потоки, поддерживающие многие новые типы пересылки запросов, например видео в реальном времени.

    ■ Упрощена инкапсуляция других протоколов, и предложен механизм для управления нагрузкой при пересылке данных от других протоколов.

    ■ Реализован новый метод автоматической самоконфигурации адресов и проверки уникальности IP-адресов.

    ■ Улучшены методы исследования маршрутизаторов, определения неисправных путей и недостижимых соседей по связи.

    На момент написания книги многие детали IPv6 находились еще в стадии разработки, однако основные архитектурные элементы уже подготовлены и рассматриваются в этой главе. Уже стали стандартами IPv6, ICMPv6, расширение DNS и архитектура адресации IPv6.

    22.3 Терминология

    Версия 6 вносит некоторые изменения в терминологию версии 4 и вводит новые термины:

    ■ Пакетом (packet) называется заголовок IPv6 плюс полезные данные

    ■ Узел (node) — любая система, реализующая IPv6

    ■ Маршрутизатор (router) — узел, пересылающий не адресованные ему пакеты IPv6

    ■ Связь (link) — носитель, по которому взаимодействуют узлы на уровне связи данных

    ■ Соседи (neighbor) — узлы, подключенные к одной связи

    Термином "пакет" наиболее злоупотребляют в сетевом мире. Пакетами называются любые элементы данных протокола (PDU) от уровня связи данных до уровня приложений.

    Почему авторы версии 6 перешли от термина "датаграмма" к "пакету"? Одно из новшеств в IPv6 — это возможность переноса трафика для многих других протоколов. Следовательно, полезные данные не обязательно будут PDU из набора протоколов TCP/IP. Когда пересылается родной PDU из IP, можно пользоваться термином "датаграмма".

    В этой главе рассматриваются текущие документы IPv6 и используется термин "пакет".

    22.4 Адреса IPv6

    Адреса IPv6 имеют длину 16 октетов (128 бит). Для записи адресов используется компактная (хотя и уродливая) нотация. Адреса представлены как 8 шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Каждое шестнадцатеричное число представляет 16 бит. Например:

    41BC:0:0:0:5:DDE1:8006:2334

    Ведущие нули в шестнадцатеричных полях могут быть опущены (например, 0 вместо 0000 и 5 вместо 0005). Формат может быть еще более сжат при замене последовательности смежных нулевых полей на "::". Например:

    41BC::5:DDE1:8006:2334

    Отсутствуют три позиции, так как "::" заменяет последовательность ":0:0:0:".

    Адреса версии 4 протокола IP часто вкладываются в последние четыре октета адреса версии 6. Они могут быть записаны с использованием смешанного формата адреса (сочетающего как нотацию с точками, так и нотацию с двоеточиями), например:

    0:0:0:0:0:FFFF:128.1.35.201

    22.4.1 Выделение адресов

    128-разрядное пространство адреса обеспечивает место для множества различных типов адресов, включая:

    ■ Иерархические глобальные одноадресные рассылки на основе адресов провайдеров

    ■ Иерархические глобальные одноадресные рассылки по географическому признаку

    ■ Личные адреса сайтов для использования только в пределах организации

    ■ Локальные и глобальные многоадресные рассылки

    Версия 6 не использует широковещательные рассылки, но для функций управления (например, разрешения адресов или загрузки) использует многоадресные рассылки. Это связано с тем, что сообщения широковещательных рассылок прерывают работу всех устройств связи, хотя в большинстве случаев они предназначаются лишь для небольшого количества устройств. Кроме того, ограничение управляющих сообщений только многоадресными рассылками предотвращает взаимовлияние устройств версии 6 и версии 4, совместно использующих одну и ту же связь.

    22.4.2 Общие принципы выделения адресов

    Работу по делегированию прав присвоения блоков адресного пространства IPv6 региональным организациям регистрации ведет Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Региональные организации регистрации могут передавать блоки адресов в меньшие географические области, национальные организации или провайдерам.

    В таблице 22.1 показана общая схема распределения адресного пространства:

    ■ Большой блок используется для адресации провайдеров.

    ■ Имеются блоки, выделенные автономным локальным сетям или отдельным сайтам, которые не связаны с Интернетом, что позволяет им самостоятельно присваивать адреса.

    ■ Специальные блоки предоставлены для адресов IPX и точек доступа к сетевым службам модели OSI (OSI Network Service Access Point — NSAP).

    ■ Большой блок зарезервирован для адресации по географическому принципу.

    В настоящее время почти 3/4 адресного пространства не предназначено для конкретного использования.


    Таблица 22.1 Выделение адресного пространства IPv6

    Выделено Префикс (двоичный) Доля адресного пространства
    Зарезервировано 0000 0000 1/256
    Не присвоено 0000 0001 1/256
    Зарезервировано для NSAP 0000 001 1/128
    Зарезервировано для IPX 0000 010 1/128
    Не присвоено 0000 011 1/128
    Не присвоено 0000 1 1/32
    Не присвоено 0001 1/16
    Не присвоено 001 1/8
    Одноадресные рассылки среди провайдеров 010 1/8
    Не присвоено 011 1/8
    Зарезервировано для одноадресных рассылок по географическому принципу 100 1/8
    Не присвоено 101 1/8
    Не присвоено 110 1/8
    Не присвоено 1110 1/16
    Не присвоено 1111 0 1/32
    Не присвоено 1111 10 1/64
    Не присвоено 1111 110 1/128
    Не присвоено 1111 1110 0 1/512
    Адреса для локальных связей 1111 1110 10 1/1024
    Адреса для локальных сайтов 1111 1110 11 1/1024
    Многоадресные рассылки 1111 1111 1/256

    22.4.3 Префикс формата адреса

    Первые несколько бит адреса называются префиксом формата (format prefix) и идентифицируют тип адреса. Например, префикс 010 определяет IP-адреса для одноадресных рассылок между провайдерами. Формат остальной части адреса зависит от префикса формата.

    22.4.4 Адресация провайдеров

    В настоящее время для адресов провайдеров предложена простая иерархическая структура:

    3 бита n бит m бит o бит 125-n-m-o бит
    010 Идентификатор регистратора Идентификатор провайдера Идентификатор подписчика Идентификатор интра-подписчика

    Маршрутизация провайдера проста. Достаточно сравнить первую часть адреса со строками в таблице маршрутизации. Далее провайдер может маршрутизировать данные к своим подписчикам, сравнивая большой фрагмент адреса со строкой своей таблицы.

    При такой схеме адреса организация подписчика будет иметь достаточное адресное пространство, чтобы построить удобную внутреннюю иерархию. Организация может структурировать адресное пространство на подсети и хосты (как это делается и сейчас) или прибавить один или несколько дополнительных уровней иерархии. Например, иерархия организации может состоять из областей, подсетей и хостов.

    В адресах версии 6 не запрещаются поля со всеми единицами или нулями.

    22.4.5 Адреса для независимых сайтов

    В настоящее время не связанная с Интернетом локальная сеть в версии 4 использует специальный блок адресов, например 10.0.0.0 или 172.16.0.0, который был зарезервирован для этой цели. Но, если организация впоследствии должна соединиться с внешним миром, потребуется вручную переконфигурировать сеть.

    Версия 6 предоставляет более удобные способы переназначения адреса (см. ниже).

    22.4.6 Адреса локальных связей

    Связь — это вариант коммуникации, например Ethernet (в версии 6 для него определен новый код типа Х'86-DD), Token-Ring, FDDI, сети Frame Relay, ATM или линии "точка-точка". Легко автоматизировать адресацию изолированной связи, которая не соединяется с маршрутизатором. Адреса локальных связей (Link-Local) имеют формат:

    1111111010 (10 бит) 00…00 Уникальный адрес технологии связи

    Для локальной сети адрес имеет вид:

    1111111010 00…00 MAC-адрес локальной сети

    Адреса локальных связей весьма полезны во время инициализации.

    22.4.7 Адреса локальных сайтов

    Если сайт имеет маршрутизаторы, но не связан с провайдером, можно автоматически генерировать внутренние адреса в виде:

    1111111011 (10 бит) 00…00 Идентификатор подсети Уникальный адрес технологии связи (например, MAC-адрес локальной сети)

    Для такой связи префикс предоставляют маршрутизаторы (включая идентификатор подсети).

    От этого формата очень легко перейти к соединению с провайдером. Маршрутизатор просто конфигурируется с новым префиксом, который содержит идентификаторы регистратора адреса, провайдера и подписчика вместе с номером подсети. Маршрутизатор предоставляет новый префикс, а хосты начинают им пользоваться. Назначенная в сайте часть адреса не меняется.

    22.4.8 Формат многоадресной рассылки

    Многоадресные рассылки в версии 6 имеют более четкое и гибкое определение, чем в версии 4. Введено множество типов таких рассылок. Они немного различаются в зависимости от своих свойств: постоянный адрес (permanent), кратковременный (transient), локальный (local) или глобальный (global). Многоадресные рассылки имеют следующий формат:

    8 бит 4 4 112 бит
    11111111 000T Вложенность Идентификатор группы

    T = 0 для общеизвестного постоянного адреса многоадресной рассылки.

    T = 1 для кратковременного адреса многоадресной рассылки.

    Коды вложенности указывают, находится ли область действия в пределах того же узла, локальной связи, локального сайта, данной организации или это глобальная структура. Область действия внутри узла охватывает и случай, когда клиент посылает сообщение многоадресной рассылки на сервер, находящийся в том же самом хосте. Определены следующие коды вложенности:

    0 зарезервировано
    1 локальный узел
    2 локальная связь
    3 не присвоено
    4 не присвоено
    5 локальный сайт
    6 не присвоено
    7 не присвоено
    8 внутри организации
    9 не присвоено
    A не присвоено
    В не присвоено
    С не присвоено
    D не присвоено
    E глобально
    F зарезервировано

    22.4.9 Несколькоадресные рассылки

    Предложен новый (и экспериментальный) вид адресации — несколькоадресные рассылки (anycast). Адрес в таких рассылках соответствует нескольким одноадресным рассылкам, присвоенным в нескольких сетевых интерфейсах. Первоначально несколькоадресные рассылки могут быть назначены только маршрутизаторам. Несколькоадресная рассылка может выделять:

    ■ Все маршрутизаторы, принадлежащие провайдеру

    ■ Все маршрутизаторы на границе данной автономной системы

    ■ Все маршрутизаторы отдельной локальной сети

    Адреса таких рассылок могут быть включены в маршрут от источника, что будет означать: "Использовать ближайший маршрутизатор, который доступен по данной несколькоадресной рассылке". Например, если адреса такой рассылки идентифицируют маршрутизаторы провайдера, можно указать: "Добраться к этому провайдеру по самому короткому пути".

    Интерфейс маршрутизатора, который был назначен в несколькоадресной рассылке, также имеет собственный реальный адрес.

    22.5 Специальные адреса

    Существует несколько форматов специальных адресов IPv6.

    22.5.1 Неспецифицированные адреса

    Адреса со всеми нулями

    0:0:0:0:0:0:0:0

    означают "неспецифицированные адреса" (unspecified address). Они иногда используются как адрес источника во время инициализации, когда система еще не знает собственного адреса.

    22.5.2 Кольцевые адреса версии 6

    Кольцевые адреса (loopback) в версии 6 определены как:

    0:0:0:0:0:0:0:1

    22.5.3 Адреса версии 4

    В смешанном окружении адресов версий 4 и 6 IP-адреса систем версии 4, которые не поддерживают версию 6, отображаются в адреса версии 6 следующим образом:

    0:0:0:0:0:FFFF:a.b.c.d

    где a.b.c.d — исходный IP-адрес.

    22.5.4 Взаимодействие адресов версии 6 с сетями версии 4

    Еще один специальный формат используется узлами версии 6, которые связываются друг с другом через промежуточные сети версии 4 (это называется туннелями IPv4). Как показано на рис. 22.1, интерфейсам на границах должны быть присвоены адреса версии 4. Они будут преобразованы в специальный формат совместимости IPv4 — IPv6:

    0:0:0:0:0:0:a.b.c.d

    Рис. 22.1. Совместимость адресов IPv4 и Ipv6

    Таким образом, эти адреса легко отображаются между их представлениями в версиях 4 и 6.

    22.6 Формат заголовка IPv6

    Основной заголовок очень прост (см. рис. 22.2) и имеет немного полей:

    Version Версия. Равна 6 для IP следующего поколения.
    Priority Приоритет. Дифференцирует конкретное взаимодействие из общего трафика или определяет последовательность отбрасывания во время перегрузки.
    Payload length Длина полезной нагрузки. 16 бит. Если длина меньше или равна 64 Кбит, это поле сообщает о длине части пакета, следующей за начальным заголовком IPv6. Если длина больше 64 Кбит, длина полезной нагрузки указывается как нулевая, а фактическая длина будет сообщена Jumbo Payload (гигантская полезная нагрузка) в следующем далее заголовке.
    Hop limit Предел для попаданий. Уменьшается на 1 в каждом маршрутизаторе. Пакет будет отброшен, когда значение достигнет нуля.
    Next header Следующий заголовок. Идентифицирует тип следующего далее заголовка протокола (например, 6 для заголовка TCP).
    Flow label Метка потока. Указывает на трафик со специальными свойствами (например, видео в реальном времени).

    Рис. 22.2. Формат заголовка IP6

    22.6.1 Приоритет

    Поле Priority выполняет две функции. При управлении нагрузкой для трафика TCP большим номерам соответствуют управляющие пакеты и интерактивный трафик, а меньшим номерам — обычный трафик. Определены следующие значения:

    0 Трафик не специфицирован

    1 Заполняющий трафик (например, сетевые новости)

    2 Неважная пересылка данных (например, электронная почта)

    3 Зарезервировано

    4 Важный мощный трафик (например, пересылка файлов)

    5 Зарезервировано

    6 Интерактивный трафик (например, telnet)

    7 Управляющий трафик Интернета (например, протоколы маршрутизации)

    IPv6 может переносить трафик ISO, DECnet и т.д. Приоритеты от 0 до 7 могут использоваться для любого протокола, который предполагает собственное управление потоком.

    Приоритеты от 8 до 15 используются как средство для управления перегрузками, когда протокол (например, UDP или IPX) не имеет собственных возможностей для этого. Когда сеть перегружена, трафик отбрасывается, что может оказать вредное влияние на некоторые типы прикладных данных. Малые значения (8 или 9) подразумевают большую вероятность того, что пакет будет отброшен.

    22.6.2 Использование меток потока

    Поток — это последовательность пакетов от источника до точки назначения, требующая специального обслуживания. Например, обработка аудио или видео в реальном масштабе времени отличается от обработки обычных данных.

    Метка потока идентифицирует трафик со специальным механизмом обработки (например, резервирования определенной полосы пропускания).

    Принадлежность пакета потоку обозначается ненулевой меткой потока. Пакеты одного потока имеют одинаковые адреса источника и назначения, приоритеты и метки потока.

    22.7 Дополнительные заголовки IPv6

    Использование дополнительных заголовков (extension header) — это прогрессивная идея, позволяющая последовательно добавлять в IP версии 6 новые функциональные возможности.

    Напомним, что в заголовке IP версии 4 поле протокола служит для идентификации типа заголовка (например, TCP или UDP), следующего за заголовком IP. Версия 6 использует более общее поле Next Header. Если следующий заголовок определен как TCP или UDP, значением поля будет 6 или 17.

    Между заголовком IPv6 и заголовком верхнего уровня можно вставить несколько дополнительных заголовков для необязательных вариантов, подобных маршрутизации от источника или поддержке безопасности. Фрагментация также может быть перенесена в дополнительные заголовки.

    Как показано на рис. 22.3, каждый дополнительный заголовок имеет поле Next Header, что позволяет связать все эти заголовки в цепочку. Протокол следующего уровня идентифицируется включенным в общую последовательность дополнительным заголовком.

    Рис. 22.3. Дополнительные заголовки

    Такая схема обеспечивает большую гибкость. По мере необходимости могут определяться новые возможности, поскольку нет ограничений на общую длину. Отметим, что заключительный дополнительный заголовок может ссылаться на заголовок полностью независимого протокола, например ISO или DECnet.

    Определенные на настоящий момент заголовки представлены в таблице 22.2. Некоторые из них содержат информацию, которую следует обрабатывать на каждом узле по пути следования пакета, в то время как другие заголовки обрабатываются только в точке назначения.


    Таблица 22.2 Заголовки IPv6

    Заголовок Номер из предыдущего поля Next Header
    Hop-by-Hop Options (варианты "от попадания к попаданию") 0
    Destination Options (варианты для точки назначения) 60
    Routing (маршрутизация) 43
    Fragment (фрагмент) 44
    Authentication (аутентификация) 51
    Encapsulating Security Payload (инкапсуляция с обеспечением безопасности полезной нагрузки) 50
    No Next Header (следующего заголовка не существует) 59

    Показанный на рис. 22.3 порядок отражает рекомендации по размещению заголовков. Отметим, что могут присутствовать два заголовка Destination Options. Первый из них стоит перед Routing и применяется к каждому из попаданий, указанных в заголовке Routing. Второй присутствует как последний заголовок и применяется только в точке назначения.

    Возможно, потребуется отправить пакет, состоящий из одних заголовков и не несущий полезной информации. В этом случае заключительное поле Next Header будет равно 59, что означает "дальше данных нет".

    22.7.1 Использование заголовка Routing

    Заголовок Routing выполняет очень важную функцию в версии 6. В комбинации с несколькоадресной рассылкой его можно применять для управления путем следования пакета на основе предварительных предположений или для указания специализированных провайдеров (например, обращения к мобильному пользователю). Несколькоадресные рассылки позволяют указать вариант доставки "Перейти к ближайшему маршрутизатору провайдера X".

    Когда применяется заголовок Routing, точка назначения может вернуть полученный пакет назад к источнику по тому же самому пути.

    22.7.2 Операции с заголовком Routing

    В заголовке Routing содержится поле типа, обеспечивающее добавление в будущем различных типов для данного заголовка. В настоящий момент определен только тип 0, аналогичный маршрутизации от источника в IPv4.

    Формат заголовка Routing типа 0 представлен на рис. 22.4. В таком заголовке содержится список узлов, которые нужно пройти по пути в точку назначения.

    Рис. 22.4. Заголовок Routing типа 0

    Как и в IP версии 4, конечной точкой назначения является "Адрес n". Сначала пакет направляется на адрес из главного заголовка IPv6. Затем обращаются к заголовку Routing и меняют местами "Адрес 1" с адресом назначения из заголовка IPv6. Счетчик количества последующих сегментов уменьшается на 1, а пакет направляется дальше. Последний адрес из заголовка Routing определяет реальную точку назначения, по прибытии в которую адресный список будет содержать адреса всех узлов, через которые прошел пакет.

    Битовая маска точности/потери указывает, было ли соответствующее попадание соседним (strict) или нет (loose).

    22.7.3 Дополнительный заголовок Hop-by-Hop

    Заголовок Hop-by-Hop переносит информацию, которая должна проверяться на каждом участке попадания по пути следования пакета. Формат этого заголовка показан на рис. 22.5.

    Рис. 22.5. Заголовок Hop-by-Hop

    Заголовок Hop-by-Hop может выполнять различные функции. Каждая из них самоидентифицируется и кодируется тремя полями:

    Тип варианта Длина варианта Содержимое
    8 бит 8 бит n бит

    Jumbo Payload (гигантская нагрузка) является одним из вариантов Hop-by-Hop. Он используется для декларирования полезной нагрузки, превышающей 64 Кбит. Длина содержимого (в октетах) задается 4-байтным значением. Указанная длина полезной нагрузки учитывает весь пакет, за исключением заголовка IPv6.

    22.7.4 Фрагментация

    В отличие от версии 4 фрагментация никогда не выполняется маршрутизаторами, а только в исходном узле. Ее следует по возможности избегать, хотя и допустимо пользоваться этим способом. Фрагментировать пакет должен узел-источник, а сборка пакета будет выполнена в узле назначения.

    Если маршрутизатор получает слишком большой для пересылки пакет, он отбрасывает его и отсылает назад сообщение ICMP, анонсирующее максимальный пересылаемый элемент (MTU) для участка следующего попадания.

    Когда в узле источника создается фрагмент, в пакет включается заголовок Fragmentation, формат которого показан на рис. 22.6.

    Рис. 22.6. Формат заголовка Fragmentation

    Как и в версии 4, поле смешения имеет длину 13 бит и измеряет смещение фрагмента в 8-октетных блоках. Бит M (more — больше) указывает, является ли этот фрагмент последним. Поле идентификации расширено до 32 бит.

    22.7.5 Варианты Destination

    Заголовок Destination Option (варианты точки назначения) обеспечивает сведения о точке (точках) назначения для многоадресной рассылки. В настоящее время для этого заголовка не специфицировано никаких вариантов, кроме полей заполнения. Формат заголовка показан на рис. 22.7.

    Рис. 22.7. Формат заголовка Destination Option

    Если в пакете есть заголовок Routing, то могут присутствовать два заголовка Destination Option. Первый из них (расположен до Routing) содержит варианты, рассматриваемые каждым узлом, перечисленным в заголовке. Второй заголовок стоит после всех остальных и применяется только в точке назначения.

    22.8 Автоконфигурация в версии 6

    Раньше сети IP требовали большой работы по конфигурации и обслуживанию. Одним из преимуществ версии 6 является обеспечение эффективной автоматической инициализации. Очень важно помочь в переводе сайтов на новый формат адресов. Кроме того, не менее важно автоматизировать изменение адресов, связанное с изменениями у провайдера.

    В независимых локальных сетях хосты IPv6 могут автоматически строить адреса IP на основе адреса адаптера сетевого интерфейса или иных уникальных идентификаторов на уровне связи данных.

    Когда организации потребуется маршрутизировать данные или подключиться к провайдеру, маршрутизаторы обеспечат хосты всей необходимой информацией для автоконфигурации своих адресов и начала работы в сети.

    22.8.1 Назначение маршрутизаторов

    Каждый маршрутизатор предоставляет хостам следующие сведения:

    ■ Свой адрес

    ■ Список всех адресных префиксов, используемых связью

    ■ Конкретный префикс, который должен использоваться хостом для создания своего адреса

    ■ Предполагаемое максимальное значение предела счетчика попаданий

    ■ Будет ли хост извлекать конфигурационную информацию из сервера DHCP

    ■ MTU для связи, где возможны различные значения MTU

    ■ Значения для различных таймеров

    22.8.2 Список адресных префиксов

    Многие сетевые администраторы с удовлетворением услышат о кончине ненавистных масок подсети. В версии 6 выбор маршрута выполняется на основе сравнения адресных префиксов.

    Маршрутизатор объявляет список адресных префиксов локальной связи. Префикс — это весь адрес IPv6 или его часть вместе с номером, указывающим на реальное количество бит в этом префиксе. Хосты хранят списки префиксов.

    Когда хосту нужно выяснить, находится ли точка назначения на данной связи, он просматривает свой список префиксов этой связи и сравнивает необходимое число бит с соответствующими битами адреса назначения.

    22.8.3 Адреса интерфейсов IPv6

    Каждый интерфейс версии 6 имеет список соответствующих ему адресов. Как минимум, список содержит уникальный адрес локальной связи (link local address), имеющий формат:

    1111111010 (10 бит) 00…00 Уникальный адрес технологии связи

    Каждому узлу необходим способ генерации собственных уникальных адресов интерфейса связи. Например, интерфейс локальной сети может иметь уникальной частью адреса собственный MAC-адрес, размещенный в крайних правых 48 битах. Системы могут взаимодействовать по связи через адреса локальной связи.

    Как хост автоматически генерирует глобальные адреса и адреса локального сайта? Маршрутизатор объявляет список префиксов. Некоторые префиксы предназначены для конструирования адресов хостов. Новые адреса локальных сайтов и глобальные адреса создаются из предложенного маршрутизатором префикса и следующего далее уникального адреса связи. Полученный адрес добавляется в список хоста.

    Предложенные маршрутизатором сведения также указывают хостам место извлечения дополнительной адресной информации от сервера DHCP (который может присваивать адреса, конфигурируемые администратором сети). Там же указывается и способ извлечения этих сведений.

    Кроме того, в версии 6 остается ручное конфигурирование адресов (если оно кому-нибудь понадобится).

    22.8.4 Изменение адресов

    Возможность применения более одного глобального префикса упрощает переход от одного провайдера к другому.

    От маршрутизатора поступают значения для установки индивидуальных таймеров на каждый префикс провайдера. При переключении с одного провайдера на друге старый префикс просто устраняется по истечении срока действия. Значения тайм-аута для нового активного префикса периодически обновляются, чтобы исключить их удаление при переполнении таймера.

    Тайм-ауты дают возможность выбрать хост и подключить его к другой связи данного сайта. Префикс содержит идентификатор подсети и сведения о провайдере и регионе, поэтому при устранении старого префикса по тайм-ауту сразу становится доступен новый префикс.

    22.8.5 Тестирование уникальности адреса

    Перед использованием адреса локальной связи хост должен проверить его уникальность с помощью многоадресного запроса. Это позволит обеспечить уникальность IP-адреса, а также всех адресов, созданных из этого адреса с помощью различных префиксов. Адреса, конфигурируемые вручную или получаемые от сервера DHCP, также проверяются на уникальность перед началом использования.

    22.9 Конфигурирование через DHCPv6

    Система может получить полный набор конфигурационных параметров от сервера DHCP. Для перехода на DHCP версии 6 нужны некоторые изменения.

    Новый протокол DHCP должен поддерживать адреса версии 6. Кроме того, старый тайм-аут выделения адреса нужно заменить как утративший смысл и назначение.

    Интересно, что DHCPv6 позволяет не только автоконфигурировать хосты, но и проводить автоматическую регистрацию имен хостов и их адресов в DNS. Инициализируемый хост может запросить применение определенного имени или разрешить присвоить себе имя сервера DHCPv6.

    Если у клиента завершается время использования адреса, сервер DHCPv6 удалит запись об этом клиенте в DNS.

    22.10 Переход на IPv6

    IP широко распространен во всем мире. Однако нельзя требовать, что бы все одновременно перешли на версию 6. Этот переход должен быть постепенным:

    ■ Узлы версии 6 должны взаимодействовать с узлами версии 4.

    ■ От организаций нельзя требовать отказа от их текущих адресов.

    ■ Организации должны иметь возможность модернизировать отдельные узлы, оставляя другие без изменения.

    ■ Переход должен быть прост и понятен.

    22.10.1 Необходимость изменений

    Провайдерам IPv6 необходим для более эффективной магистральной маршрутизации и увеличения количества своих подписчиков. Однако зачем переходить на версию 6 независимым организациям, у которых прекрасно работают сети на старой системе адресации? Если нет проблем с обслуживанием IP-адресов или введением новых служб (например, потоков), то переходить на новую версию необязательно.

    Серверы Интернета могут одновременно работать с двумя стеками и двумя системами адресации еще очень долгое время. Однако в некоторый момент станет удобнее пользоваться версией 6, чем игнорировать ее.

    22.10.2 Путь перехода на новую версию

    Первым шагом на пути к версии 6 будет модернизация программного обеспечения сервера имен доменов сайта, чтобы сервер DNS смог отвечать на запросы, используя новый формат адресов.

    Вероятно, первыми модернизируемыми системами станут маршрутизаторы интерфейсов с внешними сетями. Эти маршрутизаторы будут преобразованы для совместной работы как с версией 4, так и с версией 6. Постепенно на наиболее важных маршрутизаторах появится стек протоколов версии 6. В смешанном окружении трафик версии 6 будет пересылаться по тоннелям в сетях версии 4.

    В переходный период будут применяться адреса локальных сайтов IPv6. При подключении сайтов к провайдеру на них появятся сведения о префиксах региона, провайдера и подписчиков.

    22.10.3 Изменения в DNS

    Новый тип записи о ресурсе, AAAA, отображает имена доменов в адреса IP версии 6. Пример такой записи:

    MICKEY IN AAAA 4321:0:1:2:3:4:567:89AB

    Должен быть обеспечен и обратный просмотр. Для преобразования адресов в имена для IPv6 потребуется добавить новые домены. Обратный поиск доменов включается в дерево доменов от узла IP6.INT.

    Адреса IP версии 4 рассматриваются в обратном порядке, чтобы получить свои метки в домене in-addr.arpa. Адреса версии 6 также просматриваются наоборот и переписываются как ряд шестнадцатеричных цифр, разделенных точками. Например, обратная запись элемента:

    4321:0:1:2:3:4:567:89АВ

    появится в дереве домена как:

    B.A.9.8.7.6.5.0.4.0.0.0.3.0.0.0.2.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.1.2.3.4.IP6.INT

    22.10.4 Туннели через сети версии 4

    В течение переходного периода датаграммы иногда будут пересекать на своем пути сети версии 4. На рис. 22.8. провайдеры А и С поддерживают версию 6, а провайдер В — нет. Граничные маршрутизаторы интерфейсов имеют адреса совместимости IPv4 с IPv6, которые легко преобразовать в адреса версии 4, удаляя нулевые префиксы. Пакеты версии 6 "обернуты" заголовком версии 4 и пересекают промежуточную сеть по туннелю.

    Рис. 22.8. Трафик в туннеле сети версий 4

    Формирование туннеля может происходить и в пределах сайта, который преобразовал некоторые из своих сетей в версию 6. Оно может использоваться в любом удобном для этого месте: между маршрутизаторами, между хостами или на пути от хостов к маршрутизаторам.

    22.11 Резюме

    Рабочие группы разработки IP следующего поколения заложили основы новой версии, которая разрешает проблему истощения пространства адресов Интернета и предлагает более эффективную маршрутизацию. Новый протокол предоставляет возможности автоматической конфигурации и сосуществования со старой версией, а также позволяет осуществлять постепенный переход на новую версию. Цепочечные заголовки обеспечивают безболезненную будущую модернизацию и удобный путь перемещения в сетях IP данных других протоколов.

    22.12 Дополнительная литература

    RFC 1884 описывает адреса IPv6, a RFC 1883 — основы протокола версии 6. RFC 1885 посвящен ICMPv6, a RFC 1886 имеет дело с расширениями DNS. В RFC 1887 обсуждается архитектура выделения адресов. После выхода данной книги должны появиться и другие RFC.








    Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Прислать материал | Нашёл ошибку | Наверх