IPv6 Jonas Aronsson 3TEa

IPv6 Jonas Aronsson 3TEa

IPv6 IPv6, sjätte generationens Internetprotokoll, det nya sättet att adressera och överföra data i nätverk. Vad lite mer exakt är detta? Det tänkte jag nu gå igenom i två steg. Först lite generellt dravel om hur det fungerar och ser ut sen en mer djupgående genomgång av nyheterna mot IPv4 (som vi använder oss av idag) och liknande saker. Varför man bör gå över till IPv6 är också en sak jag ska försöka ge svar på framöver i texten. Generellt dravel IPv4 introducerades 1983, innan dess hade man inte haft något bra protokoll som passade ett nätverk i stil med Internet. IPv1, v2 och v3 kom aldrig ut ur laboratorierna, det samma gäller för IPv5. Men nu, efter att ha använt IPv4 drygt 20 år är det snart dags för den största förändringen som Internet någonsin varit med om. Allt måste uppgraderas och gärna så simultant som möjligt för att få en smidig övergång till det nya systemet. Men vad är det då det rör sig om? Jo, det börjar bli dags att byta till ett nytt Internetprotokoll, nämligen IPv6! Den gamla Ipv4-adressen som vi använder oss av idag är som bekant är uppbyggd av 32 bitar som skrivs ut byte för byte avskilda med en punkt (ex. 213.66.87.237). En IPv6-adress däremot består av hela 128 bitar, dessa skrivs ut i hexadecimal form, två bitar åt gången, avskilda med ett kolon (ex. 2001:618:4d6:0:250:4ff:fee8:78d4). Skillnaden mellan 32b och 128b är enormt stor. Om man med hjälp av valfri kalkylator (som calc i Windows) jämför 2^32 och 2^128 så förstår man snabbt att det finns bra mycket fler adresser i nya IPv6. Närmare bestämt så finns det ~4.3 miljarder IPv4-adresser och hela 3.4*10^29 miljarder IPv6-adresser. Om man gör en snabb överslagsräkning mot jordens totala yta skulle det bli ~6.67*10^14 miljarder adresser per kvadratmeter! Därför behöver man inte oroa sig över att IPv6-adresserna ska ta slut på det sättet som hänt med IPv4. Man kan även göra en snabb jämförelse mellan IPv6-adresserna och datorns fysiska MAC-adress (som ska vara unik för varje dator). En MAC-adress består av 48 bitar och skrivs liksom IPv6 ut hexadecimalt. T.ex. kan den se ut på följande sätt: 00-50-BA-F1-67-6B. Om alla datorer (nätverkskort) nu har en unik MAC-adress kan det teoretiskt bara finnas ~280 biljoner datorer. Det innebär alltså att det skulle finnas bra mycket fler IPv6-adresser än datorer (om man inte byter standard där med). Det är alltså t.o.m. så att varje subnät (ett subnät i IPv6 är på 16b) kan innehålla alla datorer någonsin tillverkade! Nu börjar ni kanske få en uppfattning av hur stor Ipv6- adressrymden är. När man sålde IPv4-adresserna för en massa år sedan tänkte man inte långsiktigt på hur stort Internet skulle kunna bli. Så idag är adresserna i stort sett slut, trots att långt ifrån alla används men de är uppköpta av olika företag/organisationer. T.ex. har IBM 33 miljoner adresser och amerikanska regeringen hela 168 miljoner. Det är så att de skulle kunna ha alla sina arbetsstationer publikt på Internet och inte med lokala adresser som man har i vanliga fall. Med IPv6 skulle alla datorer utan problem kunna ha var sin publik adress, man skulle inte behöva ha lokala adresser innanför en router som i sin tur ger problem när det gäller webserverar, ftpservrar etc. Teknisk information Nu vet ni alltså de för användaren största skillnaderna. Längre adresser som ger en mycket större adressrymd att röra sig i. Vad vi ska göra nu är en liten djupdykning i hur protokollet i sig fungerar. Följande tre punkter är de största förändringarna: 1. Utökade adressmöjligheter. 2. Förenklat pakethuvud.

3. Verifiering och säkerhetsmöjligheter. Innan vi går in på djupet i de här punkterna ska vi gå igenom lite begrepp som kan komma upp: Nod En enhet som använder IPv6. Router En nod som skickar vidare paket som inte ar adresserade till den själv. Host En nod som inte är en router. Paket IPv6-huvudet plus följande data (payload). Punkt ett i listan ovanför har vi redan gått in på tillräckligt mycket, punkt två däremot ska vi nu kolla lite på. Det man har gjort är att rensa IPv4:as pakethuvud och gjort en hel del saker valbara istället för obligatoriska. Detta för att förenkla och snabba upp protokollet. Här följer en skiss över pakethuvudet i IPv6, kopierad från RFC 2460 (IPv6 Specifications), där ser man hur grunden i IPv6-huvudet är uppbyggt. Version Traffic Class Flow Label Payload Length Next Header Hop Limit + Source Address + + Destination Address + De olika fälten innebär följande: Version - Fyrabitars IP-versionnummer, d.v.s. 6. Traffic Class och Flow Label går jag inte in på här eftersom de fortfarande var i experimentstadiet när RFC 2460 skrevs. Payload Length 16-bitars 'unsigned interger' (heltalsvariabel) som innehåller längden på resten av paketet, inklusive tilläggspakethuvuden. Next Header 8 bitar. Innehåller namnet på pakethuvudet direkt efter IPv6-huvudet. Fungerar på samma sätt som i IPv4. Hop Limit - 8-bitars 'unsigned interger'. Minskar med ett för varje nod som skickar vidare paketet. Paketet ignoreras när Hop Limit har når noll. Source Address 128-bitars adress tillhörande avsändaren. Destination Address 128-bitars destinationsadress. D.v.s. IP-adressen till mottagaren. Inte tvunget den absoluta mottagaren om man använder sig av routingpakethuvudet. Den tredje punkten i listan, Verifiering och säkerhetsmöjligheter, omfattar de i IPv6 fördeffinerade tilläggen för dataintegritet etc. Vilket kortfattat innebär säkerhetshöjande tillägg. För att återgå till pakethuvudet, via 'Next Header' kan man alltså ange kommande, utökade, pakethuvuden. T.ex. har vi TCP, routing, fragmentering etc. Som exempel kan det se ut på följande sätt:

+-----------------+-----------------+------------------------ IPv6 header Routing header TCP header + data Next Header = Next Header = Routing TCP +-----------------+-----------------+------------------------ Här ser vi att efter IPv6-huvudet följer ett routinghuvud och slutligen ett TCP-huvud. När man använder sig av mer än ett utökat huvud så ska de ligga i följande ordning för att allt ska fungera som det är tänkt: IPv6 Hop-by-Hop inställningar Destinationsinställningar (för den första noden i destinationsadressfältet) Routing Fragment Verifiering Inkapslad säkerhetspayload Destinationsinställningar (för den slutgiltiga målnoden) Upper-layer (inställningar/flaggor till lagret ovanför i protokollstacken) Varje utökat pakethuvud får endast förekomma en gång, med undantag för destinationsinställningarna som får förekomma två gånger. En gång före routning och en gång före upper-layer. Nog om pakethuvuden etc... Slutsatser Varför ska vi då gå över till IPv6 när IPv4 fungerar så bra som det gör? Att adresserna håller på att ta slut är inte riktigt sant i och med att allt fler använder sig av NAT (Network Address Translation) som i sin tur innebär att man kan ha flera datorer bakom ett och samma publikt IP-nummer (via en router). Men det är just detta man vill komma ifrån med IPv6. NAT innebär oftast en falsk säkerhet. Eftersom ens dator inte kan nås utifrån tror man den är säker vilket givetvis inte är fallet. Därför är det lika bra att alla datorer får var sitt IP-nummer och att folk börjar tänka mer på säkerheten. En sak som är en stor fördel med att alla datorer har var sin adress är att P2P-program kan fungera bättre och friare. Inte bara fildelningsprogram som Kazaa och DC (vilket troligen kommer innebära att RIAA och MPAA kommer motarbeta IPv6 så mycket de kan) utan även IP-telefoni, videokonferenser etc. kommer att fungera i större utsträckning. Det kommer bli lättare för din mobiltelefon att koppla upp sig om den, och all annan mobil utrustning, har ett eget IP-nummer vilket de i och med IPv6 kan få utan problem. En annan fördel med IPv6 som jag inte nämnt allt för mycket är att det finns en inbyggd kryptering redan på IP-nivå. Det gör att datan som skickas är säkrare än idag. Slutligen kan man då fråga sig om man måste komma ihåg de här komplexa, långa och omständliga IPv6-adresserna? Nej, 'självklart' ska man inte behöva det. Man ska, som man till stor del gör idag, lägga allt sådant hos DNS-servrarna. I dagsläget finns det inga rootservrar som stödjer IPv6 men det kommer med all säkerhet ändras inom en relativt kort framtid.

Källor RFC 2460 Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification http://www.faqs.org/ftp/rfc/pdf/rfc2460.txt.pdf IPv6 information for the University of Colorado at Boulder http://www.ipv6.colorado.edu/info.html http://www.susning.nu/ipv6 Jonas Aronsson 3TEa 2004/03/30