Akademska mrea SrbijeKumanovska bb, 11000 Beograd tel: 011/3031-257 fax: 011/3031-259 http://www.amres.ac.yu

Uvod u IPv6

Akademska mrea Srbije

1. SADRAJ1. 2. SADRAJ _____________________________________________________________________ 2 UVOD U IPV6 __________________________________________________________________ 3 2.1 TA JE IPV6? _________________________________________________________________________3 2.2 OSNOVNE KARAKTERISTIKE IPV6 PROTOKOLA ___________________________________________________4 2.2.1 Zaglavlje IPv6 __________________________________________________________________4 2.2.2 Osnovno zaglavlje IPv6 __________________________________________________________4 2.2.3 Dodatna zaglavlja IPv6 __________________________________________________________6 2.2.4 ICMPv6 ________________________________________________________________________7 2.3 ADRESIRANJE U IPV6____________________________________________________________________9 2.3.1 Format IPv6 adrese _____________________________________________________________9 2.3.2 Tipovi IPv6 adresa ______________________________________________________________9 2.3.3 Unicast IPv6 adrese ____________________________________________________________10 2.3.4 Anycast IPv6 adrese ____________________________________________________________13 2.3.5 Multicast IPv6 adrese___________________________________________________________14 2.4 OPERACIJE U IPV6 ____________________________________________________________________16 2.4.1 Neighbor Discovery protokol_____________________________________________________16 2.4.2 2.4.3 2.4.4 3. Router Discovery proces ________________________________________________________18 Path MTU Discovery protokol ____________________________________________________20 Multicast Listener Discovery protokol _____________________________________________21

IMPLEMENTACIJA IPV6 U AKADEMSKOJ MREI SRBIJE __________________________________ 22 3.1 IPV6 ADRESNI PROSTOR AMRES-A _________________________________________________________22 3.1.1 Principi podele globalnog IPv6 adresnog prostora ___________________________________22 3.1.2 Alokacija adresnog prostora od strane RIPE-a ______________________________________24

2

Akademska mrea Srbije

2. UVOD U IPV6 2.1 ta je IPv6?IPv6 je protokol koji je definisan da zameni protokol IPv4, koji se trenutno koristi na Internetu. Sadanja verzija Internet protokola (IPv4) nije se bitno promenila jo od svog definisanja dokumentom RFC 791 (Internet Protocol DARPA Internet Program Protocol Specification) koji je objavljen 1981. godine. IPv4 se pokazao kao robustan protokol i lak za implementaciju, zbog ega se probio kao glavni protokol na kome se zasniva dananji Internet. Ipak inicijalni dizajn IPv4 nije predviao okolnosti koje su se pojavile ekspanzijom i popularnou Interneta i raunarski tehnologija. Ove okolnosti se ogledaju u sledeim problemima i potrebama:

Trenutni eksponencijalni rast Interneta i postepen nedostatak IPv4 adresnog prostora. Mogunost backbone rutera da odravaju izuzetno velike tabele rutiranja. Potreba za jednostavnijom autokonfiguracijom. Potrebna bezbednost podataka na IP nivou. Potrebna podrkaka za prenos podata u realnom vremenu (QoS)

Za IPv4 pravljeni su dodaci koji bi reili neke od ovih problema. Opcije kao to su IPSec ili QoS postoje i za IPv4. Da bi se produio vek IPv4 osmiljeni su mehanizmi za bolje iskorienje adresnog prostora, kao to su NAT (Network Address Translation), CIDR (Classless Interdomain Routing), DHCP (Dynamics Host Configuration Protocol). Meutim, ove tehnike imaju i svoja ogranienja. Kako bi se zadovoljili zahtevi dananjeg (i budueg) Interneta, IPv6 donosi sledee karakteristike:

Vei adresni prostor Jednostavnije zaglavlje za efikasniju obradu paketa Hijerarhijsku strukturu mree za efikasnije rutiranje Podrku za iroko primenjene protokole rutiranja Podrku za autokonfiguraciju raunara Ugraenu podrku za bezbednost podataka sa IPSec implementacijom. Poboljana podrka za Mobile IP Ugraena podrka za kvalitet servisa (QoS) Povean broj multicast adresa

Ovo su samo neke karakteristike koje donosi novi IP protokol, dok su mnoga poboljanja skrivena i dolaze do izraaja tek dubljim prouavanjem IPv6.

3

Akademska mrea Srbije 2.2 Osnovne karakteristike IPv6 protokola2.2.1 Zaglavlje IPv6Prva uoljiva osobina IPv6 protokola je novo zaglavlje, koje je jednostavnije u odnosu na zaglavlje IPv4 protokola. Jednostavnost se ogleda u injenici da su u odnosu na prethodnu verziju protokola izbaena nepotrebna i retko koriena polja kao i da su uvedena dodatna zaglavlja. Izbacivanje ovih polja dovelo je do bre obrade osnovnog zaglavlja, ali ukupna efikasnost i brzina obrade zavise od dodatnih zaglavlja. Slika 1. Format IPv6 paketa

2.2.2 Osnovno zaglavlje IPv6Osnovno zaglavlje IPv6 protokola sadri sledea polja: Verzija (Version): Polje je duine 4 bita i slui, kao i u IPv4, za oznaavanje verzije protokola, to znai da je vrednost ovog polja 6. Klasa saobraaja (Traffic Class): Polje predstavlja klasu ili prioritet paketa i funkcionalnost mu je ista kao polju Differenciated Services (DS) u IPv4. Duine je 8 bita. Oznaka toka (Flow Label): Novo polje uvedeno u IPv6. Ovo polje omoguava diferenciranje paketa na mrenom sloju, dodeljujui pakete odreenom toku podataka izmeu izvora i odredita. Na taj nain se dozvoljava aplikacijama krajnjih sistema da lako razdvoje saobraaj i ostvare potreban QoS (Quality of Service). Duina polja je 20 bita. Duina podataka (Payload Length): Polje predstavlja ukupnu duinu podataka u paketu izraenu u bajtovima i duine je 16 bita. Ovim poljem obuhvaena su dodatna zaglavlja IPv6 i jedinica podataka (PDU) vieg sloja. Uz odreenih 16 bita za ovo polje, ukupna veliina podataka moe biti 65536 bajta. Meutim, za pakete vee od maksimalne veliine, poznate pod nazivom jumbograms, ovo polje ima vrednost 0 i koristi se opcija Jumbo Payload u dodatnom zaglavlju. 4

Akademska mrea SrbijeSledee zaglavlje (Next Header): Odreuje koja vrsta informacije sledi posle osnovnog zaglavlja IPv6. Informacija koja sledi moe biti dodatno zaglavlje IPv6, ICMPv6 ili podaci transportnog sloja (TCP ili UDP segment). Slino je polju Protocol u IPv4. Duina polja je 8 bita. Broj skokova (Hop Limit): Polje je slino Time-to-Live polju IPv4 i duine je 8 bita. Predstavlja maksimalan broj rutera kroz koje paket moe da proe, nakon ega e biti odbaen. Svaki ruter kroz koji paket proe dekrementira vrednost ovog polja za jedan. Kada vrednost polja postane 0 paket se odbacuje, a izvoru se alje ICMPv6 poruka o greci: Time Exceeded. Adresa izvora (Source Address): Polje predstavlja IPv6 adresu izvora, duine 128 bita. Adresa odredita (Destination Address): Polje predstavlja IPv6 adresu odredita, duine 128 bita.

5

Akademska mrea Srbije2.2.3 Dodatna zaglavlja IPv6U IPv6 veina dodatnih opcija se nalazi u dodatnim zaglavljima. Ovo omoguava veu efikasnost u prenosu paketa, jer se alju samo potrebna zaglavlja. To znai da ne postoji fiksan broj zaglavlja u paketu, ve zaglavlja ine odreen lanac, u kome polje Next Header identifikuje sledee zaglavlje u lancu. Poslednje dodatno zaglavlje u lancu, u polju Next Header sadri vrednost za TCP ili UDP. Duina svakog zaglavlja mora biti celobrojni umnoak 64 bita. Ukoliko paket sadri vie dodatnih zaglavlja, preporuen redosled je sledei:

Hop-by-Hop Options zaglavlje Destination Options zaglavlje Routing zaglavlje Fragment zaglavlje Authentication zaglavlje Encapsulating Security Payload (ESP) zaglavlje

Slika 2. IPv6 dodatna zaglavlja

Mogue vrednosti polja Next Header Next Header Zaglavlje 0 Hop-by-Hop Options zaglavlje 6 TCP 17 UDP 41 Enkapsulirano IPv6 zaglavlje 43 Routing zaglavlje 44 Fragment zaglavlje 46 Resource ReSerVation Protocol 50 Encapsulating Security Payload 51 Authentication zaglavlje 58 ICMPv6 59 Ne postoji sledee zaglavlje 60 Destination Options zaglavlje 6

Akademska mrea Srbije2.2.4 ICMPv6IPv6 koristi poboljanu verziju ICMP (Internet Control Message Protocol) pod nazivom ICMPv6 koja ima iste funkcije u prijavljivanju greaka i slanju jednostavnih echo poruka kao i ICMP za IPv4. Meutim ICMPv6 ima i dodatne funkcije koje se ogledaju u pomoi pri funkcionisanju dva IPv6 protokola:

Multicast Listener Discovery (MLD) MLD koristi tri razliite ICMPv6 poruke koje zamenjuju IGMP protokol verzije 2 koji se koristio u IPv4. Neighbor Discovery (ND) koristi pet razliitih ICMPv6 poruka koje omoguavaju komunikaciju meu ureajima na lokalnom linku. ND zamenjuje ARP, ICMPv4 Router Discovery i ICMPv4 Redirect.

ICMPv6 je neophodan za funkcionisanje IPv6 i opisan je u RFC 2463. ICMPv6 paket se prenosi unutar IPv6 paketa i njegovo zaglavlje se nalazi iza svih dodatnih IPv6 zaglavlja. Prisustvo ICMPv6 zaglavlja se oznaava postavljanjem vrednosti polja Next Header na 58 u prethodnom zaglavlju. Postoje dva grupe ICMPv6 poruka:

Poruke o greci Ove poruke se koriste za informisanje o grekama koje su nastale pri prenosu paketa i alje ih destinacioni ureaj ili usputni ruter. Vrednost polja Type u ICMPv6 za poruke o greci je iz opsega od 0 do 127. U ove poruke spadaju Destination Unreachable, Packet Too Big, Time Exceeded i Parameter Problem poruke. Informacione poruke Ove poruke se koriste za utvrivanje stanja u mrei ili obezbeuju dodatnu funkcionalnost ureajima (MLD i ND). Vrednost polja Type u ICMPv6 za poruke o greci je iz opsega od 128 do 255. Poruke koje spadaju u ovu grupu su Echo Request i Echo Reply.

ICMPv6 zaglavljePolja unutar ICMPv6 zaglavlja su:

Type Polje ukazuje na tip ICMPv6 poruke. Veliina polja je 8 bita. Code Polje slui za razlikovanje vrsta poruka unutar istog tipa poruke. Veliina polja je 8 bita. Ukoliko postoji samo jedna vrsta poruke unutar odreenog tipa poruke ovo polje ima vrednost 0. Checksum Polje sadri kontrolnu sumu ICMPv6 poruke i njegova duina je 16 bita. Pri raunanju kontrolne sume, poruci se dodaje IPv6 pseudo-zaglavlje. Data Polje sadri ICMPv6 podatke koji su specifini za svaki tip poruke.

Slika 3. ICMPv6 paket

7

Akademska mrea SrbijeTipovi ICMPv6 porukaU tabeli se nalaze vrednosti polja ICMPv6 Type i odgovarajui tip poruke. ICMPv6 Type 1 2 3 4 128 129 Destination Unreachable poruka Ovaj tip poruke alje ruter ili odredini ureaj kada paket ne moe biti prosleen do odredita. Unutar poruke se nalazi i deo odbaenog paketa. Postoji pet vrsta ove poruke:

Tip poruke Destination Unreachable Packet Too Big Time Exceeded Parameter Problem Echo Request Echo Reply

ICMPv6 Code=0 U tabeli rutiranja ne postoji ruta do destinacije. ICMPv6 Code=1 Komunikacija sa odreditem je administrativno zabranjena. Ova poruka se obino alje pri odbacivanju paketa od strane firewall ureaja. ICMPv6 Code=2 Adresa ne pripada opsegu izvorinih adresa. ICMPv6 Code=3 Destinaciona adresa je nedostupna. Ova poruka se obino alje zbog nemogunosti da se odredi link-layer adresa izvora. ICMPv6 Code=4 Destinacioni port je nedostupan. Ova poruka se obino alje kada IPv6 paket koji sadri UDP stigne na odredite, ali ne postoji aplikacija koja oslukuje na odredinom UDP portu.

Packet Too Big poruka Ovaj tip poruke se alje kada je MTU linka, na koji treba proslediti paket, manja od veliine paketa. Unutar paketa se alje MTU linka i deo odbaenog paketa. Time Exceeded poruka Ovaj tip poruke obino alje ruter kada polje Hop Limit unutar IPv6 paketa ima vrednost 0, pri primanju paketa ili pri dekrementiranju vrednosti tog polja tokom procesa prosleivanja. Unutar poruke se nalazi i deo odbaenog paketa. Parameter Problem poruka Ovaj tip poruke alje ruter ili odredini ureaj kada je, unutar osnovnog ili nekog dodatnog zaglavlja, dolo do greke koja spreava dalju obradu paketa. Postoji polje Pointer koje ukazuje na bajt u paketu na kome je ustanovljena greka. Unutar poruke se nalazi i deo odbaenog paketa. Echo Request/Reply poruka Echo Request poruka se alje kako bi se zatraio odgovor od destinacionog ureaja u vidu Echo Reply poruke. Polja Identifier i Sequence Number omoguavaju izvornom ureaju da odredi koja je dolazea Echo Reply poruka odgovor na koju Echo Request poruku.

8

Akademska mrea Srbije 2.3 Adresiranje u IPv6Jedna od najbitnijih promena u IPv6 u odnosu na prethodnu verziju je veliina adrese koja sada iznosi 128 bita. Ovakav 128-bitni adresni prostor omoguava oko 3,4 x 1038 razliitih adresa. Bitno je naglasiti da 128bitno adresiranje nije usvojeno samo zbog velikog broja adresa koje su na raspolaganju, ve i zbog mogunosti hijerarhijskog adresiranja i rutiranja koji treba da oslikavaju topologiju modernog Interneta. Ovakvo adresiranje omoguava vie nivoa hijerarhije, agregaciju adresa i fleksibilnost pri rutiranju koja nedostaje dananjem IPv4 Internetu. Arhitektura adresiranja u IPv6 opisana je u RFC 2373 - IP Version 6 Addressing Architecture.

2.3.1 Format IPv6 adreseIPv6 adresa se predstavlja kao niz 16-bitnih heksadecimalnih brojeva odvojenih znakom dvotake ":". Svako od osam hekasadecimalnih polja ima etiri znaka. Na ovaj nain je zapisivanje IPv6 adresa uinjeno lakim i otpornijim na mogue greke. Primer IPv6 adrese: 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:0001

Da bi se dodatno pojednostavilo i olakalo predstavljanje IPv6 adresa uvedena su sledea pravila:

- Poetne nule u svakom polju su opcione i mogu se izostaviti pri predstavljanju adrese.Primer: 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:0001 = 2031:0:130F:0:0:9C0:876A:1 FF01:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 = FF01:0:0:0:0:0:0:1

- Znak "::" predstavlja uzastopna polja koja se sastoje samo od 0. Ovaj znak se moe upotrebiti samo najednom mestu u IPv6 adresi. Primer: 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:0001 = 2031:0:130F::9C0:876A:1 FF01:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 = FF01::1 Ova pravila omoguavaju da se na vrlo jednostavan nain utvrdi broj izostavljenih nula u skraenom prikazu adrese. Ukoliko bi u adresi koristili na vie mesta znak "::" ne bi se moglo utvrditi koliko je nula izostavljeno na tim mestima.

IPv6 prefiksPrefiks u IPv6 adresi predstavlja odreen broj bita najvee vrednosti i predstavlja mreni deo IPv6 adrese. IPv6 prefiks se zapisuje u obliku IPv6-prefiks/duina-prefiksa, slino kao IPv4 adresa u besklasnom zapisu. Duina prefiksa je decimalna vrednost koja predstavlja broj bita najvee vrednosti IPv6 adrese, koji predstavljaju prefiks. Primer: 2031:0:130F::9C0:876A:1/64 predstavlja prefiks 2031:0:130F:0/64

2.3.2 Tipovi IPv6 adresaPostoje tri glavna tipa IPv6 adresa:

Unicast Predstavlja adresu koja se dodeljuje jednom interfejsu. Anycast Predstavlja adresu koja identifikuje vie interfejsa koji tipino pripadaju i razliitim ureajima. Paket koji je poslat na anycast adresu stii e najbliem i samo jednom interfejsu, koji je vezan za tu adresu. Koji je najblii interfejs odreeno je protokolom rutiranja i metrikom.

9

Akademska mrea Srbije

Multicast Predstavlja adresu koja identifikuje skup interfejsa koji tipino pripadaju razliitim ureajima. Paket koji je poslat na multicast adresu bie prosleen na sve interfejse odreene tom adresom.

Generalno, IPv6 adresa se dodeljuje odreenom interfejsu, a ne ureaju. Meutim, jednom interfejsu moe biti dodeljeno vie IPv6 adresa. Vie interfejsa moe imati samo jednu unicast adresu kada se koriste za raspodelu optereenja preko vie fizikih veza. Tada se vie fizikih interfejsa tretira kao jedan interfejs na Internet sloju. Ruteri koji koriste unnumbered interfejse na vezama taka-taka nemaju dodeljene IPv6 adrese. Jedna velika izmena u odnosu na IPv4 je nepostojanje broadcast adresa. Svi tipovi IPv4 broadcast adresiranja su u IPv6 zamenjeni sa multicast adresama.

2.3.3 Unicast IPv6 adreseUnicast adresa je adresa dodeljena jednom interfejsu. Postoji vie tipova IPv6 unicast adresa:

Globalna unicast adresa (Global unicast address) Unicast adresa lokalnog linka (Link-local unicast address) Unicast adresa lokalnog sajta (Site-local unicast address) Specijalne IPv6 adrese Kompatibilne adrese

Globalna unicast adresaIPv6 globalna unicast adresa je rutabilna i dostupna iz IPv6 dela Interneta i ekvivalentna je javnoj IPv4 adresi. Struktura globalne unicast adrese omoguava agregaciju prefiksa kako bi se omoguilo efikasnije rutiranje. Trenutno, globalne unicast adrese se dodeljuju iz opsega adresa koje poinju sa binarnom vrednou 001 (odnosno 2000::/3). Opseg 2000::/3 koristi jednu osminu ukupnog IPv6 adresnog prostora. Globalna unicast adresa se sastoji od :

globalnog ruting prefiksa (Global routing prefix) identifikatora podmree (Subnet ID) identifikatora interfejsa (Interface ID)

Slika 4. IPv6 globalna unicast adresa

10

Akademska mrea SrbijeGlobalni ruting prefiks je duine 48 bita. Identifikator podmree (Subnet ID) je polje duine 16 bita. Koriste ga pojedinane organizacije kako bi napravile sopstvenu hijerarhijsku emu adresiranja. Ovo polje omoguava stvaranje 65535 razliitih podmrea. Identifikator interfejsa (Interface ID) je polje duine 64 bita i koristi se za odreivanje jedinstvenog interfejsa na linku. Link je mreni medijum preko koga ureaji komuniciraju na data-link sloju. Identifikator interfejsa globalne unicast adrese i drugih tipova IPv6 adresa mora biti duine 64 bita. Ovo polje moe biti konstruisano po EUI-64 formatu.

EUI-64 formatEUI-64 format identifikatora interfejsa se konstruie od 48-bitne MAC adrese. Posle prva tri bajta MAC adrese (tj. OUI polja) ubacuje se vrednost 0xFFFE, a zatim slede druga tri bajta MAC adrese (tj. serijski broj). Da bi bili sigurni da je izabrana adresa iz jedinstvenog skupa MAC adresa sedmi bit prvog bajta ove adrese se komplementira. Ovaj bit se oznaava kao U/L (Universal/Local) i ako je vrednost 0 oznaava da je IEEE administrirao MAC adresu kroz OUI polje, a ako je 1 znai da se adresa lokalno administrira. Primer: Neka raunar na mrei ima MAC adresu 00-AA-00-3F-2A-1C. Dodavanjem vrednosti FFFE dobijamo 00-AA-00-FF-FE-3F-2A-1C, a komplementiranjem U/L bita dobijamo 02-AA-00-FF-FE-3F-2A-1C, tj. u IPv6 zapisu 2AA:FF:FE3F:2A1C Slika 5. EUI-64 format

Unicast adresa lokalnog linka (Link-local unicast address)Unicast adresa lokalnog linka je IPv6 adresa koja se automatski konfigurie na svakom IPv6 ureaju, bez obzira na to da li su konfigurisane neke druge adrese. Koristi se prefiks FE80::/10 (adrese poinju sa 1111 1110 10 binarno) i identifikator interfejsa (Interface ID) koji je u EUI-64 formatu. Ekvivalentne su IPv4 automatskim privatnim adresama (APIPA - Automatic Private IP Addressing) koje mogu da se automatski konfiguriu pod Windows operativnim sistemom koristei opseg 169.254.0.0/16. 11

Akademska mrea SrbijeSlika 6. IPv6 Unicast adresa lokalnog linka

Ovaj tip IPv6 adresa uglavnom slui za povezivanje ureaja na lokalnom linku, bez potrebe za globalnim adresama. Na taj nain ureaji mogu komunicirati bez potrebe za ruterom. Takoe unicast adrese lokalnog linka koriste se kod Neighbor Discovery protokola i procesa autokonfiguracije. Ruteri ne smeju prosleivati pakete koji imaju ovaj tip adrese kao izvorinu ili odredinu adresu.

Unicast adresa lokalnog sajta (Site-local unicast address)Ovaj tip IPv6 adresa je ekvivalentan privatnim adresama iz IPv4 koje pripadaju poznatim opsezima 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 i 192.168.0.0/16. Za unicast adrese lokalnog sajta odreen je prefiks FEC0::/10 (adrese poinju sa 1111 1110 11 binarno). Posle ovog prefiksa sledeih 38 bita je fiksirano na vrednost 0, a zatim sledi 16-bitni identifikator podmree (Subnet ID) i 64-bitni identifikator interfejsa (Interface ID). Privatne adrese se mogu koristiti bez potrebe za jedinstvenim prefiksom, ukoliko mrea nije prikljuena na Internet. Ruteri ne smeju oglaavati putanje i prosleivati pakete sa ovim tipom adrese van granica odreenog sajta. Ukoliko kasnije bude neophodno povezivanje na Internet, dovoljno je dodeliti globalni ruting prefiks dok se ve definisana adresna ema celog sajta moe primeniti na ovaj prefiks. Slika 7. IPv6 Unicast adresa lokalnog sajta

Specijalne IPv6 adreseU grupu specijalnih IPv6 adresa spadaju dva tipa adresa:

Nespecifirana adresa (Unspecified) oznaava se sa 0:0:0:0:0:0:0:0 ili samo "::". Koristi se samo u sluaju da ureaj ne poseduje svoju IPv6 adresu. Uglavnom se koristi kao izvorina adresa u paketima kojima ureaj pokuava da odredi jedinstvenost svoje adrese. Nikada se ne dodeljuje nekom interfejsu, niti se koristi kao odredina adresa. Ekvivalentna je sa nespecifiranom IPv4 adresom 0.0.0.0. Loopback adresa oznaava se kao 0:0:0:0:0:0:0:1 ili ::1. Slui za oznaavanje lokalnog interfejsa u IP steku, omoguavajui ureaju da alje pakete samom sebi. Ekvivalentna je IPv4 adresi 127.0.0.1. Ne moe se dodeliti fizikom interfejsu, a ruteri ne smeju prosleivati pakete sa ovakvim adresama.

12

Akademska mrea SrbijeKompatibilne adreseZbog potrebe postepenog prelaska sa IPv4 na IPv6 i paralelnog korienja oba protokola, definisane su razliite vrste kompatibilnih adresa:

IPv4 kompatibilna adresa (IPv4-Compatible IPv6 address) Ovaj tip adrese integrie IPv4 adresu u najniih 32 bita IPv6 adrese, dok ostalih 96 bita IPv6 adrese ima vrednost 0. Format IPv4 kompatibilne adrese je 0:0:0:0:0:0:w.x.y.z ili ::w.x.y.z. Svih 128 bita ove adrese predstavljaju IPv6 adresu ureaja, dok 32 najnia bita predstavljaju njegovu IPv4 adresu. Koristi se kod ureaja koji rade u dual-stack reimu, tj. podravaju IPv4 i IPv6. Ovakvo adresiranje omoguava automatsko tunelovanje IPv6 paketa preko IPv4 infrastrukture.

Slika 8. IPv4-kompatibilna IPv6 adresa

IPv4 mapirana adresa (IPv4-mapped IPv6 address) Tip adrese koji takoe integrie IPv4 adresu u najniih 32 bita IPv6 adrese. Format adrese je 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z ili ::FFFF:w.x.y.z. Koristi se za predstavljanje IPv4 ureaja, IPv6 ureaju. Na dual-stack ureaju, IPv6 aplikacija koja alje saobraaj na IPv4 mapiranu adresu, poslae ustvari IPv4 paket sa IPv4 adresom.

Slika 9. IPv4-mapirana IPv6 adresa

2.3.4 Anycast IPv6 adreseAnycast adresa identifikuje vie razliitih interfejsa koji generalno pripadaju razliitim ureajima. Paketi poslati na anycast adresu bie prosleeni, prema ruting protokolu, najbliem interfejsu kome je dodeljena ova adresa. Da bi ovakvo prosleivanje paketa bilo mogue, ruteri moraju znati kojim interfejsima su dodeljene anycast adrese i koja je njihova udaljenost u pogledu metrike rutiranja. Trenutno se anycast adrese dodeljuju samo ruterima i dodeljuju se iz adresnog prostora unicast adresa.

Subnet-Router anycast adresaSubnet-Router anycast adresa je predefinisana i potrebna adresa koja oznaava interfejse svih rutera povezanih na odreenu mreu. Ova adresa se sastoji od mrenog prefiksa koji definie tu mreu, dok su preostali biti vrednosti 0. Koristi se za komunikaciju sa jednim od vie rutera koji su prikaeni na udaljenu mreu. Slika 10. Subnet-Router anycast adresa

13

Akademska mrea Srbije2.3.5 Multicast IPv6 adreseMulticast saobraaj u IPv6 funkcionie na istom principu kao i u IPv4. Proizvoljno rasporeeni ureaji mogu oslukivati saobraaj na proizvoljnim IPv6 multicast adresama. IPv6 ureaj moe pratiti vie multicast adresa istovremeno, moe se prijaviti ili napustiti multicast grupu u bilo kom trenutku. IPv6 multicast adrese imaju prefiks FF00::/8 (1111 1111). Pored prefiksa, multicast adrese imaju dodatnu strukturu kojom se definie trajanje, opseg i multicast grupa kojima pripadaju. Slika 11. Format multicast adrese

Polje Flag je duine 4 bita. Trenutno je definisana jedino oznaka prolaznosti (Transient (T) flag) koja koristi najnii bit ovog polja. Ukoliko je vrednost ovog polja 0, to znai da je multicast adresa permanentno dodeljena od strane IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Kada je vrednost polja 1, adresa je privremena. Mogue vrednosti polja Flag Vrednost Trajanje 0 Permanentna adresa 1 Privremena adresa Polje Scope je duine 4 bita i pokazuje koliki opseg IPv6 mree pokriva multicast adresa. Ovo polje koriste ruteri kako bi odredili da li e multicast saobraaj biti prosleen.

Mogue vrednosti polja Scope Vrednost Opseg 0 Rezervisano 1 Lokalni interfejs (Interface-local scope) 2 Lokalni link (Link-local scope) 5 Lokalni sajt (Site-local scope) 8 Lokalna organizacija (Organization-local scope) E Globalni (Global scope) F Rezervisano Na primer, saobraaj na multicast adresi FF02::2 ima opseg na lokalnom linku. IPv6 ruter ga nee prosleivati van tog linka.

Polje Identifikator grupe (Group ID) odreuje multicast grupu koja je jedinstvena u okviru svog opsega. Veliina ovog polja je 112 bita. Trajno dodeljeni identifikatori grupe su nezavisni od opsega, dok su privremeni bitni samo u okviru svog opsega. Da bi identifikovali sve ureaje u opsegu lokalnog interfejsa ili lokalnog linka, definisane su sledee adrese: FF01::1 (multicast adresa svih ureaja u opsegu lokalnog interfejsa) FF02::1 (multicast adresa svih ureaja u opsegu lokalnog linka) Da bi identifikovali sve rutere u opsegu lokalnog interfejsa ili lokalnog linka, definisane su sledee adrese: 14

Akademska mrea SrbijeFF01::2 (multicast adresa svih rutera u opsegu lokalnog interfejsa) FF02::2 (multicast adresa svih rutera u opsegu lokalnog linka)

Solicited-Node multicast adresaOvo je adresa koja olakava upite mrenih ureaja u toku procesa otkrivanja hardverske (MAC) adrese. U IPv4 koristio se ARP zahtev koji se slao kao MAC broadcast. IPv6 koristi Neighbor Discovery Protocol i poruku Neighbor Solicitation koja se alje na solicited-node multicast adresu. Ova adresa je oblika FF02::1:FFXX:XXXX u kojoj XX:XXXX predstavljaju 24 najnia bita IPv6 adrese ureaja. Na ovaj nain se izbegava nepotrebna komunikacija sa svim ureajima na lokalnom mrenom segmentu. Slika 12. Format Solicited-Node multicast adrese

Mapiranje IPv6 multicast adresa u MAC adresePoto je polje identifikator grupe duine 112 bita, mogue je imati 2112 razliitih multicast grupa. Meutim, prema RFC 2373 preporueno je da se za dodeljivanje identifikatora grupe koristi samo najniih 32 bita, dok su ostali biti vrednosti 0. Ovo je preporueno zbog naina na koji se vri mapiranje IPv6 multicast adresa u Ethernet multicast adrese. Mapiranje se vri tako to se najniih 32 bita IPv6 multicast adrese dodaje na prefiks 33-33- ime se dobija Ethernet multicast MAC adresa. Da bi bilo mogue efikasno primanje IPv6 multicast paketa na Ethernet linku, mreni adapteri imaju mogunost u svojoj tabeli uvaju dodatne MAC adrese koje su od interesa. Ukoliko je primljen Ethernet okvir sa jednom od dodatnih MAC adresa od interesa, podaci se prosleuju viim slojevima na dalju obradu. Za svaku multicast adresu na kojoj IPv6 ureaj prati saobraaj, postoji odgovarajua MAC adresa od interesa u tabeli mrenog adaptera. Na primer, ureaj sa Ethernet MAC adresom 00-AA-00-3F-2A-1C i IPv6 unicast adresom lokalnog linka FE80::2AA:FF:FE3F:2A1C, imae dodatne MAC adrese u tabeli mrenog adaptera:

- Adresa 33-33-00-00-00-01 koja odgovara multicast adresi svih ureaja u opsegu lokalnog linka (FF02::1) - Adresa 33-33-FF-3F-2A-1C koja odgovara solicited-node multicast adresi (FF02::1:FF3F:2A1C)Slika 13. Mapiranje IPv6 multicast adrese u MAC adresu

15

Akademska mrea Srbije 2.4 Operacije u IPv62.4.1 Neighbor Discovery protokolIPv6 Neighbor Discovery (ND) protokol je skup poruka i procesa koji utvruju funkcije i odnose meu susednim IPv6 ureajima na mrei. ND protokol zamenjuje ARP, ICMP Router Discovery i ICMP Redirect funkcije koriene u IPv4 i omoguava dodatnu funkcionalnost. ND protokol omoguava svim IPv6 ureajima utvrivanje MAC adresa susednih ureaja. Raunarima se omoguava pronalaenje susednih rutera i dobijanje adresa, prefiksa i drugih konfiguracionih parametara. IPv6 ruteri koriste ND za oglaavanje svog prisustva, konfiguracionih parametara i prefiksa, kao i za slanje poruke o preusmeravanju paketa (Redirect)

Format poruka Neighbor Discovery protokolaND za svoje funkcije koristi ICMPv6 poruke. ND poruka se sastoji od ND zaglavlja i ND opcija. ND zaglavlje se sastoji od ICMPv6 zaglavlja i specifinih podataka za Neighbor Discovery. Slika 14. Format Neighbor Discovery poruke

Postoji pet tipova Neighbor Discovery poruka:

Neighbor Solicitation Neighbor Advertisement Router Solicitation Router Advertisement Redirect

Neighbor Solicitation porukaIPv6 ureaj alje Neighbor Solicitation poruku pri utvrivanju MAC adrese susednog ureaja, koji je na istom linku. Ova poruka ukljuuje MAC adresu poiljaoca. Funkcija je slina ARP u IPv4, ali izbegava se slanje broadcast poruka koje postoji u ARP. Ureaj od 24 najnia bita IPv6 adrese odredinog ureaja formira solicited-node multicast adresu na koju alje Neighbor Solicitation poruku. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za Neighbor Solicitation poruku je 135. Nakon primanja ove poruke odredini ureaj odgovara sa svojom MAC adresom, koju alje u Neighbor Advertisement poruci.

16

Akademska mrea SrbijeNeighbor Advertisement porukaIPv6 Neighbor Advertisement poruka je odgovor na Neighbor Solicitation poruku. Ureaj odgovara slanjem svoje data-link adrese. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za Neighbor Advertisement poruku je 136. Posle primanja ove poruke, dva IPv6 ureaja koja su na istom linku mogu da komuniciraju. Slika 15. Neighbor Solicitation i Neighbor Advertisement poruke

17

Akademska mrea Srbije2.4.2 Router Discovery procesIPv6 Router Discovery proces je proces u okviru Neighbor Discovery protokola. Njega koriste IPv6 ureaji kako bi otkrili rutere prisutne na lokalnom linku. Ovaj proces je slian sa ICMP router discovery u IPv4 i koristi dve vrste poruka:

Router Solicitation Router Advertisement

Router Solicitation porukaOva poruka se obino alje kada raunar nema konfigurisanu IPv6 unicast adresu, na primer, pri podizanju sistema. Na ovu poruku ruteri odmah odgovaraju sa Router Advertisement porukom, ne ekajui unapred odreeno vreme izmeu dve poruke. To omoguava raunarima da se brzo konfiguriu. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za ovu poruku je 133. Generalno se kao izvorina adresa u Router Solicitation poruci koristi nespecifirana adresa (0:0:0:0:0:0:0:0) ili konfigurisana IPv6 link-local adresa. Kao adresa odredita koristi se multicast adresa svih rutera u opsegu lokalnog linka (FF02::2). Ova poruka se alje pri podizanju sistema i samo jo dva puta posle toga kako ne bi dolo do zaguenja u mrei bez rutera.

Router Advertisement porukaRouter Advertisement poruka se alje periodino na svakom konfigurisanom interfejsu rutera ili kao odgovor na Router Solicitation poruku. Vremenski period nakon koga se alje ova poruka se moe konfigurisati, a podrazumevana vrednost na Cisco ruterima je 200 sekundi. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za ovu poruku je 134. Kao adresa odredita koristi se multicast adresa svih ureaja u opsegu lokalnog linka (FF02::1) ili unicast adresa ureaja koji je poslao router solicitation poruku. Poruka sadri vie informacija koje omoguavaju ostalim IPv6 ureajima da se konfiguriu:

Da li ureaji mogu da vre autokonfiguraciju adrese Koji tip autokonfiguracije se koristi ('stateless' ili 'stateful') Jedan ili vie mrenih IPv6 prefiksa, koje ureaji na lokalnom linku mogu koristiti za autokonfiguraciju IPv6 adrese. Vreme za koje se svaki od prefiksa smatra vaeim Da li se ruter koji alje router advertisement poruku moe smatrati za default ruter i koliko vremena vai ta informacija Dodatne informacije kao to su maksimalan broj skokova (Hop Limit) ili maksimalna jedinica podataka na linku (MTU - Maximum Transmission Unit)

18

Akademska mrea SrbijeSlika 16. Router Advertisement poruka

IPv6 Redirect porukaIPv6 Redirect poruku alje ruter kako bi informisao raunar o boljoj putanji za odreeni paket. Ruter u ovoj poruci obavetava raunar da za odreenu destinaciju alje pakete boljem ruteru i pritom mu alje link-layer adresu boljeg rutera. Redirect poruka se alje samo za unicast saobraaj i samo izvorinom raunaru. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za ovu poruku je 137.

19

Akademska mrea Srbije2.4.3 Path MTU Discovery protokolOvaj protokol omoguava IPv6 ureajima da dinamiki otkriju i prilagode se razlikama u veliini MTU (Maximum Transmission Unit) svakog linka du odreene putanje podataka. Poto u IPv6 ruteri ne vre fragmentaciju paketa, fragmentaciju vri izvorni ureaj. Da bi izvorni ureaj izvrio fragmentaciju on koristi protokol za odreivanje maksimalne jedinice podataka du putanje (Path MTU Discovery). Ovaj proces izvorni ureaj zapoinje pre slanja paketa. Ukoliko bar jedan pojedinani link du putanje podataka ima manju MTU od veliine paketa, paket se mora fragmentirati. U IPv4 minimalna veliina MTU je 68 bajta, dok je preporuena veliina MTU 576 bajta. U IPv6 minimalna veliina MTU na linku je 1280 bajta, dok je preporuena veliina 1500 bajta. Na poetku ovog procesa izvorni IPv6 ureaj alje paket jednak MTU njegovog linka. Paket se zatim prosleuje do odredita. Ukoliko paket naie na link sa manjom MTU ruter alje izvornom ureaju ICMP poruku o greci da je paket prevelik (packet too big). U ovoj ICMP poruci se nalazi i veliina MTU tog linka, koji je manji od veliine paketa. Izvor zatim alje novi paket koji je iste veliine kao i MTU tog linka. Proces se ponavlja sve dok paket ne stigne do odredita, ime se utvruje MTU cele putanje.

Slika 17. Proces otkrivanja MTU putanje (Path MTU Discovery)

20

Akademska mrea Srbije2.4.4 Multicast Listener Discovery protokolMulticast Listener Discovery (MLD) protokol je IPv6 ekvivalent IGMPv2 (Internet Group Management Protocol verzija 2) iz IPv4. MLD je skup poruka koji IPv6 ruterima omoguava da otkriju skup multicast adresa na kojima razliiti ureaji u mrei prate saobraaj. Kao i IGMPv2, MLD otkriva samo multicast adrese za koje postoji barem jedan ureaj koji prati saobraaj, ali ne i listu pojedinanih ureaja za svaku od tih adresa. Ovaj protokol je dokumentovan u RFC 2710. MLD za IPv6 e biti poboljan kako bi ukljuio dodatne opcije koje je donela nova verzija IGMPv3 opisana u RFC 3376. MLD za svoje poruke koristi ICMPv6. Jedan MLD paket se sastoji od IPv6 zaglavlja, Hop-by-Hop Options dodatnog zaglavlja i MLD poruke. Hop-by-Hop Options zaglavlje sadri opciju IPv6 Router Alert Option koja omoguava da ruter obradi MLD poruku poslatu na multicast adresu na koju nije prijavljen. Slika 18. Format Multicast Listener Discovery poruke

Postoje tri tipa MLD poruka:

Multicast Listener Query Multicast Listener Report Multicast Listener Done

Multicast Listener QueryOvu poruku koristi ruter kako bi poslao upit ureajima koji oslukuju multicast adrese. Postoje dva tipa ovog upita:

General Query Multicast-Address-Specific Query

Prvi tip upita se koristi za otkrivanje ureaja koji oslukuju saobraaj na bilo kojoj multicast adresi, pa se u IPv6 paketu kao odredina adresa koristi multicast adresa svih ureaja na lokalnom linku (FF02::1). Drugi tip upita odnosi se na tano odreenu multicast adresu. Adresa izvora u IPv6 paketu je link-local adresa interfejsa rutera koji alje poruku, dok polje Hop Limit ima vrednost 1. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za ovu poruku je 130.

Multicast Listener ReportOvu poruku koristi ureaj na mrei kako bi saoptio svoj interes da prima saobraaj namenjen odreenoj multicast adresi ili kao odgovor na Multicast Listener Query. Unutar IPv6 paketa izvorina adresa je linklocal adresa interfejsa ureaja, dok je odredina adresa multicast adresa za koju se prijavljuje. Polje Hop Limit ima vrednost 1. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za ovu poruku je 131.

Multicast Listener DoneOvu poruku koristi ureaj koji prati saobraaj na odreenoj multicast adresi kako bi saoptio lokalnim ruterima da ne eli vie da prima saobraaj po toj adresi. Unutar IPv6 paketa izvorina adresa je link-local adresa interfejsa ureaja, dok je odredina adresa multicast adresa svih rutera u opsegu lokalnog linka (FF02::2). Polje Hop Limit ima vrednost 1. U ICMPv6 zaglavlju vrednost polja Type za ovu poruku je 132. 21

Akademska mrea Srbije

3. IMPLEMENTACIJA IPV6 U AKADEMSKOJ MREI SRBIJE 3.1 IPv6 Adresni prostor AMRES-a3.1.1 Principi podele globalnog IPv6 adresnog prostoraOd celokupnog IPv6 adresnog prostora trenutno je rezervisano oko 15%. Ovaj adresni prostor rezervisan je za link-local, site-local, multicast, globalne unicast i NSAP adrese. Ostatak je predvien za buduu upotrebu i trenutno se ne dodeljuje. Prema trenutno predloenoj podeli adresni prostor nije podeljen na delove jednake veliine. Iako su adrese ratrkane, birane su tako da obrada bude efikasnija. Na primer, prvi bajt adrese pokazuje da li je adresa multicast (sve jedinice) ili je unicast (meavina jedinica i nula). Trenutna podela celokupnog IPv6 adresnog prostora Tip adrese Binarni prefiks Deo adresnog prostora Rezervisano 0000 0000 1/256 Nedodeljeno 0000 0001 1/256 NSAP adrese 0000 001 1/128 [RFC1888] Nedodeljeno 0000 01 1/64 Nedodeljeno 0000 1 1/32 Nedodeljeno 0001 1/16 Globalne unicast adrese 001 1/8 [RFC2374] Nedodeljeno 010 1/8 Nedodeljeno 011 1/8 Nedodeljeno 100 1/8 Nedodeljeno 101 1/8 Nedodeljeno 110 1/8 Nedodeljeno 1110 1/16 Nedodeljeno 1111 0 1/32 Nedodeljeno 1111 10 1/64 Nedodeljeno 1111 110 1/128 Nedodeljeno 1111 1110 0 1/512 Link-Local Unicast adrese 1111 1110 10 1/1024 Site-Local Unicast adrese 1111 1110 11 1/1024 Multicast adrese 1111 1111 1/256

Prema dokumentima RFC 2373 i RFC 2373bis odreen je adresni prostor 2000::/3 za globalno unicast adresiranje iz koga ce IANA (Internet Assigned Numbers Authority) dalje dodeljivati adresni prostor Regionalnim Internet Registrima (RIR). Podela globalnog unicast adresnog prostora IPv6 prefiks Dodeljeno za korienje 2000::/16 Rezervisano 2001::/16 IANA [RFC2450] 2002::/16 "6to4" adresiranje tunela [RFC3056] 3FFE::/16 6bone testiranje [RFC2471] 3FFF::/16 Rezervisano

22

Akademska mrea SrbijePrema dokumentu RFC 2928, IANA dodeljuje adresni prostor iz 2001::/16, gde regionalne organizacije dobijaju prefikse /23. Trenutno postoje etiri regionalna Internet Registra (RIR) koji dobijaju adresni prostor:

APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) je regionalna organizacija za region Azije i Pacifika ARIN (American Registry for Internet Numbers) je regionalna organizacija za Severnu Ameriku i zemlje Afrike juno od Ekvatora LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry) je regionalna organizacija za Latinsku Ameriku i neka Karipska ostrva AfriNIC (African Network Information Centre) [5] je regionalna organizacija za Afriku. RIPE-NCC (Reseaux IP EuropeensNetwork Coordination Center) je regionalna organizacija za Evropu, Srednji Istok, centralnu Aziju

Slika 19. Hijerarhijska struktura dodeljivanja IPv6 adresa

Regionalni Internet Registri (RIR) iz ovih opsega adresa dalje dodeljuju adrese IPv6 Internet provajderima (LIR - Local Internet Registry), kojima se inicijalno dodeljuju prefiksi /32. IPv6 Internet provajderi 23

Akademska mrea Srbijekorisnicima svojih usluga (EU - End Users) dodeljuju prefiks /48. Korisnici iz dobijenog adresnog prostora dodeljuju za svoje lokalne mree (LAN) /64 prefikse. Na taj nain svaka organizacija moe imati sopstvenu mreu sa maksimalno 65535 podmrea.

3.1.2 Alokacija adresnog prostora od strane RIPE-aObzirom da Srbija pripada evropskom regionu, alokaciju IPv6 adresnog prostora potrebno je traiti od organizacije RIPE-NCC. Za dobijanje adresnog prostora direktno od RIPE-a potrebno je:

da je organizacija registrovana od strane RIPE-a kao LIR (Local Internet Registry) da organizacija nije krajnji korisnik (End Site) da planira da omogui IPv6 povezivanje drugim organizacijama dodeljujui im prefiks /48. Takoe, mora da oglaava takvo povezivanje kroz jedinstven agregirani adresni prostor. da planira dodeljivanje bar 200 prefiksa /48 drugim organizacijama u naredne dve godine.

Univerzitet u Beogradu se 2004. godine ulanio u RIPE-NCC ime je registrovan kao LIR. Time su ispunjeni uslovi za dobijanje adresnog prostora. Univerzitet u Beogradu je od strane RIPE-a dobio alokaciju IPv6 adresa: 2001:4170::/32. Ovaj adresni prostor e se koristiti u Akademskoj mrei Srbije

24