Contents
IPv6
ISP（Internet Service Provider）…エンドユーザーにIPv6の割り当てをしている
- IPv4のアドレス枯渇問題を解決するため32ビットから128ビット（16ビットずつ8個のフィールドでフィールドでフィールドで16進数で表記）に拡張
- ヘッダの簡素化
- ブロードキャストの廃止
- 階層構造による効率的なルート集約
- 自動設定
- IPsecのサポート必須
IPv6には、次の3種類のアドレスがあります。
- ユニキャスト‥1体1の通信で利用される単一インターフェイス用のアドレス
- マルチキャスト‥特定のグループに対する通信で利用されるアドレス
- エニーキャスト‥グループ内の最も近いデバイスとの通信で利用されるアドレス
| アドレス | 説明・覚え方 |
|---|---|
| fc00::/7 ユニークローカルユニキャストアドレス | FC Tokyo 7人のユニークな住所はプライベートな話題 |
| FE80::/10 | リンクローカルアドレス 鉄也を十分リンスしろ |
| ・FF0e::1 | 同じインターネット上の全てのノードに送信 |
| ・FF01::1 | 同じノード上の全てのノードに送信 |
| ・FF02::1 | 同じリンク上の全てのノードに送信 |
| ・FF02::5 | 同じリンク上の全てのOSPFルータ |
| ・FF02::6 | 同じリンク上の全てのOSPF指定ルータ |
| ・FF02::9 | 同じリンク上の全てのRIPルータ |
| ・FF02::101 | 同じリンク上の全てのNTPサーバ |
| ・FF05::1 | 同じサイト内の全てのノードに送信 |
| ・FF05::101 | サイトローカル上の全てのNTPサーバ |
| ・FF08::1 | 同じ拠点内の全てのノードに送信 |
IPv6ヘッダ
- フィールドの簡素化⇒処理が簡単に
- IPv6ヘッダの方がサイズが大きくなっている
- 40バイト固定長
- チェックサムの削除
- フローラベル（効率的にアプリケーションフローを識別）の追加
- オプション機能は拡張ヘッダ
- ルータでのフラグメント処理は禁止
- ホップリミットは（IPv4のTTL：Time To Live生存期間）に相当
グローバルユニキャストアドレス
- 世界中で一意
- IANAで管理される
- 最初の3ビットが001で始まる、2000::/3で表記されます。
- 2001::/16 インターネット用のアドレス
- 2002::/16 6to4トンネリング用のアドレス
- 2003::/16〜3FFD::/16 役割が未定
グローバルプレフィックス（ランダム値、48ビット） サブネット（16ビット） インターフェースID（64ビット）
- グローバルプレフィックス、サブネット、インターフェースIDの3フィールドで構成される
- 前半64ビットはIPv4のネットワークアドレスに該当する
- 一般的に64ビットのインターフェースIDを使用する
リンクローカルユニキャストアドレス
- ホスト間で一意となる。
- 同じサブネット上（同一リンク間）での通信が可能なアドレス
- 最初の10ビットが1111111010で始まる、FE80::/10で表記されます。
- 最初に続く54ビットは0
- IPv6を扱う必ずインターフェース全てに設定されます。
- ルーティングの対象になりません、このアドレスが送信元や宛先となっている場合、ルータはデータを転送しません。
- リンクローカルアドレスを手動で設定しない場合、自動生成されたリンクローカルアドレスが設定される
ユニークローカルユニキャストアドレス
- 企業などのローカルで使用されるアドレスで、IPv4のプライベートIPアドレスに相当します。
- 最初の7ビットが1111110で始まる、FC00::/7で表記されます。
fd ランダム値（40ビット） サブネット（16ビット） インターフェースID（64ビット）
ユニキャストアドレスの特別なアドレス
- ::/128 未指定アドレス
- ::1/128 ループバックアドレス
- ::FFFF:<IPv4> IPv4射影アドレス
（例 0:0:0:0:0:FFFF:192.168.10.1）
マルチキャストアドレス
エニーキャストアドレス
エニーキャストアドレスでは、複数ノードのインターフェースに対して同じユニキャストアドレスを割り当てます。エニーキャストアドレス宛のパケットはそのアドレスを持つ最も近いノードのインターフェースに転送されます。
エニーキャストを使用しることでサーバの冗長化と負荷分散ができます。
IPv6アドレス割り当て
| 設定方法 | 設定範囲 | ||
|---|---|---|---|
| 手動設定 | 128ビット | (config-if)#ipv6 address （アドレス/プレフィックス長） | IPv6アドレス全桁設定 |
| 手動設定 | 64ビット | (config-if)#ipv6 address （サブネットID/64） eui-64 | サブネットIDを手動設定しインタフェースIDをeui-64で自動設定 |
| ステートレス 自動設定 （SLAAC） | 指定なし | (config-if)#ipv6 address autoconfig [default] | インタフェースIDをeui-64で自動設定 |
| ステートフル 自動設定 （DHCPv6） | 指定なし | (config-if)#ipv6 address dhcp |
EUI-64
EUI-64による自動生成は、48ビットのMACアドレスの中央に16ビットの「FFFE」を追加して64ビットに拡張することでインターフェースIDが生成されます。
- 48ビットを24ビットに分割
- 16ビットのFFFEを挿入
- インターフェイスの元のMACアドレスの7番目のビットを反転
インターフェイスをEUI-64で自動生成する場合はコマンドの末尾にeui-64キーワードを付加します。
(config-if)#ipv6 address <ipv6-address> / <prefix-length> [ eui-64 ] [ anycast ]
IPv6アドレスの手動設定
ルータのインターフェイスに対してIPv6ユニキャストアドレスを手動設定するには、ipv6 addressコマンドを使用してIPアドレスとプレフィックス長を設定します。
IPv6アドレスの自動設定
SLAAC
手動設定、DHCPサーバによる自動設定に加え、IPv6ではSLAAC(Stateless Address Auto Configuration : ステートレスアドレス自動設定)という自動設定機能があります。
- SLAACのRAメッセージには64bitのプレフィックスが含まれる
- 各ホストのIPv6アドレス＝ルータが送信したプレフィクス(64ビット) ＋modified EUI-64形式でMACアドレスから生成したインタフェースID(64ビット)
(config-if)#ipv6 address autoconfig
| 前半64bit | 後半64bit |
|---|---|
| （アドバタイズされた） リンクローカルプレフィックス | インターフェースID |
IPv6ネイバーテーブル
IPv4のARPテーブルに似た役割を持ちます。
#show ipv6 neighbors
IPv6の近隣探索(ND)
ネイバー検出は、同じリンク上の異なるノードが近隣に存在をアドバタイズし、近隣の存在について学習できるプロトコルです。
IPv4ではデータリンク層のアドレス（MACアドレス）を解決するために、ARPブロードキャストによりアドレスを解決します。IPv6ではNeighbor Discovery（ND）機能を使用しアドレスを解決しています。
| タイプ | メッセージ |
|---|---|
| 133 | RS:Router Solicitation（ルータ要請） |
| 134 | RA:Router Advertisement（ルータ広告） |
| 135 | NS:Neighbor Solicitation（近隣要請） |
| 136 | NA:Neighbor Advertisement（近隣通知） |
| 137 | Redirect（リダイレクト） |
IPv6ルーティングの有効化
(config)#ipv6 unicast-routing
IPv6への移行技術
デュアルスタック
デュアルスタックとは、IPv4とIPv6の両方のプロトコルが処理できるように構築することです。
トランスレータ
トランスレータは、パケット変換を行います。（カプセル化しない）
NAT-PT、NAT64などの種類があります。
手動トンネル
デュアルスタックルータを使用してIPv6パケットをIPv4プロトコルでカプセル化する。
管理者が宛先と送信元のルータを手動で設定します。
GREトンネル
IPv6パケット以外にも多くのパケットを転送できます。手動トンネルよりもオーバーヘッドが大きくなります。
自動トンネル（6to4トンネル）
IPv4グローバルアドレスを一つ以上持つサイトに対してIPv6アドレスを割り当て、カプセル化したIPv6パケットを転送します。
IPv6アドレスの名前解決
pingコマンドやtalentコマンドを実行する際に、長いIPv6アドレスを指定するのは面倒です。そこでホスト名とIPv6アドレスのマッピング情報を事前に用意しておくと、ホスト名を指定して通信できるため便利です。
ホスト名とIPv6アドレスのマッピング情報の登録
(config)#ipv6 host <word> <ipv6-address1> [ <ipv6-address> ……<ipv6-address4> ]
*word…任意のホスト名、*IPv6-address…最大4つまで指定
IPv6 ACL
IPv6でサポートするのは、名前付きACLのみです。
IPv6はアドレス解決にARPではなくICMPを使用します。そのため、IPv6 ACLではIPv6近接探索を有効するために、「暗黙のpermit」条件も設定されています。
- permit icmp any any nd-ns（ICMP NSを許可）
- permit icmp any any nd-na（ICMP NSを許可）
- deny ipv6 any any
【ACLを作成】
Exampleという名前でIPv6 ACLを作成
(config)#ipv6 access-list Example
サブネット2001:db8: 0:1::/64からサーバ2001:db8:0:3::200へのUDPトラフィックを無視する
(config-ipv6-acl)#deny udp 2001:db8: 0:1::/64 host 2001:db8:0:3::200
ホスト2001:db8:0:1::11からのTelnetを全て拒否する
(config-ipv6-acl)#deny tcp host 2001:db8:0:1::11 any eq telnet（またはeq 23）
その他IPv6トラフィックを全て許可する
(config-ipv6-acl)#permit ipv6 any any（省略可能）
ルータのFa0/0インターフェイスのアウトバウンド方向にIPv6 ACL「Example」
(config)#interface fa0/0
(config-if)#ipv6 traffic-filter Example out
「2001:db8:0:3::/64からのpingを拒否する」条件のステートメントをシーケンス番号15で追加
(config-ipv6-acl)#sequence 15 deny icmp 2001:db8:0:3::/64 any any echo-request
IPv6 ACLの検証
IPv6 ACLの表示
#show [ ipv6 ] access-list [ <acl-name> ]
インターフェイスへ適用したACLの確認
#show ipv6 interface [ <interface-id> ]
NDP
NDP（Neighbor Discovery Protocol：近隣探索プロトコル）
＜NDPの機能＞
- MACアドレスの解決（IPv4のARPに相当）
- SLAAC（StateLess Address Auto Configuration：アドレスの自動設定）
- DAD（Duplicate Address Detection：重複アドレスの検出）
- 同一セグメント上の機器を探索する
＜NDPとICMPv6＞
- ICMPv6パケットを使用する
- NDPは同一セグメント上のデバイスのMACアドレスを調べるために以下ICMPv6パケットを使用します。
- NS（Neighbor Solicitation：近隣要請）：MACアドレスを問い合わせるパケッ
- NA（Neighbor Advertisement：近隣広告）：NSへの応答パケット
- NDPは同一セグメント上のデバイスのIPv6アドレスを調べるために以下のICMPv6パケットを使用します。
- RS（Router Solicitation：ルータ要請）：RAを要請するパケット
- RA（Router Advertisement：ルータ広告）：セグメントのプレフィックスなどを伝えるパケット
ICMPv6
ICMPv6は、IPv6用のICMPです。
- エラー通知：パケットが破棄された理由を送信元に通知する機能
- 近隣探索：同一セグメント上のデバイスのアドレスを調べる機能（NDやNDPとも呼ばれる）
