IPv6オペレータ育成プログラム

iDCネットワーク編
株式会社IDCフロンティア
井上 一清

1
1
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1st day Agenda•

1スロ ト IP 6の主な機能や特徴の説明
1スロット：IPv6の主な機能や特徴の説明– IPv6の機能、特徴– IPv6ヘッダ、拡張ヘッダフォーマット
– IPv6アドレスの種類
IP 6アドレスの種類– IPv6アドレッシング•

2スロット：ICMPv6の特徴、IPv6アドレス解決の仕組み– ICMPv6
ICMP 6– NS/NA、RS/RA– Path MTU Discovery– セキュリティ– パケットフィルタ– DHCPv6、DNS•

3スロット：実習– IPv6移行方法の説明– IPv6アドレス設定– NDP、RAの動作確認
NDP RAの動作確認– パケットフィルタの設定
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2nd day Agenda• 1スロット（座学）– OSPFv3– BGP4+– Edge機能関連（HSRPv2/VRRPv3、uRPF）– 運用、監視関連（SNMP、Syslog、Flow）• 2スロット（実習）2スロ ト（実習）– OSPFv3設定– BGP4+設定
G設定– 経路制御設定• 3スロット（実習）– HSRPv2設定– 冗長試験
– SNMP Trap、Syslog確認
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IP 6の機能 特徴
IPv6の機能、特徴

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IPv4アドレスの使用状況、枯渇予測
IANA⇒RIRへのアロケーション
06 Sep 2011
RIR⇒LIR（ISP）へのアロケーション
29 Aug 2012（2009年11月30日現在）※駆け込み需要があると早まる可能性

割り振り済み量利用されている量

IANA Pool
RIR Pool

現在

IANA（国際的在庫）在庫切れ◆ Geoff Huston氏の最新予測より

http://www.potaroo.net/tools/ipv4/

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IPv4アドレスの使用状況
World Regions
gPopulation（（2009Est.））

Internet Users

Penetration

Users Grows
2000‐2009

Africa991,002,342

67,371,700

6.8 %

1,392.4 %Asia

3,808,070,503

738,257,230

19.4 %

545.9 %E
Europe803 850 858
803,850,858

418 029 796
418,029,796

52 0 %
52.0

297 8 %
297.8

Middle East

202,687,005

57,425,046

28.3 %

1,648.2 %North America

340,831,831

252,908,000

74.2 %

134.0 %

Latin America/Caribbean

586 662 468
586,662,468

179 031 479
179,031,479

30 5 %
30.5

890 8 %
890.8

Oceania/Australia

34,700,201

20,970,490

60.4 %

175.2 %WORLD TOTAL

6,767,805,208

1,733,993,741

25.6 %

380.3 %

http://internetworldstats.com/stats.htm
p //
/

•

世界の26%程度の人口（17億人）しかインターネットを利用していない– 2012年には19億人（3割程度）に増加するという予測もある•

特にアジアやアフリカでの新興国のインタ ネット利用数の増加が予想される
特にアジアやアフリカでの新興国のインターネット利用数の増加が予想される– ちなみに日本は9000万人程度が利用•

IPv4アドレスの約60%はアメリカ（3.1億人）で利用– US内でのIPv4アドレス枯渇は考えづらいが、2003年に国防総省がIPv6化を発表し、US内でのIPv4アドレス枯渇は考え らいが、2003年に国防総省がIPv6化を発表し、IPv6化に本格移行、IT製品のIPv6化対応も義務付け
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iDCの課題• Internet Connectivityを提供すること– IPv6対応• IPv6ネットワーク構築、デュアルスタック
IPv6ネットワ ク構築、デュアルスタック• 6to4、Teredo、6rd、トランスレータ、etc・・– IPv4の継続提供

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IPv6移行のリスクとチャンス• 潜在的な顧客や新規市場への参入機会を逃す• 最新のIPv6アプリケーションを活用できない• 新規顧客開拓のためのサービスの差別化
新規顧客開拓のためのサ ビスの差別化
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IPv6移行への問題点・課題• 既存IPv4インフラへの悪影響– 通信影響が大きい部分はIPv4/v6を物理的に分けるなどの工夫を行う
通信影響が大き 部分は/ を物理的に分けるなどの 夫を行う

• コスト
– HW/SWアップグレード時にIPv6化を意識しておくことでコストを抑える– 理想は機器リプレース時にIPv6も併せて導入• 技術・スキル不足、情報不足、運用不足– 所詮は新プロトコルの追加– アドレス空間が膨大に増えるため、効率的な管理方法が重要– 十分な教育とIPv6を利用できる環境が必要
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IPv6への移行パターン
IPv4/v6完全別ネットワーク構成
Upstream1
p

Upstream2p

一部別ネットワーク構成
Upstream1
p

Upstream2p

完全デュアルスタック構成
Upstream1
p

Upstream2p

IPv4/v6 Dual
IPv6

IPv4

IPv4/v6 Dual
IPv4

IPv4
User

IPv6
User

メリット ：IPv6の影響を完全に切り離せるトラブル時の切り分けが容易
デメリット：機器コストがかかる
管理機器数が倍増
上位キャリアの接続時に回線の引き回しが必要

IPv6

IPv4
User

IPv6
User

メリット ：顧客影響が最も大きい機器を切り離せる
上位キャリアの接続が容易
デメリット：一部機器のコストが増える
管理機器数が一部増える
デュアルとシングル機器が分かれる

IPv4
User

IPv6
User

メリット ：機器コストを最も抑えられる
管理機器数が現状と同等
ユーザ側のデュアルスタック化要望に容易に対応可能デメリット：IPv6の影響がIPv4にも生じうる
トラブル発生時の切り分けが困難

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IPv6の特徴の特徴
広大なアドレス空間●128ビットのアドレス
IPv6
IPv4：IPv6 = バケツの体積：太陽の体積IPv4約340澗個 （澗 = 1036）
340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456個●全てのノードにグローバルアドレスを付与可能：エンドツーエンド原理への回帰
本来のインタ ネットの姿 ⇒ NATによる通信阻害がなくなる
本来のインターネットの姿追加された標準機能●アドレス自動設定機能（プラグアンドプレイ）
管理者やエンドユーザの利便性が向上●セキュリティ機能（IPsec）やマルチキャストの標準サポ ト●セキュリティ機能（IPsec）やマルチキャストの標準サポート
IPv4では追加機能だったものを標準装備●QoSやモビリティの向上
QoS用のフィールドを準備（ただし利用方法は未定）
QoS用のフィルドを準備（ただし利用方法は未定）
拡張ヘッダを利用したモビリティ通信における経路最適化
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IPｖ6の広大なアドレス空間• IPv4/IPv6でアドレス個数を比較することは無意味だが、十分に広いと言える。
が広• 構築可能なセグメント数は？(※)– IPv4 : 1073741824– IPv6 : 18446744073709551616
17,179,869,184倍（約170億倍）(※)IPv4は、全アドレス帯を/30で分割した場合。IPv6は、/64で分割した場合。すべてがグローバルアドレスとして利用できるわけではないので、あくまでも目安

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IPv6ヘッダ、拡張ヘッダフォーマット

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IPv6オペレータ育成プログラム◆削除・追加されたヘッダ•

IPv6ヘッダダInternet Header Length（IHL）– IPv6ではヘッダ長固定（40byte）•

Identification、Flag、Fragment Offset– ルータ等の中継ノードはフラグメントしない•

Header Checksum– 処理速度向上のためIP層ではチェックサム計算、更新をしない•

Flow Labelが追加◆名称が変更されたヘ ダ◆名称が変更されたヘッダ

•
•
•
•

Type of Service ⇒ Traffic Class
Total Length ⇒ Payload Length
Protocol⇒ Next Header
Time to Live⇒ Hop Limit
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IPv6ヘッダ構造

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
VersionTraffic Class

Flow Label

Payload Length

Next Header

Hop Limit

Source Address(128bit)

Destination Address(128bit)

拡張ヘッダ

IPv4ヘッダ構造
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
Version

IHL

Identification
Time to Live

Total LengthgType
yp of Service
Flags
ProtocolFragment Offset
Header CheckSum

新規に追加されたフィールド

Source Address(32bit)

名前が変わ た名前が変わったフィールドド

Destination Address(32bit)
Option Data（可変長）Padding

削除されたフィールド15© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

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IPv6ヘッダ（1）• Version（4ビット）– IPv6は
IPv6は”6”
6 、IPv4は
IPv4は”4”
4• Traffic Class（1バイト）– Differentiatedff
d Service（差別化サービス）と呼ばれる（差別化サ ビス）と呼ばれる• Flow Label（20ビット）– リアルタイム系のトラフィック処理に使用– 同フローを効率的に処理– 発信元にて設定するフローを識別する値– RFC3697で利用用途を想定# Ethertypeは0x86DD（IPv4は0x0800）

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IPv6ヘッダ（2）• Payload Length（2バイト）– 最大65535バイト• それ以上はJumbogram Extension Headerを使用（PLは0となる）• Next Header（1バイト）– IPv4でのProtocol番号相当• 1:ICMPv4 , 58：ICMPv6 , 6:TCP , 17:UDP , 89：OSPF , etc・・– 拡張ヘッダの種別もここに記述される
拡張
ダの種別もここに記述される• 0：Hop‐by‐Hop , 43：Routing Header , 44：Fragment Header、etc・・• Hop Limit（1バイト）（ バイ ）– TTLと同様• 0になったらhop
p limit exceeded in transitのICMPv6(type3)を返す( yp )
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拡張ヘッダ
•

Hop‐by‐Hop Options Header（NH0）•

Routing Header（NH43）– 中継ノードを1つ以上指定（RH0は禁止：RFC5095）– RH2はモバイルIPv6で使用•

Fragment Header（NH44）– Don’t Fragment bitはIPv6では不要のためなし– 全て同じ送信元/送信先、識別子を持っていなければならない
全て同じ送信元/送信先 識別子を持っていなければならない

•
•
•

推奨処理順

– RSVP、MLDのRouter Alert等で使用される– Jumbogram Extension Headerもこれを使用

Authentication Header（NH51）
Encapsulating Security Payload Header（NH50）
Destination Options Header（NH60）– 終点アドレスノードにて実行する内容を記述– モバイルIPv6で使用される
Hop-by-Hopを除き、拡張ヘッダは終点アドレスノードのみが処理する

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拡張ヘッダのイメージ
IPv6

TCP

ヘッダ

ヘッダ

アプリケーションデータ

NextHeader 6
= TCP

IPv6

ルーティング
ヘッダ

ヘッダ

NextHeader 43= Routing

IPv6
ヘッダ

アプリケーションデータ

ヘッダ

Next Header 6= TCP

ルーティングヘッダ

NextHeader 43= Routing

TCP

フラグメントヘッダ

NextHeader 44= Fragment

TCP
ヘッダ

アプリケーションデータ
プ
デ タ(フラグメント)

NexHeader 6
= TCP

19

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IPv6オペレータ育成プログラム推奨される拡張ヘッダの順序
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 Bits
トラフィッククラス
ペイロード長フローラベル次ヘッダ番号
送信元アドレス

ホップリミット

ヘッダ
IPv6

バージョン

宛先アドレス
Hop-by-Hop オプションヘッダ

フラグメントヘ ダ
フラグメントヘッダ
終点オプションヘッダ
認証 ヘッダ
暗号ペイロードヘッダ
終点オプションヘッダ

拡張ヘッダ（サイズは可変長）

ルーティングヘッダ

上位層ヘッダ20© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

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IP 6アドレスの種類
IPv6アドレスの種類

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IPv6アドレス表記法◆IPv4のアドレス表記法
2進数表記（32ビット）

11000000 10101000 00000000 00000001

・8ビットに区切り10進数で表現 区切り文字はピリオド「.」192.168.0.1◆IPv6のアドレス表記法
2進数表記（128ビット）

0010000000000001 0000110110111000 1011111011101111 1100101011111110
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0001001000110100

・16ビットに区切り16進数で表現 区切り文字はコロン「:」2001:0db8:beef:cafe:0000:0000:0000:1234

・省略表記①：各ブロックの先頭の連続する「0」は省略可能
省略表記① 各ブロックの先頭の連続する「0」は省略可能
2001:db8:beef:cafe:0:0:0:1234

・省略表記②：連続した「0」は1回に限り「::」に省略可能
省略表記②：連続した「0」は1回に限り「::」に省略可能
2001:db8:beef:cafe::1234
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IPv6アドレスの種類◆IPv6アドレスの構造
グローバルルーティング
プレフィックス

サブネットID

インターフェイスID

ネットワークの識別

ノードの識別64 ビット

64ビット
128ビット●プレフィックス
グローバルルーティングプレフィックスとサブネットIDを合わせた
グロ
バルル ティングプレフィックスとサブネットIDを合わせた
上位64ビット（64ビットでない構成も可能）◆IPv6アドレスの種類●ユニキャストアドレス
１対１ 通信ネットワークインターフェイス毎に設定されるアドレス
グローバルアドレス，リンクローカルアドレス，ULA●マルチキャストアドレス
１対多 通信グループを識別するアドレスで複数のノードを識別IPv6ではIPv4のブロードキャストの置き換えとしても利用●エニーキャストアドレス
キャ
ア
１対１of
対
多 通信
複数のノードに指定可能な「機能」に対して設定されるアドレス
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IPv6ユニキャストアドレス◆グローバルユニキャストアドレス
001

グローバルルーティンググ
バグ
プレフィックス（3ビット）

48ビット

サブネットID

インターフェイスID

16ビット

64ビット

・いわゆるグローバルアドレス
いわゆるグロ バルアドレス （例）2001:db8::1◆リンクローカルユニキャストアドレス
1111111010

0

10ビット

54ビット

イ タ
インターフェイスIDイ
64ビット

・同一リンク（セグメント）内にて一意なアドレス（fe80::/10）
プラグアンドプレイなどのリンク内通信で利用される◆ユニークローカルユニキャストアドレス（ULA）
1111110 L

グローバルID

8ビット
Lビット：0 未定義

サブネットID[RFC4193]
インターフェイスID

16ビット
1 ランダム生成による独自割り当て・自由に利用可能なローカルアドレス（fd00::/8）
・廃止されたサイトローカルアドレスの代用

64ビット

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特殊なユニキャストIPv6アドレス◆未指定アドレス● ド●アドレスが未割り当てのときに始点アドレスとして利用
が未割り当ときに始点 ドとし 利用
すべて0のアドレス 0:0:0:0:0:0:0:0 = ::◆ループバックアドレス●自分自身を表すアドレス（IPv4における127.0.0.1）
最下位ビットのみ1 0:0:0:0:0:0:0:1 = ::1◆移行技術用アドレス●IPv4ネットワークを利用してIPv6通信を実現するトンネル接続に利用されるアドレス●IPv4互換アドレス（IPv4-compatible IPv6 address）(既に廃止)
上位96ビ トが0で残り32ビ トがIP 4アドレ
上位96ビットが0で残り32ビットがIPv4アドレス
表記方法::192.168.0.1●その他の自動トンネルアドレス
6t 4アドレス T d アドレス ISATAPアドレス
6to4アドレス，Teredoアドレス，ISATAPアドレス
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IPv6マルチキャストアドレス（1）•1対n通信を行う場合に使用される– 映像のライブ配信など、特定のグループに向けて送信される– IPv6ではNDP（Neighbor Discovery Protocol）においても積極的に使用されている◆マルチキャストアドレス
11111111

フラグ
スコープ
0RPT

8ビット

4ビット

フラグ

意味

Tフラグ

0：恒久的な割り当て（IANAにより定義済み）アドレス

Pフラグ

1：Unicast‐Prefix‐basedマルチキャストアドレス（RFC3306）※P=1の場合にはT=1

Rフラグ

1：PIM‐SMにおけるRendezvous Point (RP)マッピング用（RFC3956）※R=1の場合P=1 T=1

グループID

4ビット

112ビット1：一時的な割り当てアドレス
1：
時的な割り当てアドレス

スコ プ：マルチキャストの有効範囲を指定
スコープ：マルチキャストの有効範囲を指定
0000（0）予約

0101（5）site‐local scope0001（1）interface‐local scope

1000（8）organizational‐local scope0010（2）link‐local scope1110（E）

global scope

0100（4）admin‐local scope1111（F）

予約

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IPv6マルチキャストアドレス（2）◆定義済みのマルチキャストアドレス
FF02:0:0:0:0:0:0:1

All nodes（IPv4ブロードキャストの代用）

FF02:0:0:0:0:0:0:2

All routers

FF02:0:0:0:0:0:0:5

All OSPF routers

FF02:0:0:0:0:0:0:6

All OSPF Designated Routers

FF02:0:0:0:0:0:0:9

All RIP routers

FF02:0:0:0:0:0:1:2

All DHCP Agents (Relay Agents & Servers)

FF02:0:0:0:0:0:1:3

LLMNR (Link‐Local Multicast Name Resolution)

FF02:0:0:0:0:1:FFxx:xxxx

要請ノードマルチキャストアドレス（xxxxxxは該当IPv6アドレスの下位24ビット）

EtherヘッダのDestination Addressは 33:33:xx:xx:xx:xx となる
最新の割り当て状況は以下で確認可能
http://www.iana.org/assignments/ipv6‐multicast‐addresses/

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IPv6エニーキャストアドレス◆エニーキャストアドレス●複数の機器に付与され最も近い（経路情報的に）ものに転送●アドレスの見た目はユニキャストアドレスと同じ●ルートDNSなどで利用されている◆サブネットルータエニーキャストアドレス
インタ フェイスID
インターフェイスID
全て0 （0..0）

サイ プ
サイトプレフィックス
ク
n ビット

128 – n ビット●特定のプレフィックスを持つサブネット上のルータを表す◆通信形態の比較
ユニキャスト

マルチキャスト

エニーキャスト

1対1

1対多

1対複数のうちの1つ

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ノードに付与されるアドレス• ノードが持つアドレス

一般的な設定– リンクロ
リンクローカルアドレス（fe80::/10）
カルアドレス（fe80::/10）・・・・・ 自動／手動– ユニキャストアドレス（2000::/3）
・・・・・ 自動／手動– ループバックアドレス（::1/128）
・・・・・
自動– 全ノードマルチキャストアドレス（ff02::1）
全ノ ドマルチキャストアドレス（ff02 1）
自動・・・・・– 要請ノードマルチキャストアドレス（ff02::1:ff/104） ・・・・・
自動– 所属するグループのマルチキャストアドレス
・・・・・
（自動）

• ルータの場合はさらに下記アドレスを持つ– サブネットル
サブネットルータエニーキャストアドレス
タ
キャストアドレス– 全ルータマルチキャストアドレス（ff02::2）

・・・・・
・・・・・

実装依存
自動

29

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IP 6アドレ シング
IPv6アドレッシング30© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

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インタフェースID••

手動設定
modified EUI‐64形式– MACアドレスから生成
MACアドレスド（EUI‐48）
24ビット

24ビット

24ビット

1111111111111110

24ビット

例）
MACアドレス
インタフェースID

0016.9c43.cc00
FE80::216:9CFF:FE43:CC00※7ビット目（U/L bit）を1に変換

64bit

•

Temporary Address（一時アドレス ： RFC4941）– インタフェ
インタフェースIDにランダムな値を用いる一時アドレスを使用
スIDにランダムな値を用いる 時アドレスを使用– 一定時間（最大7日間）で更新し、ノードの特定を困難にする– Windows Vistaではさらに独自の生成アルゴリズムを実装•

DAD（Duplicate Address Detection）– 重複アドレス検出• 自ら
自らのアドレスをもとにした要請ノードマルチキャスト（NS）を送信
ア
をも
した要請
ルチキャ
（ ）を送信
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IPv6アドレス設計• 一般的なユーザに対しては/64～/48をアサイン
般的なユ ザに対しては/64 /48をアサイン• ただ1つのサブネットが必要な場合には/64– Point‐to‐Pointリンクも/64でOK
Point to Pointリンクも/64でOK• 一部実装によっては空きアドレス宛のパケットがピンポンする場合がある
ので、その際にはフィルターが必要• ただ1つのデバイスが接続する場合には/128
ただ のデ イ が接続する場合には/
IPv6アドレッシング例
2001:db8::/32◆アドレスの分類方法

DC1

DC2

DC3

DCの他にもフロア、サービス、バックボーン、
社内、・・といった分類も考えられる

2001:db8:100/40

2001:db8:200/40

2001:db80:300/40

ユーザのアドレスリナンバを許可するか否かといったポリシーも事前に決めておく

/48
User1

/48
User3

/48
User5

/48
User2

2001:db8:1xx/48

/48
User4

2001:db8:2xx/48

/48
User6

2001:db8:3xx/48

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IPv6アドレス設計の工夫• 経路集約を考えたアドレス設計が重要– 経路集約は4bit刻みが分かり易い• 管理・運用性の高いアドレス設計– 主要なNW機器に対してはリンクローカルアドレスも手動で設定して
主要な
機器 対
は
ク
カ
ド
も手動 設定おいた方がよい• サブネットプレフィックス設定の工夫（参考）
ブネ プ
ク 設定
夫（参考）
– グローバルとリンクローカルのアドレスを見易い形で同期させる
2001:db8:0:100::1 ⇒ fe80::100:1– OSPFエリアと合わせる• Area 0 ⇒ 2001:db8:0::/40 , Area 3 ⇒ 2001:db8:300::/40– BGPのcommunityに合わせるy• community 10 ⇒ 2001:db8:1000::/40
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セキュリティ• DAD機能の悪用– 全てのNSに応えるような設定– 特に無線LANが危険• RAの悪用– デフォルトルートの変更
デフォルトル トの変更
• ルータを接続するポートからのみRAを許可するような設定
をL2SWで実装することが望ましい• IPsecのAHやSENDがあるが実用的ではないやがあるが実用的 はな• 安易なインタフェースアドレスを付与しない（参考）– 64ビットの膨大な空間を活かす– ウィルスやワームの伝播を抑制する– セキュリティと管理・運用性はトレードオフ
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ICMP 6
ICMPv635© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

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ICMPv6• ICMP Error Message（type 0～127）– Destination Unreachable（typeyp 1）– Packet Too Big（type 2）– Time Exceeded（type 3）– Parameter Problem（typebl （4）• ICMP Informational Message（type 128～255）– Echo Request（type 128）
– Echo Reply（type 129）
– Router Solicitation（type 133）
– Router Advertisement（type 134）
– Neighbor Solicitation（type 135）
– Neighbor Advertisement（type 136）
36

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IPv6オペレータ育成プログラム

NS/NA RS/RA
NS/NA、

37© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

NDP（近隣探索プロトコル）■ 5つのメッセ
5つのメッセージタイプ
ジタイプ• Neighbor Solicitation（NS、近隣要請）– リンクレイヤアドレスの解決（ARP相当）– 重複アドレス検出（DAD）、近隣到達不能検出（NUD）• Neighbor Advertisement（NA、近隣広告）– NSに対する応答
対する応答• Router Solicitation（RS、ルータ要請）– ルータ発見に利用
ル タ発見に利用– RAを即座に取得したい場合に送出• Router Advertisement（RA、ルータ広告）– ノードにプレフィックス情報等を配布
ノ ドにプレフィックス情報等を配布– ルータによるデフォルト経路の通知• リダイレクト– 最適な経路を通知（IPv4と同様）
38© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

Neighbor Solicitation/Neighbor Advertisement••••

リンク層アドレス解決とNUD
255未満のHop Limitは無視
ARPと異なり双方向で行われる必要がある
要請ノードマルチキャストアドレスはFF02::1:FF00:0000～FF02::1:FFFF:FFFF
要請ノドマルチキャストアドレスはFF02::1:FF00:0000～FF02::1:FFFF:FFFF

2001:db8:1::1
0011.2233.4401② Neighbor Advertisement
Src=2001:db8:1::2
Dst=2001:db8:1::1
T
Targett MAC 0011.2233.4402
0011 2233 4402
① Neighbor Solicitation
Src=2001:db8:1::1
Dst=ff02::1:ff00:2
Target 2001:db8:1::2
104 bits
ff02::1:ff

2001:db8:1::0000:0002 (2001:db8:1::2)

2001:db8:1::2
0011.2233.4402

×（破棄）

2001:db8:1::30011.2233.4403

24 bits
Unicastの下位3byte

Multicast AddressとEthernet Addressの関係
ff02::1:ff00:0002 (ff02::1:ff00:2)

ff02::1:ff00:0002 (ff02::1:ff00:2)
要請ノードマルチキャストアドレス（（Dst
Ethernet Address）） 33:33:ff:00:00:02※”33:33”にMulticastの下位4byteを連結

39© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

近隣キャッシュの状態
INCOMPLETE

アドレス解決が未完了 NSを送信してNAを待っている状態
NSを送信してNAを待 ている状態

REACHABLE

指定したアドレスに対してNAを受け取るとReachableに変化

STALE

Reachable timer（デフォルト30秒）が経過

DELAY

Stale状態のアドレスに対してパケットが送信されるとDelayに変わる送信されたパケットに対して応答が返ってきた場合はReachableに戻る

PROBE

Delay状態から応答がないまま5秒経過するとProbeに変化する
Retrans timer経過後NSを3回送信（解決されなればINCOMPLETE）

40© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

Router Solicitation/Router Advertisement
•
•
•
•
•
•
•

RSの宛先アドレスはFF02::2、Hop Limitは255
RAの宛先アドレスはFF02::1かRS内の始点アドレス、Hop Limitは255
RA内のCurrent Hop Limitフィールドでノードが用いるホップ制限を設定
M‐flagが0ならステートレスアドレス自動設定、1ならDHCPv6によるアドレス設定
が なら テ ト
ド
自動設定 ならによる ド設定
O‐flagが1ならアドレス以外の情報をDHCPv6により取得
Router Lifetimeはデフォルトルータのみが1以上（65535以下）を指定
DRP（D f lt Router
DRP（Default
R t Preference：RFC4191）によってデフォルトルータの優先度の
P f
RFC4191）によ てデフォルトル タの優先度の通知が可能– High（01）、Medium（00）、Low（11）– ノード、ルータ双方がサポートしている必要がある、
要 あFE80::1① Router Solicitation
Src=FE80::1
Dst=FF02::2

FE80::2② Router Advertisement
Src=FE80::2
Dst=FF02::1s0(or(o FE80::1)
80 )Data=Subnet prefix, lifetime, current hop limit
Flag (management, other) , preference41© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

IPv6アドレスの状態、アドレスのlifetime•

tentative address– インタフェースに付与されていないアドレスでNDメッセージにしか使用できない。この時点でアドレスの一意性をDADで確認する。

•

preferredfd addressdd– インタフェースに付与されたアドレス。アドレスが一意で通信可能な状態•

deprecated address– 有効ではあるが、新規通信への使用をしないことが望まれる
有効ではあるが 新規通信への使用をしないことが望まれる•

valid address– Preferredとdeprecatedのアドレスの双方を指す•

Invalid address– 有効アドレスの有効期間が過ぎるとこの無効アドレスになる
アドレスの有効期間と状態変移

Valid address
preferred address deprecated address

0

t1

t2

I lid address
Invaliddd

t1：preferred lifetime
tt2：valid
valid lifetime
42© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

ステートレス自動アドレス設定の流れ
自動 ド
設定 流れ
fe80::211:22ff:fe33:4455
2001:db8::211:22ff:fe33:4455
MAC:00:11:22:33:44:55

fe80::211:22ff:fe66:7788
2001:db8::211:22ff:fe66:7788
MAC:00:11:22:66:77:88①近隣要請（NS）

近隣広告がなければターゲットアドレスの利用が可能＜重複アドレス検出＞
要請ノードマルチキャスト①
全ルータマルチキャスト（ff02::2）宛に送信②③

Src IPv6 ::（未定義アドレス）
Dst IPv6

ff02::1:ff33:4455

ICMPv6 Type 135
Target fe80::211:22ff:fe33:4455

Dst MAC 33:33:00:00:00:02
Src IPv6 fe80::211:22ff:fe33:4455
Dst IPv6

ff02::2

ICMPv6 Type 133③ルータ広告（RA）
全ノードマルチキャスト（ff02::1）宛に送信
取得プレフィックス
を用いてグローバル
アドレスを生成④
グローバル
アドレス確定Dst MAC 33:33:FF:33:44:55

Src MAC 00:11:22:33:44:55②ルータ要請（RS）
リンクローカル
アドレス確定Src MAC 00:11:22:33:44:55④近隣要請
近隣広告がなければターゲットアドレスの利用が可能応答があるとアドレスを再構成する必要あり＜重複アドレス検出＞

Src MAC 00:11:22:66:77:88
Dst MAC 33:33:00:00:00:01
Src IPv6 fe80::211:22ff:fe66:7788
Dst IPv6

ff02::1

ICMPv6 Type 134
Prefix 2001:db8::
Src MAC 00:11:22:33:44:55
Dst MAC 33:33:FF:33:44:55
Src IPv6 ::（未定義アドレス）
Dst IPv6

ff02::1:ff33:4455

ICMPv6 Type 135
Target 2001:db8::211:22ff:fe33:4455

43© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

リンクレイヤアドレスの解決の流れ
fe80::211:22ff:fe33:4455
2001:db8::211:22ff:fe33:4455
MAC:00:11:22:33:44:55

fe80::211:22ff:fe66:7788
2001:db8::211:22ff:fe66:7788
MAC:00:11:22:66:77:88①近隣要請（NS）①

通信相手のMACアドレ
スを探索
近隣広告がない場合はオンリンクでないと判断②②近隣広告（NA）
MACアドレス
取得完了③

ターゲットアドレスを持つノードが回答
ただし誰でもこの応答は
可能

③通信開始

Src MAC 00:11:22:33:44:55
Dst MAC 33:33:FF:66:77:88
Src IPv6 fe80::211:22ff:fe33:4455
Dst IPv6 ff02::1:ff66:7788
ICMPv6 Type 135
Target 2001:db8::211:22ff:fe66:7788
Src MAC 00:11:22:66:77:88
Dst MAC 00:11:22:33:44:55
Src IPv6 fe80::211:22ff:fe66:7788
Dst IPv6 fe80::211:22ff:fe33:4455
ICMPv6 Type 136
Target 2001:db8::211:22ff:fe66:7788
Target MAC 00:11:22:66:77:88

44© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

P h MTU Discovery
Path
Di

45

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IPv6オペレータ育成プログラム

Path MTU Discovery••••

送信元ホストは送出先リンクのMTUをパスMTUと仮定
経由するルータ上でパケットを転送できない場合、ルータはそのパケットを破棄してPacket Too Big（ICMPv6
g
type2）を送信元に返信する（次ホップへのリンクのMTU
yp
情報を盛り込む）
IPv6の最小MTUは1280バイト
マルチキャストでも同様– 宛先全体の最小MTUとなる
宛先全体の最小となる•

L2SWのMTUに引っかかった場合には破棄される
MTU1500

MTU1454

MTU1500

MTU1280

MTU1500
ServerclientSize=1500

Packet Too Big (MTU=1454)

Packet Too Big (MTU=1280)

Size=1454
Size=1280

46© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

セキュリティ
セキ

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IPv6オペレータ育成プログラム

パケットフィルタの基本• end‐to‐endの通信を想定しているため端末側でしっかり守る
必要がある• IPv6での注意点– ICMPv6はとめない• 特にtype2(Packet Too Big)– EDNS0やTCP53も通す• IPv6ではDNS回答パケットが大きくなりがちなためほぼ必須• 拡張ヘッダへの対応– 単純なパケットフィルタでは対応が難しいものもある• RH0、フラグメントヘッダ等– ファイアウォールでの検討も必要
ファイアウォ ルでの検討も必要
48© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

パケットフィルタ １（参考）Ingress

Egress必須[1]全ICMPv6をaccept[2]以下がSourceアドレスとなっているパケットをreject
・予約済みアドレス::/8
・元サイトローカルアドレス fec0::/10
・ユニークローカルアドレス fc00::/7
・マルチキャストアドレス
ff00::/8・ドキュメントアドレス
2001:db8::/32[3]自ASで持っているprefixがSourceアドレスになっているパケットをreject（トランジット接続）

特になし

オプション

[1]境界インタフェース宛となっているICMPv6パケットの制限をする‐ 前提条件
1. Neighbor Discovery で使われる ICMPv6 TYPEはaccept をする
2. Path MTU Discovery で使われる ICMPv6 TYPE =2 (Packet TooBig) は accept をする
3 速やかな IPv6/IPv4 フォ
3.速やかな
フォールバック
ルバック の為に、ICMPv6の為に ICMPv6 TYPE = 1(Destination Unreachable)は accept をする[2]境界インタフェース宛となっている上記以外のICMPv6をreject※traceroute, pingの確認ができなくなる[3]6bone用アドレス（廃止）をreject 3FFE::/16[1]全てのICMPv6をacceptする[2]以下がSourceアドレスになっているパケットをreject
・予約済みアドレス::/8
・元サイトローカルアドレス fec0::/10
・ユニークローカルアドレス fc00::/7
・マルチキャストアドレス
マルチキャストアドレス
ff00::/8・ドキュメントアドレス
2001:db8::/32
・ 6bone用アドレス
3FFE::/16

参考 ： http://www.janog.gr.jp/doc/janog‐comment/jc1006.txt

49© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

パ
パケットフィルタ
タ ２．１（参考）参考
Recommendations for ICMPv6 Transit Traffic

Traffic that Must Not be Dropped

Traffic that Normally Should Not be Dropped

Traffic That Will Be Dropped Anyway(All these messages should never be propagatedbeyond the link which they were initially transmitted)

Traffic for Which a Policy Should Be Defined

Destination Unreachable (Type 1) ‐ All codes
Packet Too Big (Type 2)
Time Exceeded (Type 3) ‐ Code 0 only
Parameter Problem (Type 4) ‐ Codes 1 and 2 only
Echo Request (Type 128)
Echo Response (Type 129)
Time Exceeded (Type 3) ‐ Code 1
Parameter Problem (Type 4) ‐ Code 0Home Agent Address Discovery Request (Type 144)
Home Agent Address Discovery Reply (Type 145)
Mobile Prefix Solicitation (Type 146)
Mobile Prefix Advertisement (Type 147)
Router Solicitation (Type 133)
Router Advertisement (Type 134)
Neighbor Solicitation (Type 135)
Neighbor Advertisement (Type 136)
Redirect (Type 137)
Inverse Neighbor Discovery Solicitation (Type 141)
Inverse Neighbor Discovery Advertisement (Type 142)
Listener Query (Type 130)
Listener Report (Type 131)
Listener Done (Type 132)
Listener Reportp v2 ((Typeyp 143))
Certificate Path Solicitation (Type 148)
Certificate Path Advertisement (Type 149)
Multicast Router Advertisement (Type 151)
Multicast Router Solicitation (Type 152)
Multicast Router Termination (Type 153)
Seamoby Experimental (Type 150)
Unallocated Error messages (Types 5‐99 inclusive and 102‐126 inclusive)
Unallocated Informational messages (Types 154‐199 inclusive and 202‐254 inclusive)

参考 ： http://www.ietf.org/rfc/rfc4890.txt?number=4890

50© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

パ
パケットフィルタ
タ ２．２（参考）参考
Recommendations for ICMPv6 Local Configuration Traffic

Traffic that Must Not be Dropped

Traffic that Normally Should Not be Dropped
Traffic That Will Be Dropped Anyway(if the service is not implemented)

Traffic for Which a Policy Should Be Defined

Destination Unreachable (Type 1) ‐ All codes
Packet Too Big (Type 2)
Time Exceeded (Type 3) ‐ Code 0 only
Parameter Problem (Type 4) ‐ Codes 1 and 2 only
Echo Request (Type 128)
Echo Response (Type 129)
Router Solicitation (Type 133)
Router Advertisement (Type 134)
Neighbor Solicitation (Type 135)
Neighbor Advertisement (Type 136)
Inverse Neighbor Discovery Solicitation (Type 141)
Inverse Neighbor Discovery Advertisement (Type 142)
Li t
Listener
Q
Query (T(Type 130)
Listener Report (Type 131)
Listener Done (Type 132)
Listener Report v2 (Type 143)
Certificate Path Solicitation (Type 148)
Certificate Path Advertisement (Type 149)
Multicast Router Advertisement (Type 151)
Multicast Router Solicitation (Type 152)
Multicast Router Termination (Type 153)
Time Exceeded (Type 3) ‐ Code 1
Parameter Problem (Type 4) ‐ Code 0
Router Renumbering (Type 138)
Home Agent Address Discovery Request (Type 144)
Home Agent Address Discovery Reply (Type 145)
Mobile Prefix Solicitation (Type 146)
Mobile Prefix Advertisement (Type 147)
Seamoby Experimental (Type 150)
Redirect (Type 137)
Node Information Query (Type 139)
Node Information Response (Type 140)
Unallocated Error messages (Types 5‐99 inclusive and 102‐126 inclusive)

参考 ： http://www.ietf.org/rfc/rfc4890.txt?number=4890

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DHCP 6 DNS
DHCPv6、DNS

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DHCPv6の変更点• 1つのI/Fに複数のアドレスをアサイン可• Prefixfi Delegationを実行する
li を実行する• BroadcastではなくIPv6マルチキャストを使用– All_DHCP_Relay_Agents_and_Servers（FF02::1:2）
All DHCP Relay Agents and Servers（FF02::1:2）• クライアントからサーバ又はRelay Agentへ向けて– All_DHCP_Servers（FF05::1:3）• Relay Agentからサーバへ向けて（Unicast
から
バ 向け （Addressを知らないときに使用）を知らな とき 使 ）– ClientはUDP546、サーバ/Relay AgentはUDP547• メッセージタイプが増えている
メッセ ジタイプが増えている– 特にRenewの明示的なメッセージの実装（IPv4ではRequest）

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IPv6オペレータ育成プログラム

DHCPv6詳細••

IPv6アドレスはステートレス自動設定、その他情報はDHCPv6で取得、とい
使った使い方も可能
DHCPv6ではDHCPの利用はRAオプション（M‐flag,O‐flag）で通知– DHCPv4ではホスト依存•

DHCP PD（RFC3633）
DHCP‐PD（RFC3633）– 委譲ルータ（delegation router）またはDHCPv6サーバから要求元ルータにプレフィックス情報を送付– DHCP‐PDとDHCPv6アドレス割り当ては混在可能•••

インタフェースIDまでの管理が可能
DHCPv4と同様のセキュリティ対策が必要
DHCPv6クライアントはDUID（DHCP Uniqueq Identifier）により識別– 1つのクライアントにつき1つの永続的なDUID（IPv4ではMAC）•

DHCPv6はデフォルトルート、プレフィックスを渡せない

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IPv6オペレータ育成プログラム

DHCPv6の通信(DHCPv4とほぼ同様)•

クライアントはマルチキャストSOLICIT（要請）メッセージを送信– Dst：FF02::1:2（ALL_DHCP_Relay_Agents_and_Servers）– Src：interface link‐local source•

DHCPサーバ（複数可）からADVERTISEメッセージを応答– Dst：client link‐local– Src：server link‐local•

クライアントが選択したDHCPサ バにREQUESTメッセ ジを送信
クライアントが選択したDHCPサーバにREQUESTメッセージを送信– IAオプション、DUID、要求オプションを記載•

DHCPサーバは要求されたオプションを含んだREPLYメッセージをクライアントに返す•

クライアントはDADを実施
アドレスが既に付与され他の情報を取得したい場合にはINFORMATION REQUESTメ
ッセージを使用（ステートレスDHCP）– RAでアドレスを付与されているがOフラグがついているような場合– DNS、NTP、SIP・・
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IPv6オペレータ育成プログラム

DHCPv6パケットフロー
Host

リンクローカル
アドレスのアサイン−−

NS（DAD）

同じLink内の
全IPv6 node

No response
expected to DAD

赤色部分がDHCPv6のパケットフローを示す
DHCP‐PDの場合もDHCPv6のパケットフローとな
るが DHCPv6 ClientとDHCPv6 PD Clientのサーるが、DHCPv6
Clientのサビスを必要とする場合は、別々に要求する

DHCP Server
RouterRS
Router Discovery

RA(M, O flag)

SOLICIT
ADVERTISE
DHCPv6のパケットフロー

REQUEST

Rapid CommitオプションがServer、Clientともに有効になっていれば、左記赤枠のやりとりは省略される

REPLY

NS（DAD）
No response
expected to DAD

同じLink内の
全IPv6 node56

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IPv6オペレータ育成プログラム

DHCPv6メッセージタイプ
メッセージ種別

内容

番号

発出側

Solicit1

Client

DHCPサービスを探す

Ad ti
Advertise

2

S
ServerS li itに対してDHCPサ ビスが有効であることを示す
Solicitに対してDHCPサービスが有効であることを示す

OFFER

Request3

ClientIPアドレス、オプションの入手を要求

REQUEST

Confirm

4

Client

アサインされたIPアドレスがまだ有効であることを通知

Renew

5

Client

リース時間延長を要求

Rebind6

ClientRenewに応答がない場合にこのメッセージを送出してリース時間を要求

Reply

7ServerSolicit, Request, Renew, Rebind に対するサーバの応答

ACK/NACK

Release8

Client

アサインされたアドレスが不要である旨の通知

RELEASED li
Decline9

Cli t
Clientサ
サーバによってアサインされたアドレスがすでに使用中
によってアサインされたアドレスがすでに使用中である旨の通知DECLINE

Reconfigure

10Server

パラメータの更新があったことを通知

V4相当
DISCOVER

REQUEST

57© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

DNS（IPv6）• AAAA（クアッドA）を使用（RFC3596）– 逆引きのドメインはIPv6.ARPA
逆引きのドメインはIPv6 ARPA
• 圧縮表記なし・・– NS、PTRは変更なし– BIND8.4以上またはBIND9で実装
BIND8 4以上またはBIND9で実装• 一つのFQDNにIPv4とIPv6の両方のアドレスが設定されている場合がある– リゾルバは双方のアドレスをアプリケーションに渡すか、どちらかを選択することも可能• DNSのデュアルスタック化とは– DNSサーバがAAAAをサポートしている– トランスポート層にIPv6を用いることができる

58© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

DNSクエリに関するOSの対応• DNSリゾルバの改良（IPv4通信の品質を保つため）– Aレコード解決を優先する（FreeBSD、Windows
Aレコ ド解決を優先する（F BSD Wi d
ViVista）t ）• IPv6が優勢になった時に問題になる可能性あり– Aレコード解決時にNXDOMAINならAAAAレコード解決をし
解決時
な
解決を
ない（Windows Vista）– Aレコードのレスポンス時間によりAAAAレコードの処理待ち時間を決定（FreeBSD Windows Vista）
ち時間を決定（FreeBSD、Windows• AAAAレコードがない場合のタイムアウト時間を小さくするため• AAAAレコード解決の抑制– グローバルIPv6アドレスが付与されない限りAAAAクエリによる名前解決は実施しない（Windows Vista）
59© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

DNSクエリの順序• クエリ順序はOSで異なる– FreeBSD‐5.5R• IPv4の名前解決とIPv6の名前解決を交互に繰り返し名前
解決が き 時点 終解決ができた時点で終了– Windows XP SP2• まずIPv6の名前解決を全て実施し次にIPv4の名前解決を全て実施– Windows
Wi d
Vi
Vista
t
• まずIPv4の名前解決を全て実施し次にNXDOMAINが返されたもの以外の全てに関してIPv6の名前解決を実施
60© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

OSPFv361© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

OSPFv3の特徴• リンクごとで処理– OSPFv3ではネットワーク、サブネット、という用語はリンクに置き換えられている• OSPFパケットヘッダからアドレス情報を削除
パケ ト
ダからアドレス情報を削除– IPv6アドレスはOSPFv3パケットのペイロード部分に書き込まれる• フラッディングスコープの明示
フラッディングスコ プの明示
– リンクローカル、エリア、ASの3種類を定義• リンクごとのインスタンスを明示的にサポート– 同一I/Fに複数のOSPFプロセスを動かすことが可能
同 I/Fに複数のOSPFプロセスを動かすことが可能• リンクローカルアドレスを使用– OSPFパケットの始点アドレスはリンクローカルアドレス– リンクローカルアドレスがネクストホップ• 認証フィールドの削除– IPv6プロトコルスタック上でIPSecを利用
62© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

Flooding scope
Scope

Link scope

Area scope

AS scope

Flooding area

リンク内でのみflooding

エリア内でのみflooding

全OSPFルータにflooding

LS Type

リンクLSA

ルータLSA
ネットワークLSA
エリア間プレフィックスLSA
リア間プレフィックスLSA
エリア間ルータLSA
エリア内プレフィックスLSA

AS外部LSALSDB TTypeLi k LSDB
Link

A
Area
LSDB

AS LSDB

63© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

LSタイプ
LSタイプ

名称

Flooding
scope

広告元

記述内容

備考

0x2001

Router‐LSA

エリア

各ルータ

インタフェース情報

prefix情報はなし

0x2002

Network‐LSA
k

エリア
リア

DR

DR管轄のルータ情報
管轄のル タ情報

prefix情報はなし
f 情報はなし

0x2003

Inter‐Area‐Prefix‐LSA

エリア

ABR

他エリアのprefix

旧Summary link
Prefixを搬送

0x2004

Inter‐Area‐Router‐LSA

エリア

ABR

ASBRへの経路情報

旧AS Summary link
Prefixを搬送

0x4005

AS‐External‐LSA

AS

ASBR

外部IPv6 prefix

再配送関連のprefixを搬送

0x2006

Group‐Membership‐LSA
Group
Membership LSA

エリア

RFC1584参照

0x2007

Type 7 LSA

エリア

RFC3101参照

0x0008

Link‐LSA

リンク

各リンク上の各ルータ

Link local address
IPv6 pprefixリスト

Link区間のaddressを搬送

0x2009Intra‐Area‐Prefix‐LSA

エリア

各ルータ

Area内のprefix

ルータ、ネットワークリンクのIPv6プレフィックスを搬送

64© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

OSPFv3のルーティングテーブル計算
NET1

NET3

NET6

R2

R3

NET2

NET5

R1

リンクLSA

NET4

area 1ABR4

ルータLSA

ABR5
エリア内プレフィックスLSA
エリア間プレフィックスLSA
AS外部LSA

area 0[R1を起点としたSPFツリ ][R1を起点としたSPFツリー]

外部NW
ASBR10 外部

area 2

ステップ1：エリア内経路

ネットワークLSA

ステップ2：エリア間経路

ステップ3：外部経路

R1

R1

R1
NET1
R4,ABR R5 link‐local=Next Hop

DR R2
NET2

R2
NET3

R4,ABRDR R2

R2

R2 link‐local=Next Hop

R4,ABR

DR R2

R2
Prefix Area 0

DR R4

DR R4

DR R4

NET4

Prefix X,YR3

R5 ABR
R5,ABR
NET5
NET6

R3

R5 ABR
R5,ABR
R5, ASBR10
Prefix Area 2

R3

R5 ABR
R5,ABR

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IPv6オペレータ育成プログラム

OSPFv3設定時の留意事項• ルータID– ルータID（32bit）の設定が必要• リンクローカルアドレス
リンク
カルアドレス– ネクストホップがリンクローカルアドレスになる– Neighborのリンクローカルアドレスを全てFE80::1などとやるとg
ルーティングテーブルの確認が困難になる可能性も• ただ出力I/Fも当然表示されるのでそれほど問題ではないかも• リンクローカルマルチキャストアドレス
リンク
カル ルチキャ トアド– ff02::5 AllSPFRouters（全てのOSPFルータ）– ff02::6 ALLDRouters（全てのOSPF DR/BDR）• 認証がIPSec– 機器によってはサポートしていない場合も– 異機種の相互接続時には確認必要
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IPv6オペレータ育成プログラム

BGP4+

67

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IPv6オペレータ育成プログラム

BGP4+（IPv6）• 基本的にはIPv4とほぼ同様– 元々マルチプロトコル用途のため。RFCも共通（RFC4760）
元々マルチプロトコル用途のため RFCも共通（RFC4760）• BGP経路配送– IPv4ではNLRIとPath Attributeからなる– IPv6ではNLRIは使用不可• IPv6ではMP_REACH_NLRI、MP、 _UNREACH_NLRIを使用
使• BGPメッセージタイプ（変更なし）– OPEN・・・パラメータの交換
OPEN
パラメ タの交換– UPDATE・・利用可能経路や取り消された経路を交換– NOTIFICATION・・エラーの報告、コネクションの切断– KEEPALIVE・・・対向の生死確認
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IPv6オペレータ育成プログラム
2001:db8:0:12::1
fe80::12:1

BGP4+のパケット内容
パ
内容
BGP Update

Border Gateway Protocol
UPDATE Message
UPDATE：
Marker: 16 bytes
2001:db8:100:10::/64
Length: 98 bytes
Type: UPDATE Message (2)Unfeasible routes length: 0 bytes
Total path attribute length: 75 bytes
Path attributes
ORIGIN: IGP (4 bytes)
IPv4で使われていたNEXT_HOP、NLRIはなし
使われ
た
はなし
AS_PATH: 65535 (7 bytes)
ORIGINやAS_PATHなど他のものは共通
MULTI_EXIT_DISC: 0 (7 bytes)
削除の場合はMP_UNREACH_NLRI
MP_REACH_NLRI (57 bytes)（IPv4でのWithdrawn相当）
Flags: 0x80 (Optional(Optional, Non‐transitive
Non‐transitive, Complete)
Type code: MP_REACH_NLRI (14)Length: 54 bytes
IPv6のAFIは2Address family: IPv6 (2)SAFIはは1Subsequent address family identifier: Unicast (1)Next hop network address (32 bytes)
IPv6のNextHopアドレスを記述
Next hop: 2001:db8:0:12::1 (16)Next hop: fe80::12:1 (16)Subnetwork points of attachment: 0
Network layer reachability information (17 bytes)
IPv6のprefix情報を記述
2001:db8:100:10::/64

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IPv6オペレータ育成プログラム

BGP4+設定時の留意事項• ルータID– 32bitのルータIDが必要• ピアアドレス– グローバルアドレス、リンクローカルアドレスどちらも使用可能だが、グローバルでpeerを張るべき• リンクローカルでpeerを張る場合にはNextHopSelfが必要• ASの区別– 自AS番号をIPv4/v6で別に定義できる機器も70© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

BGPでのIPv6経路制御
Ingress

Egress必須[1] 以下の Special‐Use Prefix を reject する‐ デフォルト::/0 exact‐ 予約済み Prefix::/8/ or longerg‐ リンクローカルアドレス
fe80::/10 or longer‐ 元サイトローカルアドレス fec0::/10 or longer‐ ユニークローカルアドレス fc00::/7 or longer‐ マルチキャストアドレス
ff00::/8 or longer‐ ドキュメントアドレス
2001:db8::/32 or longer[1] 自 AS で持っている Prefix を aggregate して accept をする[2] 以下の Special‐Use Prefix を reject する
‐デ
デフォルト
ォルト
::/0
/ exact‐ 予約済み Prefix::/8 or longer‐ リンクローカルアドレス
fe80::/10 or longer‐ 元サイトローカルアドレス fec0::/10 or longer‐ユユニークローカルアドレス
クロ カルアドレス fc00::/7 or longer‐ マルチキャストアドレス
ff00::/8 or longer‐ ドキュメントアドレス
2001:db8::/32 or longer[3] プライベート AS 番号を外部に広告しないようにする[2] 自 AS で持っている Prefix を reject する[1] 細かい Prefix (Long Prefix) を reject する
オプション[2] 各 RIR から各組織に割り振り済みの Prefix のみを accept する※ RIR の IP アドレス割り振りリストが更新される度に、アドレス割り振りリストが更新される度にフィルタの設定の更新を行う必要があります

特になし[3] 一定値以上の長い AS‐PATH 長の経路を reject する

参考 ： http://www.janog.gr.jp/doc/janog‐comment/jc1006.txt

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IPv6オペレータ育成プログラム

Edge機能関連（HSRPv2/VRRPv3、uRPF）
機能関連（
）

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IPv6オペレータ育成プログラム

HSRPv2（IPv6）の主な特徴• VIPがリンクローカルアドレスとなる
VIPがリンクロ カルアドレスとなる– 例：fe80::1– 配下のホストのデフォルトルートもリンクローカルアドレスにする• VMACの変更– 00‐05‐73‐a0‐0x‐xx（HSRPv1は00‐00‐0c‐07‐ac‐xx ）• Group番号が0‐4095に拡張（HSRPv1では0‐255）
Group番号が0 4095に拡張（HSRPv1では0 255）

• Helloパケットの宛先– ff02::66（33:33:00:00:00:66）（HSRPv1では224.0.0.2）• ポート番号
ポ ト番号– UDP：2029（HSRPv1では1985）• ActiveルータがRAを送信し、Backup側はsuppressする
タ
を送信 、
p側
pp
する
• StateはHSPRv1と同じ– Init、Learn、Listen、Speak、Standby、Active• 認証は平文 or MD5
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IPv6オペレータ育成プログラム

参考：HSRPv2（IPv4）• VMAC– 00‐00‐0C‐9f‐fx‐xx（HSRPv1は00‐00‐0c‐07‐ac‐xx ）• Helloパケットの宛先– 224.0.0.102（01‐00‐5e‐00‐00‐66 ）（HSRPv1では224.0.0.2）• ポート番号
ポ ト番号– 1985（HSRPv1と同様）• IOS 12.3Tからサポート
12 3Tからサポ ト

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IPv6オペレータ育成プログラム

HSRPv2（IPv6）動作イメージ
Active

VIP：fe80::1
VMAC:00‐05‐73‐A0‐00‐0a

実I/FアドレスStandby
実I/Fアドレス2001:db8:1::11
fe80::11

2001:db8:1::12
fe80::12
Hello Dst：fe02::66

Interface GigabitEthernet 1/1
ipv6 address FE80::11 link-local
ipv6 address 2001:db8:1::11/64
ipv6 enable
standby version 2
standby 10 ipv6 FE80::1
standby 10 timers 1 3
standby 10 priority 110
standby 10 preempt
standby 10 authentication text kokatu

Default Gateway：fe80::1

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IPv6オペレータ育成プログラム

VRRPv3• まだRFC化はされていない– 最新（23‐Oct‐2009）は”draft‐ietf‐vrrp‐unified‐spec‐04”• VIPはリンクローカルアドレス• VMACは00‐00‐5e‐00‐02‐xx（IPv4では00‐00‐5e‐00‐01‐xx ）– VRIDは1‐255
VRIDは1 255

•
•
•
•
•
•
•

Helloの始点アドレスはI/Fのリンクローカルアドレス
Helloのdstはff02::12 （IPv4では224.0.0.18）
Hop Limitは255
Next Headerは112
MasterがRAを送信し、BackupはRAを送信しない
が を送信しは を送信しない
StateはVRRPv2と同様（Initialize、Master、Backup）
認証フィールドはなし
認証フィ
ルドはなし
76

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IPv6オペレータ育成プログラム

uRPF（復習）• uRPF（Unicast（
Reverse Path Forwarding））– パケットの始点アドレスが経路情報に存在するかどうかを確認し 存在しなければ破棄認し、存在しなければ破棄– ACLを手動で設定する必要がないため作業負荷が軽減– Loose Mode：始点アドレスが経路情報に存在すれば転送– Strict Mode：始点アドレスが経路情報に存在し、且つそのパケットを受信したI/Fが送信先となっていれば転送
外部ネットワーク

外部ネットワークとの接続I/Fに対してはLoose Mode
ユーザとの接続I/Fに対してはStrict Modeというような使い方がIPv4では使われています

Loose Mode
Strict Mode

Customer

Customer

Customer

Customer77© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

IPv6 uRPFの注意事項• 学習されていない経路からPacket Too BigのICMPv6が返ってきた場合にはuRPFで破棄さ
が返
きた場合
破棄さ
れてしまう
– 議論中ではあるがuRPFの前にICMPv6（特にPacket Too Big）は必ず通すような実装が必要• 各ベンダーに確認が必要• HW処理されるかどうかも確認必要

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IPv6オペレータ育成プログラム

運用、監視

79

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IPv6オペレータ育成プログラム

監視の分類• インバンド監視– サービス死活監視：ping、http、smtp、ftp・・–サ
サービス品質計測：RTT
ビス品質計測：RTT、Jitter、SLA・・
Jitter SLA・・• アウトバンド監視– 機器情報の取得：SNMP、Syslog
機器情報の取得：SNMP Syslog– トラフィック監視：MRTG、flow
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IPv6オペレータ育成プログラム

インバンド監視• サービス死活監視– ICMPv6などを利用した監視ツールが必要– 場合によってはアプリケーション側でのIPv6対応も必要• サービス品質計測– ICMPv6などによるSLA計測

ICMP

IPv6

IPv6

ICMP

81

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IPv6オペレータ育成プログラム

アウトバンド監視（SNMP・Syslog）•

SNMP– ノードの情報・状態を取得するためのプロトコル• トランスポートがIPv4であってもIPv6の情報が取得できれば問題はない• トランスポートまでもIPv6化するのはさらに次のステップ
トランスポ トまでもIPv6化するのはさらに次のステップ– SNMP側はプロトコル非依存なので問題ないはずだが、対応製品が少ない• IPv4/v6共に障害が発生した場合には複数IP（複数機器）で障害が発生したように見えるため、ノードの対応付けが重要•

Syslog– ノードのログ情報をエクスポートするためのプロトコル• トランスポートがIPv4であってもIPv6のログ情報は取得できるので問題はない
トランスポ トがIP 4であってもIP 6のログ情報は取得できるので問題はない• トランスポートまでもIPv6化するのはさらに次のステップ
polling

IPv4

SNMP IPv4
Trap

SNMP

IPv4 Syslog

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IPv6オペレータ育成プログラム

IPv6 MIB• IPv4/v6ごとのトラフィックを採取することはできない– IPv4/v6で物理I/F、vlanを分ける//– xFlowを使う• 流量が異なりすぎる場合には注意が必要
IPv6基本MIB

RFC4293

IPv6,ICMPv6含むIP全般のMIB

その他IPv6関連MIB

RFC4668～4671

IPv6 Radius関連MIB

RFC4295

Mobile IPv6 MIB

RFC3595

IPv6 Flow Label MIB

RFC3019

MLD MIB

RFC4001

InetAddress MIB

アドレス表現ア表現

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IPv6オペレータ育成プログラム

IPv6アドレスMIB
ipAddressPrefixTableで指定したI/FのIPv6アドレスを取得

オブジェクト内容

ipAddressPrefixIfindex

InterfaceIndex（IfIndex）

ipAddressPrefixType

InetAddressType（IPv4/v6を識別）

ipAddressPrefixPrefix

InetAddress （IPアドレス）

ipAddressPrefixLength

InetAddressPrefixLength （プレフィックス長）

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IPv6オペレータ育成プログラム

Routing MIB• OSPFv3、BGP4+ともにRFC標準化はされていない– ベンダーMIBでのサポートが必要– ベンダーMIBがない場合には、IPv6でのみOSPF、BGP
がdownした場合には障害に気付くことが困難
内容

RFC/ID

Date

StatusOSPFv3 MIB

RFC5643
draft‐ietf‐ospf‐ospfv3‐mib‐16

2009‐08

PROPOSED STANDARD

BGP4 MIB

draft‐ietf‐idr‐bgp4‐mibv2‐09

2009‐02‐18

ActiveVRRPv3 MIB

draft‐ietf‐vrrp‐unified‐mib‐06

2006‐12‐15

ExpiredTCP MIB

RFC40222005‐03

PROPOSED STANDARD

UDP MIB

RFC4113

2005‐05

PROPOSED STANDARD
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IPv6オペレータ育成プログラム

OSPFv3 SNMP Trap
RFC5643NOTIFICATIONS

意味

Trapの内容

ospfv3NbrStateChangechange in the state of a OSPFv3 neighborospfv3RouterIdospfv3NbrState

ospfv3IfConfigError

configuration parameters conflict

ospfv3RouterIdospfv3ifRxBadPacket

OSPFv3 packet that cannot be parsed has
been received

ospfv3IfState
ospfv3PacketSrc
ospfv3PacketTypeospfv3IfStateChangechange in the state of a OSPFv3 interface

ospfv3RouterIdospfv3IfState86© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

BGP SNMP Trap
http://www.ietf.org/internet‐drafts/draft‐ietf‐idr‐bgp4‐mibv2‐09.txt
NOTIFICATIONS
bgp4V2EstablishedNotification

bgp4V2BackwardTransitionNotification

意味

Trapの内容

Established state

bgp4V2PeerState
bgp4V2PeerLocalPort
bgp4V2PeerRemotePort

out of the Established state

bgp4V2PeerState
bgp4V2PeerLocalPort
bgp4V2PeerRemotePort
bgp4V2PeerLastErrorCodeReceived
bgp4V2PeerLastErrorSubCodeReceived
bgp4V2PeerLastErrorReceivedText

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IPv6オペレータ育成プログラム

Flow（IPv6）• NetFlow– Cisco systems社が開発– Version9（RFC3954）にてIPv6フロー対応• テンプレート機能によりフォーマットが拡張可能に
テンプレ ト機能によりフォットが拡張可能に• IPFIX（IP Flow Information Export）のベース• sflow– InMon社が中心となって開発• Brocade,Extreme,HP,AlaxalA,Force10,NECなどが実装
,
, ,
,
,
装

– sFlowV4（RFC3176）でIPv6をサポート• sFlowV5はsFlow.orgに仕様公開
88© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

NetFlowの動作
フロー

コレクタ
エクスポータエクスポ
タ以下が一致しているものを
同 フロ として扱う
同一フローとして扱う
・Src/Dst IPアドレス
・Src/Dst ポート番号
・プロトコルタイプ
・ToSバイト・入力インタフェース

Ingress側でFlowをキャッシュ下記タイマでフラッシュ
・InActive Timer (default = 15s )・Active Timer (default = 30s )・TCP FIN or RST
・キャッシュがfullになったとき

NetFlowキャッシュ
S IF
Src

S IP
Src

D t IFDst

D t IPDst

P t l
Protocol

B t
Bytes

P k t
Packets

3

a.a.a.a5x.x.x.x

6

3126

5

b.b.b.b8

y.y.y.y17

12

c.c.c.c10

z.z.z.z

1

・・・

A ti
Active

Idl
Idle

8

305

3

2094

15

1850

21

5076

22

56

10
89

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IPv6オペレータ育成プログラム

NetFlowV9パケット形式
NetFlowヘッダに続き1つ以上のテンプレートFlowSetとデータFlowSetから構成される
プ
Export Packet
ヘッダ

テンプレートFlowSetVersionSeq Num
Src ID
・・

FlowSetID
Template ID
・・

データ
FlowSetデータ
FlowSet・・・・

テンプレートテンプレ
トFlowSet

デ タ
データ
FlowSetFlowSetID
SrcIP
DstIP
NH IP
Bytes
・・

テンプレートFlowSetでのIPv6用フィールド
Field Type

Value

LengthDescription

IPv6_SRC_ADDR

27

16

IPv6 source address

IPV6_DST_ADDR

28

16

IPv6 destination address

IPV6_SRC_MASK

29

1

Length of the IPv6 source mask in contiguous bits

IPV6_DST_MASK

30

1

Lengthh off theh IPv6 ddestination maskk in contiguous b
bits

IPV6_FLOW_LABEL

31

3

IPv6 flow label as per Length of the IPv6 destination mask in contiguous bits

IP_PROTOCOL_VERSION

32

1Internet Protocol Version Set to 4 for IPv4, set to 6 for IPv6

IPV6_NEXT_HOP

60

16

next‐hop router

BGP_IPV6_NEXT_HOP

62

16

Next‐hop router in the BGP domain

IPV6_OPTION_HEADERS

63

4

Bit‐encoded field identifying IPv6 option headers found in the flow

90

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IPv6オペレータ育成プログラム（参考）NetflowV5フローレコード
フィールドが決められているため、128bitのIPv6アドレスは埋め込むことができない
ドが決められるため
ドは埋め込む とが きな

0

15

16

31

Src IP
Dst IP
next hop
Input Interface Number

Output Interface Number
Packet数
Octet数最初にフローが観測されたsysuptime
最後にフローが観測されたsysuptime
Src port
Padding

Dst port
TCP flag

送信元AS番号
送信元ネットマスク

送信先ネットマスク

ProtocolToS
送信先AS番号Padding91© Task Force on IPv4 Address Exhaustion, Japan ALL RIGHT RESERVED.

IPv6オペレータ育成プログラム

sFlowの動作• sFlowは”サンプルベース”のテクノロジー– NetFlowのようなフローキャッシュは持たない
Data

HeaderData

Header・・・

Data

HeaderData

Header

フロー

コレクタ
エクスポータsFlow
エージェント

1つのインタフェースから入ってきて スイ チ/ル テ ンてきて、スイッチ/ルーティン
グモジュールを経由した後、（1つ以上の）インタフェース
から出て行く全てのパケット

sFlow PDU
ヘッダ
インタフェース
ネクストホップ
AS情報
I/F統計情報
ユーザ名
パケットキャプチャ
Etc・・

92

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IPv6オペレータ育成プログラム

sFlowパケット形式
sFlowヘッダに続く1つ以上のフローサンプルとカウンタサンプルから構成されるExport Packet
ヘッダ

フロー
サンプル

カウンタ
サンプル

カウンタ
サンプル

・・・・

フロー
サンプル

カウンタ
サンプル

Version
Address type
Agent IP
Seq Num・・

フローサンプル 基本データ 拡張データ
ヘッダ
形式
形式

【IPv6型フォーマット】
type=3lengthprotocolSrc/Dst_ip
Src/Dst_port
tcp_flags
priority

・・

拡張データ
形式

スイッチ型
ルータ型
ゲートウェイ型
ユーザ型
URL型

カウンタ
カウンタ
サンプルヘッダ サンプル種別

SeqNo
Src_idinterval

Type=2(Ethernet)

カウンタ
サンプル情報Ethernet

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IPv6オペレータ育成プログラム

IPv6 Flowの問題点• IPv6トラフィックはIPv4トラフィックに比べ圧倒的に量が少ない• sampling‐rateはノード単位で設定する機器が多いた
め、IPv6個別のsampling‐rateを設定することが困難– IPv4/v6 DualStackの場合にはsampling‐rateの設定に注意
場合
定 注意
が必要

94

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