IPv6:tta käsittelevät RFC:t

Elina Parviainen
huhtikuu 1997

Johdanto

Teknologian kehityksen, uusien sovellusten ja varsinkin Internetin käyttäjämäärän kasvun myötä internet-protokollan versio 4 on käynyt riittämättömäksi. Sen seuraajaksi on tulossa protokolla nimeltä IPv6. Joskus siihen viitataan myös nimellä IPng, "IP - The Next Generation". Tämä nimitys kuitenkin käsittää myös paljon laajempaa keskustelua ja ehdotuksia uudeksi internet-protokollaksi. Tässä dokumentissa kuvataan lyhyesti IPv6:een liittyvien RFC:iden sisältö. Myös IPng:hen liittyviä RFC:itä on paljon. Niitä tässä ei kuitenkaan käsitellä.

IPv6-protokollaan liittyvää keskustelua käydään uutisryhmässä comp.protocols.tcp-ip. Tietoturvanäkökulmaa asiaan tarjoaa esim. comp.security.unix. Toki monissa muissakin, eri protokolliin, ohjelmiin ja laiteympäristöihin erikoistuneissa uutisryhmissä käydään aiheeseen liittyviä keskusteluja. Lisäksi kannattaa seurata IETF:n tiedotuksia.

Mikä on IPv6?

Protokollan määrittely on S. Deeringin ja R. Hindenin laatimassa RFC:ssä Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification [RFC1883]. RFC:stä selviävät uuden protokollan tärkeimmät piirteet: suurempi osoiteavaruus ja parannettu osoitteiden käsittely, yksinkertaisempi, käsittelyä nopeuttava ja kaistanleveyttä säästävä pakettien otsikkoformaatti, mahdollisuudet otsikkojen joustavaan laajentamiseen ja optioiden lisäämiseen, mahdollisuus datavuon otsikointiin (aihetta käsittelee tarkemmin C. Partridge RFC:ssä Using the Flow Label Field in IPv6 [RFC1809]) sekä tuki autentikoinnille ja datan aitouden ja luottamuksellisuuden varmistamiselle.

Uudistettu osoitteidenkäsittely

Jos IPv4:n osoitteille käytettyä desimaaliluvuista ja pisteistä koostuvaa esitystapaa käytettäisiin myös IPv6:n 128-bittisille osoitteille, olisi tuloksena hankalan pitkiä merkkijonoja. R.Elz esittelee RFC:ssä A Compact Representation of IPv6 Addresses [RFC1924] ehdotuksen kompaktimmasta tavasta esittää osoitteita käyttäen heksanumeroita ja jättäen pois nollaoktetit. Ehdotus on otettu käyttöön yhtenä tapana esittää IPv6-osoitteita [RFC1884].

R. Hindenin ja S. Deeringin käsialaa on protokollamäärittelyn lisäksi myös RFC:stä IP Version 6 Addressing Architecture [RFC1884] löytyvä esitys IPv6:n osoitearkitehtuurista. RFC:ssä käydään läpi eri osoitetyypit (unicast, anycast ja multicast) ja esitetään tarkat formaatit kaikille osoitetyypeille.

IP-osoitteiden jaosta on vastuussa IANA (Internet Assigned Number Authority) kuten IPv4:nkin aikana. IESG (Internet Engineering Steering Group) on RFC:ssä IPv6 Address Allocation Management [RFC1881] esittänyt pääperiaatteet, joiden mukaan osoiteavaruuden hallinta tulee hoitaa.

Unicast-osoitteiden jakamiseen vaikuttavat reitityksen ohella myös mm. hallinnolliset näkökohdat. Y. Rekhter ja T. Li pohtivat asiaan liittyviä seikkoja RFC:ssä An Architecture for IPv6 Unicast Address Allocation [RFC1887]. Dokumentti käsittelee esimerkiksi topologiatietojen koodaamista osoitteisiin, erilaista osoitteenjakoa palveluntarjoajille ja tilaajille sekä Internetin kasvun huomioonottamista osoitehierarkiassa.

RFC:ssä An IPv6 Provider-Based Unicast Address Format [RFC2073] esitetään unicast-osoitteen yksi mahdollinen formaatti. Standardiehdotuksessa esitetyn formaatin avulla pyritään helpottamaan reititystä. Sen rinnalla voidaan käyttää muitakin osoiteformaatteja.

Jotta uudentyyppisten osoitteiden toimintaa sovellusten kanssa voitaisiin testata, on laadittu suunnitelma erityisten tilapäisten testiosoitteiden jakamisesta. Kokeellinen protokolla on esitetty R. Hindenin ja J. Postelin laatimassa RFC:ssä IPv6 Testing Address Allocation [RFC1897].

Eri ympäristöjä

IPv6:n käyttö erityyppisten siirtoteiden kanssa vaatii omat standardinsa. D. Haskin ja E. Allen ovat laatineet standardiehdotuksen IP Version 6 over PPP [RFC2023], jossa määritellään tapa siirtää IPv6-paketteja PPP-yhteyden yli sekä käsitellään yhteyden muodostusta ja konfigurointia. Pakettien siirtoa FDDI-verkoissa käsittelee M. Crawfordin standardiehdotus Transmission of IPv6 Packets Over FDDI [RFC2019]. Siinä määritellään MTU ja kehyksen formaatti, toiminta siltojen kanssa sekä erilaisia linkkitason osoitteisiin liittyviä seikkoja. Ethernet-verkoille M. Crawford on myös laatinut vastaavansisältöisen ehdotuksen A Method for the Transmission of IPv6 Packets over Ethernet Networks [RFC1972].

Muuttuvia protokollia

Varsinaisen IP-protokollan lisäksi joudutaan muuttamaan muitakin protokollia. Ohjaus- ja virhetietojen lähettämiseen käytettävän ICMP-protokollan uuden version esittelee A. Contan ja S. Deeringin laatima Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) [RFC1885]. Dokumentissa määritellään kontrolliviestien formaatti, mutta jätetään niiden käytön kuvailu muiden RFC:ien huoleksi.

Yksi IPv6-internetissä käytettävä reititysprotokolla on RIPng, uudempi versio IPv4:n kanssa käytetystä Routing Information Protocol-protokollasta. RIPng:n esittelee G. Malkinin ja R. Minnearin RIPng for IPv6 [RFC2080].

SNTP on protokolla, jota voidaan käyttää tietokoneiden kellojen synkronointiin. Se on yksinkertaistettu versio yleisemmästä Network Time Protocol (NTP) -protokollasta. D. Millsin Simple Network Time Protocol (SNTP) Version 4 for IPv4, IPv6 and OSI [RFC2030] esittelee SNTP-protokollan version 4, joka on tarkoitettu toimimaan niin IPv4:n, IPv6:n kuin OSI-malliin perustuvien osoitteidenkin kanssa.

Domain-nimien käsittelyn muuttamista IPv6-osoitteille sopiviksi kuvailee S. Thomsonin ja C. Huiteman DNS Extensions to support IP version 6 [RFC1886]. Muutoksia tarvitaan mm. osoitteiden tallennuksessa ja osoitekyselyissä. Järjestelmä pyritään pitämään yhteensopivana vanhojen toteutusten ja sovellusten kanssa.

Konfigurointi

J. McCann, S. Deering ja J. Mogul ovat laatineet standardiehdotuksen Path MTU Discovery for IP version 6 [RFC1981], jossa kerrotaan kuinka IPv6:tta käyttävä kone voi saada selville maksimikoon jollain koneiden välisellä polulla käytettävälle siirtoyksikölle.

Neighbor Discovery (ND) -protokollan avulla koneet voivat löytää ne naapurit, joiden kanssa kommunikointi on mahdollista linkkitasolla (esim. Ethernetissä) tai lähimmät reitittimet, jotka suostuvat välittämään niiden paketteja. Ne voivat pitää kirjaa naapureidensa saavutettavuudesta ja huomata osoitteiden ja reittien muutokset. Tällainen protokolla on esitelty RFC:ssä Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6) [RFC1970].

S. Thomsonin ja T. Nartenin IPv6 Stateless Address Autoconfiguration [RFC1971] käsittelee toimenpiteitä, joita koneen on suoritettava konfiguroidakseen verkkoliittymänsä IPv6:tta käytettäessä. Dokumentissa käsitellään mm. sen määrittämistä, mitä pitäisi konfiguroida, erilaisten osoitteiden generoimista ja duplikaattiosoitteiden havaitsemista.

Muita näkökohtia

Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers [RFC1933], joka on R. Gilliganin ja E. Nordmarkin laatima standardiehdotus, esittelee IPv4-yhteensopivuusmekanismeja. Niiden avulla voidaan mm. siirtää IPv6-paketteja IPv4:ää käyttäviä siirtoteitä pitkin. Tarkoituksena on täydellinen yhteensopivuus IPv4:n kanssa, mikä suuresti helpottaisi koko Internetin vähittäistä siirtymistä IPv6:een.

OSI:n NSAP-osoitemallin ja IPv6:n yhteensovittamista käsittelee kokeellinen RFC OSI NSAPs and IPv6 [RFC1888].

Uudet osoitteet tulevat muuttamaan myös socket-rajapintaa. Informatiivinen RFC Basic Socket Interface Extensions for IPv6 [RFC2133] kuvailee muutokset, joita tarvitaan, jotta TCP- ja UDP-sovellukset voisivat käyttää IPv6:tta, mutta yhteensopivuus IPv4:n kanssa kuitenkin säilyisi. IPv6:n tarjoamat täysin uudet ominaisuudet esitellään dokumentissa Advanced Sockets API for IPv6, jota ei ole vielä (huhtikuussa 1997) saatu valmiiksi.

Lähteet

Eri RFC:iden merkitystä on arvioitu 1-5:llä tähdellä. Arvioiden perusteena on ollut lähinnä se, kuinka oleellisia kyseiset RFC:t ovat lukijalle, joka haluaa saada kokonaiskuvan IPv6-protokollasta. Yksittäisistä piirteistä kiinnostuneelle voivat siis vähänkin tähtiä saaneet tarjota mielenkiintoista luettavaa. Eri tähtimääriä voisi karkeasti luonnehtia esimerkiksi seuraavasti: 

***** oleellinen
 **** valaiseva
  *** kohtalainen
   ** pikkutietoa
    * joutava

Yleistä

1883 PS *****
S. Deering, R. Hinden, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification , 01/04/1996. (Pages=37) (Format=.txt)
1809 I ***
C. Partridge, Using the Flow Label Field in IPv6 , 06/14/1995. (Pages=6) (Format=.txt)

Osoitteet

1924 I *
R. Elz, A Compact Representation of IPv6 Addresses , 04/01/1996. (Pages=6) (Format=.txt)
1884 PS *****
R. Hinden, S. Deering, IP Version 6 Addressing Architecture , 01/04/1996. (Pages=18) (Format=.txt)
1881 I **
I. IESG, IPv6 Address Allocation Management , 12/26/1995. (Pages=2) (Format=.txt)
1887 I ***
Y. Rekhter, T. Li, An Architecture for IPv6 Unicast Address Allocation , 01/04/1996. (Pages=25) (Format=.txt)
2073 PS **
Y. Rekhter, P. Lothberg, R. Hinden, S. Deering, J. Postel, An IPv6 Provider-Based Unicast Address Format , 01/08/1997. (Pages=7) (Format=.txt)
1897 E **
R. Hinden, J. Postel, IPv6 Testing Address Allocation , 01/25/1996. (Pages=4) (Format=.txt)

Ympäristöt

2023 PS ***
D. Haskin, E. Allen, IP Version 6 over PPP , 10/22/1996. (Pages=10) (Format=.txt)
2019 PS ***
M. Crawford, Transmission of IPv6 Packets Over FDDI , 10/17/1996. (Pages=6) (Format=.txt)
1972 PS ***
M. Crawford, A Method for the Transmission of IPv6 Packets over Ethernet Networks , 08/16/1996. (Pages=4) (Format=.txt)

Protokollat

1885 PS ****
A. Conta, S. Deering, Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) , 01/04/1996. (Pages=20) (Format=.txt)
2080 PS **
G. Malkin, R. Minnear, RIPng for IPv6 , 01/10/1997. (Pages=19) (Format=.txt)
2030 I **
D. Mills, Simple Network Time Protocol (SNTP) Version 4 for IPv4, IPv6 and OSI , 10/30/1996. (Pages=18) (Format=.txt) (Obsoletes RFC1769)
1886 PS ***
S. Thomson, C. Huitema, DNS Extensions to support IP version 6 , 01/04/1996. (Pages=5) (Format=.txt)

Konfigurointi

1981 PS ***
J. McCann, S. Deering, J. Mogul, Path MTU Discovery for IP version 6 , 08/14/1996. (Pages=15) (Format=.txt)
1970 PS ***
T. Narten, E. Nordmark, W. Simpson, Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6) , 08/16/1996. (Pages=82) (Format=.txt)
1971 PS **
S. Thomson, T. Narten, IPv6 Stateless Address Autoconfiguration , 08/16/1996. (Pages=23) (Format=.txt)

Muuta

1933 PS ****
R. Gilligan, E. Nordmark, Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers , 04/08/1996. (Pages=22) (Format=.txt)
1888 E *
J. Bound, B. Carpenter, D. Harrington, J. Houldsworth, A. Lloyd, , OSI NSAPs and IPv6 , 08/16/1996. (Pages=16) (Format=.txt)
2133 I ***
R. Gilligan, S. Thomson, J. Bound, W. Stevens, Basic Socket Interface Extensions for IPv6 , 04/21/1997. (Pages=32) (Format=.txt)