Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof....

61
Seite 1 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol

Transcript of Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof....

Page 1: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 1 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet Protocol

Page 2: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungFehler

einzelne Bits der Datagrammköpfe verfälschtLebenszeit eines Datagramms abgelaufen Empfängers bemerkt, dass Daten nicht korrekt

InternetkontrollnachrichtInternet Control Message

ICMP Internet Control Message ProtocolKommunikation zwischen Internetsoftware (IP-Schicht)

zwischen Routern bzw. von Routern zu Rechnernauch zwischen Rechnern

integraler Bestandteil des InternetprotokollsKommunikation zwischen den für Datenübertragung verantwortlichen Instanzen eines Rechnernetzes

Page 3: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 3 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungICMP-Nachricht in Datagramm

Eintrag 1 inTransportfeld

Nachrichtenformat des ICMP Typ CodeFunktionPrüfsummeSumme aller 16-Bit-Felder der ICMP-Nachricht.

Page 4: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 4 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungEcho-Anforderung (echo request)

Fordert Empfänger schickt Sender Echo-Antwort gleichen Daten im Datenfeld Beliebige Datenlänge

Echo-Antwort (echo reply)Antwort auf Echo-Anforderung

Page 5: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 5 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungZiel nicht erreichbar (destination unreachable)

Router kann Datagramm nicht abliefern

Grund Code Bedeutung

0 Netzwerk nicht erreichbar

1 Rechner nicht erreichbar

2 Protokoll nicht erreichbar

3 Adresse im Rechner nicht erreichbar

4 Fragmentierung nötig, aber 'Do not fragment' gesetzt

5 Angegebener Weg konnte nicht eingehalten werden.

Page 6: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 6 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungFlusskontrolle (Pufferüberlauf, source quench)

PufferüberlaufNachrichten vernichten

Auch wenn Pufferüberlauf drohtsendet für jedes vernichtete Datagramm Meldung an Quelle

Datagrammstrom drosselnRouter drosselt Datagrammstrom

bis keine ICMP-Meldungen mehr eintreffenDatagrammstrom dann langsam wieder erhöhen

ältere Versionen ignorieren diese Nachrichten

Page 7: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 7 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungAufforderung, den Weg zu ändern(route change request; oder route redirect)

Code Bedeutung

0 Datagramme für das Netz umlenken

1 Datagramme für den Rechner umlenken

2 Datagramme für Netz+Dienst umlenken

3 Datagramme für Rechner+Dienst umlenken

Page 8: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 8 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungZeit abgelaufen (time exceeded)

Lebenszeitzähler des Datagramms Wert 0 Fragmentierungstimer im Zielrechner abgelaufen

GrundCode Bedeutung

0 Lebenszeit des Datagramms abgelaufen

1 Fragmentierungszeit abgelaufen

Page 9: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 9 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungDatagrammkopf inkorrekt

(incorrect datagramm header)Router kann Datagramm nicht interpretieren ICMP-Nachricht an Absender Zeiger verweist auf erstes fehlerhafte Oktett im Header

Page 10: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 10 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungUhrzeitabfrage (clock synchronization)

'Senderzeitmarke' ← Uhrzeit (in ms seit MN)'Empfängerzeitmarke bei Zugang''Empfängerzeitmarke bei Abgang'

Uhren vergleichen werdenUmlaufzeit (round trip time) von Datagrammen

Page 11: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 11 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungNetzadresse (network address request)

Adresse des NetzesRechner angeschlossen

Funktion ähnlich wie RARP

vollständige Adresse des Senders und Empfängers

Page 12: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 12 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungUnternetzmaske

subnetwork address mask request):

Maske des Subnetzes, an dem Rechner angeschlossen

Subnetzadressen in jedem Netz beliebig

Page 13: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 13 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungAnwendungen von ICMP

Aufrechterhaltung des Betriebs einer IP-ImplementierungErreichbarkeit der Gegenstelle mit ICMP testen

Systemprogramm ping verwendet ICMP-Echo-RequestGegenstelle anfragen

Ermittlung der maximalen Datagramm-Größe auf PfadDon't Fragment-Bit setzenBei zu großem Datagramm: Fragmentation Required Empfänger erkennt, dass Datagramm noch zu groß richtige Größe austestenPfad ändert sich kurzfristig nicht

Page 14: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 14 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungAnwendungen von ICMP

Routen (Pfad zu Ziel) mit ICMP findentraceroute verwendet ICMP-Time Exceeded-Nachricht

Hopcounterwert 1 Datagramm an Ziel erste Router sendet ICMP-Time Exceeded-Nachricht IP-Adresse des IP-Datagramms ersten Router ermittelnHopcounterwert 2, usw.

Reihe von FehlermöglichkeitenDuplizierte Datagramme werden ignoriertVerlorene Datagramm noch einmal sendennötige Wartezeit vom Anwender als Parameter gesetztPfade ändern sich u.U. dynamischZiel erreicht, auf nicht existierenden Port Protokoll: UDP; Antwort: Destination Unreachable statt Time Exceede

Page 15: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 15 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPv6IPv4

bisher IP (IPv4 für Version 4, RFC 791) verschiedene NachteileErgänzungen im Standard (RFC 2460) für IPv6 aufgelistet

ErweiterungenAdresserweiterung

Adressraum 128 Bits wesentlich mehr adressierbare Knoten hierarchische Adressierung einfachere Autokonfiguration von Adressen Mehrfachadressierung neuer Adresstyp "Anycast"

Mindestens eine einer Gruppe von Adressen

Page 16: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 16 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Erweiterungen in IPv6Vereinfachung des Header-Formats

Einige Felder des IPv4-Headers fortgelassen / optionalVerarbeitungskosten in Knoten verringern

keine Fragmentierung in Routerminimal notwendiger Header

weitere Funktionen optional in eigenen, konkatenierten Erweiterungsheadern Fragmentierungusw.

Verbesserte Unterstützung von Erweiterungen / Optionen

neue Kodierung der IP-Headeroptionenverbesserte Weiterleitung bei Router-Option größere Optionenlängenneue Optionen einfacher einführbar

Page 17: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 17 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Fehlerbehandlung und -meldungErweiterungen

Markierung von DatagrammflüssenVerkehrsflüsse können markiert werdenverschiedene Qualitätsmerkmale garantierbar

Realzeitdienste

Authentication and Privacy CapabilitiesAuthentisierung, Datenintegrität Vertraulichkeit der Daten

Page 18: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 18 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPv6 (auch IpnG)IPv6 in mehreren Standards beschrieben

RFC 2460Aufbau der Header und ErweiterungsheaderFunktionen

RFCs 2401, 2402 und 2406Sicherheitsaspekte

RFC 2373Adressformate

RFC 2463Management von IPv6 über ICMPv6

Page 19: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 19 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Header im IPv6

Page 20: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 20 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolHeader im IPv6

Verkehrsklasse (Traffic Class) Optimiert Verkehrsparameter

Durchsatz, Übertragungszeitverzögerung Übertragungsschwankung, Fehlerwahrscheinlichkeit oder Verlustwahrscheinlichkeit

noch in der EvaluierungFlussmarken (Flow Label)

Routern erkennen Datagrammfolge (Flow)Sender meldet Flow anSender legt Endzeit fest

Realzeitdiensten Abarbeitung innerhalb einer bestimmten ZeitAbarbeitung in richtiger Reihenfolge

noch in der Evaluierung

Page 21: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 21 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Erweiterungsheader im IPv6optionaldirekt hinter Ipv6-HeaderRouter arbeitet (fast) nur ersten Header ab

Außer wenn Router Ziel istnächster Erweiterungsheader abgearbeitet bzw. Header des nächsthöheren Protokolls(Upper-Layer-Header)

nur Datenteil(hier TCP-Paket)

direkt an IPv6-Header angehängtim Next Header-Feld steht Wert für TCP (6)

Page 22: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 22 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Erweiterungsheader im IPv6Routing-Header

zwischen IPv6-Header und TCP-Paket Next Header-Feld des Pv6-Headers: Routing (43)Next Header-Feld des Routing-Erweiterungsheader: TCP (6)

Page 23: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 23 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Erweiterungsheader im IPv6Fragmentation-Header (neben Routing-Header)

zwischen IPv6-Header und TCP-Paket Next Header-Feld desPv6-Headers: Routing (43)Next Header-Feld desRouting-Erweiterungsheader Fragmentation (44)Next Header-Feld des Fragmentation-Erweiterungsheader:TCP (6)

Page 24: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 24 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Erweiterungsheader im IPv6Next Header Feld: welcher Headertyp als nächstes Reihenfolge der Headertypen fest:

IPv6-HeaderHop-by-Hop Options-Header (Next Header = 0)Destination Options-Header (Next Header = 60)Routing-Header (Next Header = 43)Fragment-Header (Next Header = 44)Authentication-Header (Next Header = 51)Encapsulating Security Payload-Header (Next Header = 50)Destination Options-Header (Next Header = 60)Upper-Layer-Header (Next Header: TCP=6, UDP=17 usw.)

Page 25: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 25 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Erweiterungsheader im IPv6Jeder Header nur einmal

außer Destination Options-Headernach Hop-by-Hop Options-Header vor Upper-Layer-Header

letzter Header / Erweiterungsheader Next-Header-Feld: 59 No-Next-Header

Optionen in DatagrammenHop-by-Hop Options-Header (0): werten nur Router ausDestination Options-Header (60): werten nur Empfänger auszur Zeit eine standardisierte Option

Nulloptionen (0=Länge 1 Byte, 1=Länge explizit)

Page 26: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 26 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolRouting-Header (43)

Liste zu durchlaufender Adressenbis zu 127 Adressen

Länge des Extension Headers in 8 Bytes Left: Anzahl noch zu durchlaufender Stationen

Wert null,Routingheader von Router nicht mehr bearbeitet.

Router mit Destination-Adresse routet explizit (loose coupling)Zieladresse →DestinationSegments Left dekrementieren Datagramm weiterschicken

Page 27: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 27 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolFragment-Header (44)

fragmentierte PaketeIPv6 keine Fragmentierung in Routern

sendende Station erzeugt Fragment in IPv6-Datagramme mit Fragment-Headern32 Bit lange IdentifikationQuell- und Zieladresse 13 Bit langer Fragment-Offset letzte Fragment: More-Bitmaximale Fragmentlänge

vom Pfad im Internetvom Absender gewählt 60 s Zeit für reassemble

Mindestgröße: 1280 Oktetteempfohlen: 1500 Oktette (Tunneling)MTU (maximum transmission unit per link) nach RFC 1981

Page 28: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 28 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten in ICMPv6Internet Control Message Protocol für IPv6 (ICMPv6) Fehlerübermittlung andere Funktionen der Vermittlungsschicht RFC 2463

vollständige Implementierung von ICMPv6 obligatorisch

Aufbau der ICMPv6-Nachricht8 Bit Feld für den Typ der ICMPv6 Nachricht,8 Bit Feld für den Code der ICMPv6 Nachricht,16 Bit Feld für die Prüfsumme der ICMPv6 Nachricht.

Page 29: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 29 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten in ICMPv6Prüfsumme

Über gesamte ICMPv6-Nachricht zuzüglich Pseudoheaders (ICMPv4 ohne)

Länge des ICMPv6-DatagrammsNext-Header-EintragQuell- und Zieladresse

mehrere einfache Zieladressen (unicast) Mehrfachadressen

Prüfsummenverfahren wie bei IPv6ICMPv6-Fehlermeldungen unbekannten Typs

an höhere Schicht weitergereichtICMPv6-Informationsmeldungen unbekannten Typs

Verworfen

Page 30: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 30 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten in ICMPv6ICMPv6-Fehlermeldungen

möglichst viel Daten des Pakets

ICMPv6-Nachrichten dürfen nicht gesendet werdenwenn ICMPv6-Fehlermeldungen Fehler enthaltenbei Multicast- oder Broadcastadressen keine eindeutige Absenderadresse vorliegtMechanismen zur Beschränkung der ICMPv6-Nachrichtenrate

Page 31: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 31 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolKontrollnachrichten ICMPv6

Destination Unreachable Message (1)Datagramm kann nicht weitergereicht werden

Außer bei Überlastung des ÜbertragungswegsGrund

Code 0: Der Router fand keinen passenden Eintrag in Routingtabelle (auch keine Default-Route).Code 1: Die Weiterleitung ist verbotenz.B. wegen eines Firewall-Filters.Code 3: Link ist nicht erreichbar; Adresse keinem Link zuordbar: Address unreachable.Code 4: kein Prozess kann Paket entgegennehmen: Port unreachble.Code 2 ist noch keine Bedeutung zugewiesen. Zieladresse Absenderadresse des verursachenden Datagramms Nachricht muss an Transportschicht weitergeleitet werden.

Page 32: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 32 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten ICMPv6Packet Too Big Message (2)

Datagramm zu großKann nicht weitergereicht werden

An Transportschichtprotokoll zu übergebenBestandteil des Path MTU Discovery process

Ermittelt maximale Paketlänge auf Pfad

Page 33: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 33 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten ICMPv6Time Exceeded Message (3)

Hop Limit-Zähler Wert nullCodewert 0

Reassemblierungszeit des Empfängers überschrittenCodewert 1

Nachricht an Transportschicht weiterleiten

Page 34: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 34 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolKontrollnachrichten ICMPv6

Parameter Problem Message (4)Header oder Erweiterungsheader eines Datagramms können nicht bearbeitet werden32 Bit-Zeigerfeld zeigt Oktett, wo Fehler erkanntGrund

Code 0: fehlerhaftes Headerfeld entdeckt.Code 1: unbekannter Nextheader-Wert entdeckt.Code 2: unbekannte IPv6-Option entdeckt.

Fehlerhafte Nachricht wird verworfen.an Absenderadresse des verursachenden Datagramms diese Nachricht an Transportschicht weiterleitenBeispiel

ICMPv6-Nachricht: Typ 4, Code 1, Zeiger 40: Erweiterungsheader hinter IPv6-Header: unbekannter Nextheader-Wert

Page 35: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 35 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten ICMPv6Die ICMPv6-Informationsnachrichten (128)

Echo-BeantwortungsfunktionAnwendungsschnittelle zur Verwendung dieser FunktionEcho Request Message

jeder legalen IPv6-Adresse Nachricht übersenden16 Bit-Identifier-Feld: mögliche Antwort zuordnen16 Bit-Sequence Number-Feld: Folge solcher Nachrichten organisierenAnzahl und Inhalt der Datenoktette optional

Page 36: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 36 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Kontrollnachrichten ICMPv6Die ICMPv6-Informationsnachrichten (129)

Echo Reply MessageAntwort auf Echo-Reqest-Nachricht

Identifier-/Sequence Number-Feld von Anfrage kopiertAnzahl und Inhalt der Datenoktette kopiert

Absenderadresse: Empfängeradresse der Echo-ReqestMulticast-Adresse: Adresse, über welche Nachricht eintraf dem initierenden Prozess zuzustellenKönnen auch anderen Prozessen zugestellt werden

Page 37: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 37 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Sicherheit beim ICMPv6Authentisierung und Verschlüsselung

mittels Authentisierungsheader identifizierbarwenn Zieladresse entsprechende Assoziation vorschreibt bei falscher Authentisierung: Datagram verwerfen Administrator soll sämtliche nicht authentisierte ICMPv6-Nachrichten verwerfen können

Verschlüsselung von ICMPv6-Nachrichten IP-Sicherheitsarchitektur RFC 2401 betrachtet.

Page 38: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 38 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Sicherheit beim ICMPv6verschieden ICMP-Angriffsszenarien

1.Angreifer kann Absenderadresse einer ICMPv6-Nachricht verfälschen

durch Verwendung der Authentisiserung verhindert2.Angreifer kann Ziel einer ICMPv6-Nachricht verfälschen

z.B. durch geschützte Prüfsummen / Verschlüsselung verhindern3.Angreifer kann Daten e. ICMPv6-Nachricht verfälschen

durch Authentisierung oder Verschlüsselung verhindert4.Denial of Service-Angriff: Senden fehlerhafter IP-Pakete.

ICMPv6-Antworten nur senden bei ausreichenden Ressourcen

Page 39: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 39 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolAdressstruktur in IPv6

Adresserweiterung mit 128 Bits (RFC 2373)drei Adresstypen verwendet bzw. in Planung

Unicast-Adressen spezifizieren genau ein ZielMulticast-Adressen spezifizieren eine Menge von ZielenDatagramme werden an jedes der Ziele gesendetAnycast-Adressen spezifizieren eine Menge von Zielen

nur eines ausgewähltdas räumlich nächste entsprechend Router-Topologie

Unicast-Adresse u.U. mehreren Schnittstellen zugeordnetz.B. zum Lastausgleich

Broadcast-Adressen stellen Teil der Multicast-AdressenIPv6-Adressen werden Schnittstellen, nicht Knoten zugeordnet.

Knoten kann mehrere IPv6-Adressen besitzenSchnittstelle kann IPv6-Adressen unterschiedlichen Typs habenmuss lokale IPv6-Adresse besitzen(nur auf angeschlossenem Link gültig)einem Link wird Subnetzadresse zugeordnet

Page 40: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 40 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Notation der 128 Bit langen Adressen

acht 16 Bit-Blöcke jeweils vier Hexadezimalzahlengetrennt durch ':', z.B.

FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:32101080:0:0:0:8:800:200C:417A

Längere Nullfolgen durch '::' abgekürztnur einmal je Adresse vorkommen

1080:0:0:0:8:800:200C:417A eine Unicast-AdresseFF01:0:0:0:0:0:0:101 eine Unicast-Adresse0:0:0:0:0:0:0:1 Die Loopback-Adresse0:0:0:0:0:0:0:0 Die unspezifizierte Adresse

Page 41: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 41 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6

kürzer darstellbar

1080:0:0:0:8:800:200C:417A eine Unicast-AdresseFF01:0:0:0:0:0:0:101 eine Unicast-Adresse0:0:0:0:0:0:0:1 Die Loopback-Adresse0:0:0:0:0:0:0:0 Die unspezifizierte Adresse

1080::8:800:200C:417A eine Unicast-AdresseFF01::101 eine Unicast-Adresse::1 Die Loopback-Adresse:: Die unspezifizierte Adresse

Page 42: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 42 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Mischformen IPv4, IPv6

0:0:0:0:0:0:13.1.68.30:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38

die komprimierte Form::13.1.68.3::FFFF:129.144.52.38

Page 43: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 43 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Anfangsstück heißt Präfix; spezifiziert durch

Adresse / Länge 60 Bit langer Präfix 12AB00000000CD316korrekt schreibbar als:12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/6012AB::CD30:0:0:0:0/6012AB:0:0:CD30::/60

Präfix zu Adresse: adresse/12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF/60

Knotenadresse12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEFPräfix: 12AB:0:0:CD30::/60.

Page 44: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 44 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Adresstyp durch Präfix festgelegt

bisher folgende Adresstypen spezifiziert

reservierter Präfix auch für bestimmte Adressen verwendetLoopback eingebettete IPv4-Adressen

eigener Adressraum für NSAP und IPXGegenwärtig nur 15% des Adressraums belegt

Adreßtyp Präfixreserviert 0000 0000 / 8Aggregatable Global Unicast Addresses 001 / 3Link-Local Unicast Addresses 1111 1110 10 / 10Site-Local Unicast Addresses 1111 1110 11 / 10Multicast Addresses 111 111 / 8

Page 45: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 45 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Unicast-Adressen

Pv6-Adressen können hierarchische Struktur besitzennicht jeder Router muss diese erkennen

IPv6-Adressen aus Linkadresse einer Schnittstelle gebildet 64 Bits von Herstellern der jeweiligen Hardware festgelegtIEEE vergibt dazu eine

24 Bit-Herstelleadresseeindeutige 40 Bit-Adresse vom Hersteller hinzufügt (EUI64)Ethernets verwendet nur 48 Bits für MAC-Adressen

Linkadresse enthält u (universal/local) Bit lokale Adresse bei Verwendung als IPv6-Adresse invertiertvereinfacht Schreibung lokaler Adressen

Page 46: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 46 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Unicast-Adressen

::0 unspezifizierte AdresseWird niemals einer Schnittstelle zugewiesen keine ZieladresseAls Quelladresse wenn Host eigene Adresse noch nicht kennt

::1Loopback-Adresse niemals einer Schnittstelle zugewiesenniemals aus Host herausgeschickt niemals von Router weitergeleitet

Page 47: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 47 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolAdressstruktur in IPv6

Unicast-AdressenIPv4-kompatiblen IPv6-Adresse(IPv4-compatible IPv6 address)

::<IPv4-adresse> (32 Bit lange IPv4-Adresse, 96 führende Nullen)

während Übergangszeit von IPv4 → IPv6 von IPv6-Routern benutzt Vermeidet aufwändige Adresstransformation

Page 48: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 48 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Unicast-Adressen

IPv4-mapped IPv6 address ::FFFF:<IPv4-adresse>(32 Bit lange IPv4-Adresse; 80 führende 0en; 16 führende 1en) Hosts, welche kein IPv6-Adressierung beherrschen

Auch Abbildungen von NSAP-Adressen nach OSI-Basisreferenzmodell IPX-Adressen →Standards

Aggregatable Global Unicast Addressesvereinfachen Routing von Internetpaketen für Top-Level 13 Bitsfür nächsten Level 24 Bitsfür Sitelevel 16 Bits zusätzlich 64 Bit-Linkadresse

Page 49: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 49 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Unicast-Adressen

linklokale Adresse (link local address)in lokalen Netzen bzw. In routerlosen Netze

unterstützen automatische Adressierung 1111111010::<Linkadresse>/10Router leiten diese nicht auf andere Links weiter

Bereichslokale Adressen (site local address)Zuweisung nur lokal verwendeter Adressen

1111111011::<Linkadresse>/10Router leiten diese nicht auf andere Bereiche weiter

Page 50: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 50 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Multicast-Adressen

FF16PG:X...P=1: Permanent (dauerhaft gültig)P=2: Transient (nur begrenzte Zeit gültig)G: Gültigkeitsbereich

1: Knoten2: Link4. Site8: Organisation

Multicast-GruppeGruppenangabe von 112 Bit

Multicast-Adressen dürfen nicht verwendet werden als Quelladressen Routing-Header

Page 51: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 51 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Multicast-Adressen

Aufgabe des RoutersDatagramm mit Multicast-Adresse an sämtliche Schnittstellen der zugehörigen Multicast-Gruppe senden

Well-Known-AdressenVordefinierte Multicast-Adressen 16 Reserved Multicast-Adressen

FF00::0, FF01::0, ... FF0F::0 FF01::1 und FF02::1

alle Schnittstellen-Adressen in Gültigkeitsbereichen 1 und 2 ersetzen Broadcast-Adressen von IPv4

FF01::2, FF02::2 und FF05::2alle Router in den Gültigkeitsbereichen 1, 2 und 5

Page 52: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 52 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

Adressstruktur in IPv6Multicast-Adressen

Well-Known-AdressenSolicited-Node Address

Präfix FF02:0:0:0:0:1:FF00/10424 Bit an diesen Präfix angehängtalle Schnittstellen, deren IPv6-Adressen in den unteren 24 Bits die gleichen Werte haben

Permanente Multicast-Gruppenbisher nur durch die unteren 32 Bits unterschieden (FFPG::<gruppe>/96)berechnet schneller Abbildung Multicast-Adresse → MAC-Adresse

Page 53: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 53 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolAdressstruktur in IPv6

Multicast-AdressenHost empfängt Datagramme mit folgenden Adressen

Link-Lokale Adresse für jede Schnittstelle.Zugewiesene Unicast-Adresse.Loopback-Adresse.Multicast Adressen für alle Knoten (Broadcast).Solicited-Node Multicast-Adresse jede zugewiesenenUni- und Anycast-Adresse.Multicast-Adressen für alle anderen Gruppen, denen Host angehört

Router erkennt zusätzlich folgende AdressenSubnetzrouter-Anycast-Adressen Router-Interface als Router konfiguriertAlle weiteren Anycast-Adressen, für welche Router konfiguriertMulticast Adressen für alle Router.Multicast Adressen für alle anderen Gruppen, denen Router angehört

Page 54: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 54 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolAdressstruktur in IPv6

Multicast-Adresseneinzige Adresspräfixe, die in Implementierung vordefiniert

Unspezifizierte Adresse.Loopback-Adresse.Multicast-Präfix (FF...).Lokale Präfixe (Link-lokal FF11:.. und Link-lokal FF12:..).Vordefinierte Multicast-Adressen.IPv4-kompatible Präfixe.

Page 55: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 55 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet ProtocolAdressstruktur in IPv6

Anycast-Adresseneine Schnittstelle einer Menge von Schnittstellen

gleiche syntaktische Form wie Unicast-AdressenMind. nicht leerer Präfix für die Region

Router müssen Mitglieder der Anycast-Menge kennen wählen "toplogisch naheste" Ziel aus

Subnet-Router-Anycast-Adressevordefinierte Anycast-AdressePakete werden an nächsten Router in Subnetz geleitetbesteht aus Subnetzpräfix, gefolgt von Nullen

andere Anwendung für Anycast-AdressenInformationsdienst oder Internetprovider Pakete stets zm nächsten Server geleitet Gegenwärtig dürfen nur Router als Ziele verwendbar

mobiler Host mit Routern seines lokalen NetzesReihe von Beschränkungen

instabile Netze

Page 56: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 56 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPsecAuthentisierungsheader (Authentication Header)

Datenintegrität, Authentisierung Schutz vor Wiederholung

Page 57: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 57 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPsecEncapsulating Security Payload-HeaderESP-Header

Vertraulichkeit Verschlüsselung Verkehrfluß-vertraulichkeit DatenintegritätAuthentisierung Schutz vor Wiederholung Austausch krypto-graphischer Schlüssel

Zugangskontrolle

Page 58: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 58 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPsecBeide Header kombinierbar

Teilweise redundante Funktion

Page 59: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 59 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPsecSecurity Associations

Gesicherte Verbindung (auf IP!)Verschieden ModeTransport-Verbindung

Verbindung zweierEndpunkte (Hosts)Verschlüsselung undAuthentisierung getrennt

TunnelInterne- und externeHeaderZiel-Adresse verschlüsseltVerkehrflussvertraulichkeit

Page 60: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 60 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPsecDaten in Datenbanken gespeichert

SPD: Security Policy DatabaseBeschreibt allgemeine SicherheitsstrategieVom Administrator eingerichtet

SAD: Security Association DatabaseBeschreibt Parameter einer Verbindung

SchlüsselZähler

Bei jeder neuen (IP-)Verbindung einzurichten

Page 61: Internet Protocoleinstein.informatik.uni-oldenburg.de/lehre/semester/...Seite 2 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk Internet Protocol Fehlerbehandlung und -meldung Fehler einzelne Bits

Seite 61 Rechnernetze 1 Prof. Dr. W. Kowalk

Internet ProtocolInternet Protocol

IPsecKritikpunkte

Komplexität des Protokollsschlechte Dokumentation

Beweggründe für einzelne EntwurfsentscheidungenZu viele VariantenKomplexität unnötig vergrößertAuthentifizierungsheader und Transportmodus im Prinzip vollständig überflüssigIP ist verbindunglos!