IPに関連する技術とIPv6

Tokio Kikuchi

アクセスルータ

PPPoE で ISP へ接続
家庭内ではプライベートアドレスを使用
DHCP で PC の自動設定
NAT で外部サイトへ
+無線

DHCP

IP 接続に必要な設定
IPアドレス, ネットマスク, デフォルトゲートウェイ, DNS サーバ, ... etc
RARP では？ ... IPアドレスのみ（昔はクラスがあったのでそれだけでよかった）
Dynamic Host Configuration Protocol
RFC 2131

DHCPの仕組み

DHCP Client (0.0.0.0) -> 255.255.255.255 (broadcast) へ DHCPDISCOVER 要求
- op 1=BOOTREQUEST
- UDP Port 67/68 を使用 (Bootstrap Protocol Server)
DHCP Server -> DHCP Client へ DHCPOFFER 応答
- op 2=BOOTREPLY
DHCP Client -> broadcast (複数の DHCP Server) DHCPREQUEST 要求
DHCP Server -> DHCP Client DHCPACK (DHCPNACK)

DHCP その他

IPアドレスには「リース期間」がある。-> 期限切れ -> 再要求
ICMP Echo 要求で未使用であることを確認
ARP 応答が無い事を確認

NAT

Network Address Translator
NAT ルータで source address を書き換える
変換テーブル（表）を作成
外部からルータ宛パケットが、変換テーブルにあったら、destination address を書き換えて内部へ渡す

NAT の実際

(内部PC) 192.168.203.11:55472 -> 18.7.22.83:80 (NAT R)
(NAT R) 133.97.166.23:55472 -> 18.7.22.83:80 (www.mit.edu)
(www.mit.edu) 18.7.22.83:80 -> 133.97.166.23:55472 (NAT R)
(NAT R) 18.7.22.83:80 -> 192.168.203.11:55472 (内部PC)

NAT の問題

外部から NAT 内部へ接続はできない
変換テーブル作成のオーバヘッド
再起動すると全ての通信がリセットされる

解決方法

固定 Port Forward
UPnP (Universal Plug and Play) による NAT ルータとの協調動作
- 一時的 Port Forward の設定
IPv6

IP マルチキャスト

1対N の通信
マルチキャストグループアドレス (クラスD) を使う
マルチキャスト対応ルータであれば、サブネットをまたいでマルチキャストを利用できる
経路制御／境界の問題

IPトンネリング

IPv6 や Multicast Backbone へ IPv4 ネットを越えて参加する
Mobile IP
L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol)
SSH VPN
- 学内ネットワークに関する情報

通信品質の制御

IntServ
- アプリケーション毎に優先度を設定
- RSVP (repondez s'il vous plait)
DiffServ
- 顧客 (プロバイダ) ごとに制御

ふくそう

輻輳 (Congestion)
LAN では CSMA/CD の Collision Detection
Collision 大量発生すると、(ほとんど) 通信できない = 輻輳

Mobile IP

PC を持ち歩くと、それぞれの場所で DHCP などで、IPアドレスを設定しなおす
移動しても IP アドレスが変わらないようにしたい
IP tunneling を使う
- 出先のネットワークが対応していないといけない

IPv6

Internet Protocol Version 6
今、使ってるのは、Version 4
IP address 32bit -> 128 bit
- 階層的 IP アドレス = 経路制御を容易にする
- パフォーマンス（効率）を上げる工夫
- PnP (自動設定)
- 認証／暗号
- Multicast, Mobile IP

IPv6 アドレス

グローバルユニキャストアドレス (global-scope address)
リンクローカルユニキャストアドレス (link-local address)
- 10bit (1111111010) fe(8-b)...
ユニークローカルアドレス (site-local address)
- (11111101) fd...

近隣探索

Neighbor Discovery
ICMPv6 を使う (Multicast)

IPv6 ヘッダ

Version ... ここだけ v4 と同じ 6 が入る
Traffic Class
Flow Label
Payload Length
Next Header
Hop Limit (TTL)
Source Address
Destination Address

本日の問題

次の略語を spell out しなさい
DHCP
NAT