IPv6を勉強し直す#

1. 到達範囲（スコープ）を明示する#

このアドレスはどこまで届くべきか、がprefixで自ずと定まる。

• 同一L2だけで使う→リンクローカル
• LANだけで使う→ユニークローカル
• インターネットまで届く→グローバルユニキャスト

2. プライバシーを守る#

インターネットに出るとき、同じアドレスを毎回使うと追跡される。なので、外向き通信用に一時アドレスを所有する。

3. NATなしで動かしたい#

全デバイスがグローバルアドレスを持つことができるので、どこまで届くかをアドレス種別で表現することができる。

LLA (fe80::/10)#

Link Local Address

特徴

• 必ず全てのIpv6対応NICに自動生成される
• 同一L2でしか使えない
• ルーターを越えられない

用途

• RAの送受信
• NDP(Neighbor Discovery Protocol)
  • IPV6版ARP+ルーター発見+アドレス重複確認をまとめたプロトコル(後述)

ULA(fc00::/7 実質fd00::/8)#

Unique Local Address

IPv4で例えると192.168.0.0/16 や10.0.0.0/8 のようなプライベートアドレス相当

特徴

• インターネットにルーティングされない
• LAN内だけで使うプライベートアドレス的な存在
• 自分でprefixを決められる(NGNから降ってくるGUAとは完全に別で、好きに管理できる)
• ISPが変わってGUA Prefixが変わっても、LANのアドレス空間が壊れない

用途

• LAN内サービスのアドレス設定
• インターネットに露出させたくないサービスなど
  • LLA,ULAのみを設定しておくことで外部公開してないことが一発で分かる

GUA(それ以外)#

Global Unicast Address

特徴

• インターネット接続性がある
• ISPや上位機関から割り当てられる

ステートレス自動設定(SLAAC)による安定アドレスの割り当て#

ステートレス自動設定(Stateless Address Autoconfiguration) という仕組みを用いて、IPv4 DHCPサーバーみたいにステートを持たなくてもアドレスを発行する仕組み。

作成方法は昔と今で違う生成方法だった。

1
HASH(プレフィックス + NIC識別子 + 秘密鍵 + カウンター)
2
      ↓
3
インターフェースID（乱数っぽいが再起動しても変わらない）

一時アドレスの割り当て#

ステートレス自動設定（SLAAC）で付与されたアドレスに対して、プライバシー拡張が一時アドレスを追加作成する RFC4941の拡張。

ULA Prefix構造#

1
fd00:cafe::/48  ← 自分で決めたグローバルID部分
2
  ├── fd00:cafe:1::/64  ← メインLAN
3
  ├── fd00:cafe:2::/64  ← infraVLAN
4
  ├── fd00:cafe:3::/64  ← 将来用
5
  └── ...最大65536サブネット

アドレス解決(ARPの代替)#

1
「fd10:2020::20 のMACアドレスを教えて」
2
  ↓ マルチキャスト（ブロードキャストではない）
3
「私がfd10:2020::20です、MACはxx:xx:xx:xx:xx:xxです」

使うメッセージ

1
NS（Neighbor Solicitation）  → 「誰がこのIPv6持ってる？」
2
NA（Neighbor Advertisement） → 「私が持ってます」

ルーター発見#

1
クライアント起動
2
  ↓
3
RS（Router Solicitation）送信 → 「ルーターいますか？」
4
  ↓
5
ルーターが RA（Router Advertisement）で応答
6
  → 「プレフィックスはこれ、デフォルトGWは私」

RAで受け取ったprefixを元にGUA(SLLAC,一時アドレス)を作成する。

DAD(Duplicate Address Detection)#

1
自分でアドレスを生成したあと
2
  ↓
3
NS送信「このアドレス誰か使ってる？」
4
  ↓
5
応答なし → 使ってOK
6
応答あり → 衝突！別のアドレスを生成し直す

ここでSLAACのhashで使われるカウンターが+1される

ルーターへの到達性確認#

デフォルトGWとして使っているルーターがまだ生きているかを定期的に確認する

RAのフラグ#

2つの重要なフラグがある

Mフラグ(Managed)

• 0: SLAACで自分で作れ（RA配信者=ルーターはManagedしない）
• 1: IPアドレスをDHCPv6から取得しろ（RA配信者=ルーターが管理する）

Oフラグ(Other)

• 0: アドレス以外の情報(DNSなど)を取得しなくて良い
• 1: アドレス以外の情報(DNSなど)をDHCPv6から取得しろ

組み合わせパターン

1
M=0, O=0 → SLAACのみ。DNSもRAのRDNSSオプションで取得
2
M=0, O=1 → アドレスはSLAAC、DNSなどはDHCPv6から取得
3
M=1, O=1 → アドレスもDNSも全部DHCPv6から取得

RAとDHCPv6の担当範囲#

RAが担当するもの

• Prefix配信
• デフォルトゲートウェイ(RA送信元のLLAが使われる)
• ルーターの生存確認間隔
• MTU

DHCPv6が担当するもの（o_flag=1のとき）

• DNSサーバーアドレス
• DNSサーチドメイン
• その他オプション情報

DHCPv6が担当するもの（m_flag=1のとき）

• IPアドレス自体

デフォルトゲートウェイをDHCPv6で配れない。あくまでも付随情報やIPアドレス自体を配布する。 GWはRAからのみ送信される。