IPに関連する技術とIPv6

by 菊地時夫 — last modified 2009-07-09 11:07

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

通信品質の制御

  • IntServ
  • DiffServ

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

  • プライベートアドレスを使ったネットワークからインターネットへ接続するために、NAT (Network Address Translator) 機能を備えたルータが使用される。