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IPv6/Autoconfiguration: Unterschied zwischen den Versionen

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=== Stateless Address Autoconfiguration ===
'''IPv6/Autoconfiguration''' - [[Stateless Address Autoconfiguration]]
====  Zweck ====
Die Stateless Address Autoconfiguration, kurz SLAAC, dient der automatischen Konfiguration von Adressen und Routen der Hosts am Link.
* Damit reduziert IPv6 als Protokoll die


Abhängigkeit von dritten Komponenten zur Organisation des Links.
== Beschreibung ==
* Die Nutzung von Stateless Address Autoconfiguration erfordert keine manuelle Konfiguration der Hosts und nur sehr wenige Konfigurationsschritte auf dem Router.
Automatische Konfiguration von IPv6-Adressen
* Damit einher geht der Verlust einer strengen Zuordnung von Adressen zu bestimmten Hosts.
* [[Stateless Address Autoconfiguration]]
* In Umgebungen wo die Zuordnung von Adressen zu Hosts zentral gesteuert werden soll, ist dieser Ansatz nicht ausreichend.
* Dort würde man auf DHCPv6 zurückgreifen.
* Aber auch ein simultaner Betrieb von DHCPv6 und Stateless Address Autoconfiguration wäre denkbar.


====  Autoconfiguration ====
{| class="wikitable options col1center big"
SLAAC ist Bestandteil der Autoconfiguration, die drei wesentliche Aufgaben hat:
|-
* Generieren einer Link-local Address
! Aufgabe !! Beschreibung
* Durchführen der Stateless Address Autoconfiguration
|-
* Sicherstellen der Eindeutigkeit der generierten Adressen (Duplicate Address Detection)
| 1 || Link-local Address generieren
|-
| 2 || Stateless Address Autoconfiguration
|-
| 3 || Duplicate Address Detection
|}


====  Prinzipieller Ablauf ====
; Reduziert von Abhängigkeiten
: Abbildung 5.9 Prinzip von SLAAC
Mit SLAAC reduziert IPv6 die Abhängigkeit von dritten Komponenten zur Organisation des Links
* Die Nutzung von Stateless Address Autoconfiguration erfordert keine manuelle Konfiguration der Hosts und nur sehr wenige Konfigurationsschritte auf dem Router
* Damit einher geht der Verlust einer strengen Zuordnung von Adressen zu bestimmten Hosts


Den ersten Schritt macht der Host, indem er mittels Router Solicitation nach einem Router Advertisement fragt.
; Aressverwaltung
* Alternativ könnte er auch ein periodisches Router Advertisement abwarten, diese Geduld beobachtet man aber eher selten.
In Umgebungen wo die Zuordnung von Adressen zu Hosts zentral gesteuert werden soll, ist dieser Ansatz nicht ausreichend
Der Router verschickt das angeforderte Router Advertisement, welches alle konfigurationsrelevanten Daten enthält (Wir gehen der Einfachheit halber von nur einem Router aus.)
* Dort würde man auf DHCPv6 zurückgreifen
* Auch ein simultaner Betrieb von [[DHCPv6]] und Stateless Address Autoconfiguration ist möglich


Daraufhin führt der Host die Konfiguration des Interfaces durch und prüft die Eindeutigkeit der selbst erzeugten Adressen.
; Überblick
* Erst wenn diese Eindeutigkeit angenommen werden kann, ist die Konfiguration des Interfaces vollständig und gilt als beendet.
[[Datei:Prinzip SLAAC.png|mini|500px|Prinzip SLAAC]]
# Host fragt mit einer [[Router Solicitation]] nach einem [[Router Advertisement]]
# Router verschickt das angeforderte Router Advertisement mit den relevanten Daten
# Host konfiguriert sein Interface
# Host prüft die Eindeutigkeit der selbst erzeugten Adressen
<br clear=all>
Wenn diese Eindeutigkeit angenommen werden kann, ist die Konfiguration des Interfaces vollständig und gilt als beendet


==== Duplicate Address Detection ====
== Ablauf ==
Hinter der Duplicate Address Detection verbergen sich eigentlich mehrere Neighbor Solicitations.
; Router Solicitation
* Wenn ein Node feststellen möchte, ob eine Adresse schon von einem anderen Node genutzt wird, dann versucht er die zugehörige Linklayer Address aufzulösen.
Zunächst fraft der Host mit einer [[Router Solicitation]] nach einem [[Router Advertisement]]
* Bleibt eine Antwort aus, benutzt offensichtlich kein anderer Node auf dem Link die überprüfte Adresse.
* Alternativ könnte er auch ein periodisches Router Advertisement abwarten, diese Geduld beobachtet man aber eher selten
* Um Fehlschlüsse aufgrund von Paketverlusten zu vermeiden, sollen mehrere Neighbor Solicitations verschickt werden.
* Der Router verschickt das angeforderte Router Advertisement, welches alle konfigurationsrelevanten Daten enthält
Ab wann eine Adresse als eindeutig gilt, hängt von den Parametern der jeweiligen Implementierung ab.
** Wir gehen hier der Einfachheit halber von nur einem Router aus
* Jede Adresse hat anfangs den Status tentative (probeweise).
* Erst wenn die Duplicate Address Detection vollständig durchlaufen wurde, und keine Anzeichen darauf schließen lassen, dass die
Adresse bereits in Benutzung ist, wird die Adresse valid (gültig).


====  Autoconfiguration mitschneiden ====
; Konfiguration des Interfaces
Wir werden versuchen eine komplette Autoconfiguration von lynx mit Wireshark aufzufangen.
Daraufhin führt der Host die Konfiguration des Interfaces durch und prüft die Eindeutigkeit der selbst erzeugten Adressen
* Vom Hochfahren des Interfaces bis zu seiner endgültigen Konfiguration.
* Erst wenn diese Eindeutigkeit angenommen werden kann, ist die Konfiguration des Interfaces vollständig und gilt als beendet
Dazu öffnen wir ein root-Terminal auf lynx und fahren das Interface eth0 herunter:
root@lynx :~# ip link set down dev eth


Nun starten wir Wireshark und lassen ihn auf dem PseudoInterface any lauschen.
=== Multicast Listener Report ===
Danach fahren wir eth0 wieder hoch:
; Multicast Listener Report ([[Solicited Node Multicast Address]])
root@lynx :~# ip link set up dev eth
[[File:SLAAC-Paket1.png|mini|400px|SLAAC-Paket 1]]
Das erste interessante Paket im Mitschnitt ist ein Multicast Listener Report und wurde von ''linux'' verschickt


In Wireshark können wir bereits Aktivität beobachten.
; Als Quelladresse hat ''linux'' die Unspecified Address gewählt
* Wir warten den Abschluss der Konfiguration ab, sie ist erfolgreich verlaufen wenn wir Adressen mit den Parametern scope global und dynamic sehen:
Das heißt, zum Zeitpunkt des Versendens stand keine passende, gültige Adresse zur Verfügung
user@lynx :~ $ ip addr show dev eth
* Die Zieladresse ist die Multicast Address für alle MLDv2-fähigen Router
2: eth : < BROADCAST , MULTICAST ,UP , LOWER_UP > mtu 15 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1
link / ether : : :6 : d :1 e brd ff : ff : ff : ff : ff : ff inet6 2 a 1 :198:2 :8 a23 :2 : ff : fe6 : d1e /64 scope global dynamic valid_lft 3578 sec preferred_lft 1778 sec inet6 fe8 ::2 : ff : fe6 : d1e /64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever


Wireshark kann jetzt den Mitschnitt beenden.  
; MLDv2 Messages
* Von den vielen Paketen die wir mitgeschnitten haben sind nicht alle von Interesse.
[[File:SLAAC-Paket1MulticastListenerReport.png|mini|400px|Multicast Listener Report]]
* typisches Hop Limit ist 1
* Hop-by-Hop Options Extension Headers
* Padding Option, welche den Extension Header auf eine einheitliche Länge auffüllt
* Router Alert Option
** Informiert Multicastfähige Router, dass sich eine MLDv2 Message im Paket befindet
** Interessierte Router werten die Nachricht aus und ziehen daraus Schlüsse für ihr Multicast Routing


====  Multicast DNS ====
; Bei der MLDv2-Message handelt es sich um einen ''Changed to Exclude''
Insbesondere die Pakete vom Typ Multicast DNS (mDNS) werden wir an dieser Stelle ignorieren.
* In [[IPv6/Host/Multicast]] ist beschrieben, wie dieser Typ zu interpretieren ist
* Multicast DNS erlaubt die Auflösung von Namen der Domain .local zu Linklocal Addresses.
* Hier wird die [[IPv6/Multicast/Address|Multicast Adresse]] '''ff02::1:ff60:d1e''' für alle potentiellen Multicast-Quellen freigegeben
* Leider belastet es dazu den Link ungefragt mit allerlei Paketen.
* Die Nachricht entspricht dem Beitritt zur Multicast Group '''ff02::1:ff60:d1e'''
* Da wir im Workshop keine lokale Namensauflösung auf Multicast-Basis nutzen, kümmern wir uns nicht weiter um dieses Protokoll.
* Es handelt sich dabei um die Solicited Node Multicast Address von Interface eth0 auf ''linux''
* Mehr zu Multicast DNS und seinem Nutzen für kleine Netze findet sich auf der gemeinsamen Website der Beteiligten Interessensgruppen. (http://www.multicastdns.org/)


====  Multicast Listener Report (Solicited Node) ====
===  Gruppenbeitritt ===
Das erste interessante Paket im Mitschnitt ist ein Multicast Listener Report und wurde von lynx verschickt.
; Zu diesem Zeitpunkt hat ''linux'' bereits einen Interface Identifier erzeugt
* Der IPv6-Header ist in Abbildung 5.10 zu sehen.
Der Beitritt zur entsprechenden Multicast Group gewährt ihm Zugang zu den Paketen dieser Gruppe


: Abbildung 5.10 SLAAC Paket 1: IPv6-Header
; So hat er die Chance, frühzeitig zu erfahren, ob sein Interface Identifier schon verwendet wird
 
Würde ein anderer Node seinen Interface Identifier bereits verwenden, so wäre dieser Node ebenfalls Mitglied der Multicast Group
Als Quelladresse hat lynx die Unspecified Address gewählt.
* Eine doppelt vorkommende Adresse würde dadurch schneller auffallen
Das heißt, zum Zeitpunkt des Versendens stand keine passende, gültige Adresse zur Verfügung.
* Die Zieladresse ist die Multicast Address für alle MLDv2-fähigen Router.
* Zu finden auch in der Tabelle 4.5 in Abschnitt 4.5 Multicast.
* Uns fällt das für MLDv2 Messages typische Hop Limit von 1 auf.
* Bemerkenswert ist auch der Einsatz des Hop-by-Hop Options Extension Headers.
* Neben der Padding Option, welche den Extension Header auf eine einheitliche Länge auffüllt, ist auch eine Router Alert Option vorhanden.
* Sie informiert Multicastfähige Router darüber, dass sich eine MLDv2 Message im Paket befindet.
* Interessierte Router werten die Nachricht dann aus und ziehen daraus Schlüsse für ihr Multicast Routing.
* Die MLDv2 Message kann in Abbildung 5.11 eingesehen werden.
 
Genaugenommen handelt sich um eine MLDv2 Message der Art Changed to Exclude.
* Wir haben in Abschnitt 4.5 Multicast bereits besprochen wie dieser Typ zu interpretieren ist.
* Hier wird die Multicast Address ff 2::1:ff6 :d1e für alle potentiellen Multicast-Quellen freigegeben.
* Die Nachricht entspricht dem Beitritt zur Multicast Group ff 2::1:ff6 :d1e.
* Es handelt sich dabei um die Solicited Node Multicast Address von Interface eth0 auf lynx.
 
====  Gruppenbeitritt ====
Zu diesem Zeitpunkt hat lynx also bereits einen Interface Identifier erzeugt.
* Der Beitritt zur entsprechenden Multicast Group gewährt ihm Zugang zu den Paketen dieser Gruppe.
 
: Abbildung 5.11 SLAAC Paket 1:Multicast Listener Report
 
So hat er die Chance, frühzeitig zu erfahren, ob sein Interface Identifier schon verwendet wird.
* Würde ein anderer Node seinen Interface Identifier bereits verwenden, so wäre dieser Node ebenfalls Mitglied der Multicast Group.
* Eine doppelt vorkommende Adresse würde dadurch schneller auffallen.


====  Gruppen mit mehreren Mitgliedern ====
====  Gruppen mit mehreren Mitgliedern ====
Es wäre allerdings auch möglich, dass ein anderer Node eine ähnliche Adresse verwendet.
; Es ist möglich, dass ein anderer Node eine ähnliche Adresse verwendet
* Beispielsweise eine Adresse bei der sich die letzten 24 Bits gleichen.
Etwa eine Adresse bei der sich die letzten 24 Bit gleichen
* Beide Nodes wären nun in derselben Gruppe, jene mit der gemeinsamen Solicited Node Multicast Address.
* Beide Nodes wären nun in derselben Gruppe, jene mit der gemeinsamen [[Solicited Node Multicast Address]]
* Beide Nodes würden auch Pakete empfangen, die nicht für sie bestimmt wären, die aufgrund der Ähnlichkeit der Adresse aber an die gemeinsame Gruppe geschickt wurden.
* Beide Nodes würden Pakete empfangen, die nicht für sie bestimmt wären
* Jeder Node muss deshalb prüfen, ob ein Paket, welches an die Gruppe adressiert wurde, auch wirklich für ihn von Belang ist.
** Die aufgrund der Ähnlichkeit der Adresse aber an die gemeinsame Gruppe geschickt wurden
* Auch lynx könnte Pakete empfangen, nach der Prüfung des Inhaltes aber feststellen, dass der eigene Interface Identifier davon nicht betroffen ist.
* Jeder Node muss deshalb prüfen, ob ein Paket, welches an die Gruppe adressiert wurde, auch wirklich für ihn von Belang ist
 
* Auch ''linux'' könnte Pakete empfangen, nach der Prüfung des Inhaltes aber feststellen, dass der eigene Interface Identifier davon nicht betroffen ist
====  Duplicate Address Detection (Link-local) ====
Möchte lynx nun feststellen, ob die von ihm gewählte Adresse nicht nur vielleicht eindeutig ist, dann ist eine Duplicate Address Detection erfolgsversprechender.
* Wenn sie fehlschlägt, dann ist die von lynx gewählte Adresse sehr wahrscheinlich
 
: Abbildung 5.12: SLAAC Paket 2: Neighbor Solicitation
 
auf dem Link noch nicht vergeben.
* Eine endgültige Gewissheit ist mit der Duplicate Address Detection nicht zu erreichen.
* Im ungünstigsten Fall gehen genau jene Pakete verloren, die auf eine doppelte Adresse hinweisen würden.
* Dazu sendet lynx eine Neighbor Solicitation für die selbst erzeugte Adresse aus (siehe Abbildung 5.12).
Als Quelladresse wählt er wieder die Unspecified Address, da die Link-local Address noch nicht als eindeutig gilt.
* Die Neighbor Solicitation geht an die Solicited Node Multicast Address der zu überprüfenden Link-local Address.
* Im Feld Target Address taucht die gewünschte Adresse fe8 ::2 :ff:fe6 :d1e schließlich auf.
Das Ausbleiben eines Neighbor Advertisements wertet der Node als Anzeichen für die Eindeutigkeit seiner Adresse auf dem Link.
* Sie wird dann dem Interface zugewiesen und gilt fortan als valid.
 
====  Router Solicitation ====
Nachdem lynx nun eine gültige Link-local Address hat, versucht er auch eine gültige Adresse für den Global Scope zu erhalten.
* Dazu lässt er sich von jedem Router am Link ein Router


: Abbildung 5.13: SLAAC Paket 3: Router Solicitation
{{;IPv6/Autoconfiguration/DuplicateAddressDetection}}


Advertisement zukommen.
===  Router Solicitation ===
* Die Anforderung der Router Advertisements geschieht mit Hilfe einer Router Solicitation, die in Abbildung 5.13 zu sehen ist.
[[File:SLAAC-Paket3RouterSolicitation.png|mini|400px|Router Solicitation]]
; Adresse für den Global Scope
Nachdem ''linux'' nun eine gültige Link-local Address hat, versucht er auch eine gültige Adresse für den Global Scope zu erhalten
* Dazu lässt er sich von jedem Router am Link ein RouterAdvertisement zukommen
* Die Anforderung der Router Advertisements geschieht mit Hilfe einer Router Solicitation


Die Nachricht wird von der Link-local Address des Hosts gesendet, hier von der Adresse fe8 ::2 :ff:fe6 :d1e.
; Die Nachricht wird von der Link-local Address des Hosts gesendet
* Als Zieladresse wird die All Routers Multicast Address ff 2::2 verwendet, die wir schon in der Tabelle 4.5 in Abschnitt 4.5 Multicast gesehen haben.
Hier von der Adresse
* Angehängt an die Router Solicitation ist, eine ICMPv6-Option mit der Link-layer Address des Absenders.
fe80::200:ff:fe6:d1e
* Als Zieladresse wird die ''All Routers Multicast Address'' ff02::2 verwendet
* Angehängt an die Router Solicitation ist, eine ICMPv6-Option mit der Link-layer Address des Absenders


====  Router Advertisement ====
===  Router Advertisement ===
Alle Router am Link antworten auf die Router Solicitation mit einem Router Advertisement.
; Alle Router am Link antworten auf die Router Solicitation mit einem Router Advertisement
* Da wir nur einen Router am Link haben, nämlich fuzzball, erhalten wir auch nur ein Router Advertisement.
* Da wir nur einen Router am Link haben, nämlich router, erhalten wir auch nur ein Router Advertisement


Wir werden es hier nicht genauer besprechen, denn das haben wir in Abschnitt 5.1 Ein Präfix für den Link schon getan.
; Nach dem Erhalt des Router Advertisements erzeugt ''linux'' eine Global Unicast Address
* Ein auffrischender Blick in das Paket wird aber sicher nicht schaden.
* Dazu verwendet er das von ''router'' verteilte Präfix und den bereits vorhandenen Interface Identifier


: Abbildung 5.14: SLAAC Paket 5: IPv6-Header
=== Solicited Node ===
; Multicast Listener Report (Solicited Node)
[[File:SLAAC-Paket5-IPv6-Header.png|mini|400px]]
; Auch für diese Adresse muss eine Duplicate Address Detection durchgeführt werden
* Die beginnt wieder mit dem Beitritt zu der passenden Multicast Group
* Obwohl sich die Solicited Node Multicast Address für die Global Unicast Address nicht von der für die Link-local Address unterscheidet, versendet ''linux'' einen neuen Multicast Listener Report
* Der wesentliche Unterschied ist die Quelladresse des Paketes


Nach dem Erhalt des Router Advertisements erzeugt lynx eine Global Unicast Address.
[[File:SLAAC-Paket5MulticastListenerReport.png|mini|400px]]
* Dazu verwendet er das von fuzzball verteilte Präfix und den bereits vorhandenen Interface Identifier.
; Anstatt der Unspecified Address kommt diesmal die Link-local Address zum Einsatz
Unverändert geblieben ist der Beitritt zur Solicited Node Multicast Group, der erneut mithilfe von Changed to Exclude erreicht wurde
* Und einen weiteren Gruppenbeitritt können wir im Paket entdecken, der Beitritt zur Gruppe ''ff02::fb''
* Dies ist die Multicast DNS Address für die Verwendung mit IPv6, und für unser Netz nicht weiter wichtig


====  Multicast Listener Report (Solicited Node, Multicast-DNS) ====
=== Duplicate Address Detection (Global Unicast) ===
Auch für diese Adresse muss eine Duplicate Address Detection durchgeführt werden.
[[IPv6/Autoconfiguration/DuplicateAddressDetection]]
* Die beginnt wieder mit dem Beitritt zu der passenden Multicast Group.
* Obwohl sich die Solicited Node Multicast Address für die Global Unicast Address nicht von der für die Link-local Address unterscheidet, versendet lynx einen neuen Multicast Listener Report.
* Der wesentliche Unterschied ist die Quelladresse des Paketes, siehe auch Abbildung 5.14.


Anstatt der Unspecified Address kommt diesmal die Link-local Address zum Einsatz.
=== Test ===
* Der Rest des Paketes ist in Abbildung 5.15 dargestellt.
; Einem Test der Konnektivität von ''linux'' steht nun nichts mehr im Wege
Dazu verschicken wir Echo Requests von ''linux'' an den Tunnelendpunkt des Tunnelbrokers


Unverändert geblieben ist der Beitritt zur Solicited Node Multicast Group, der erneut mithilfe von Changed to Exclude erreicht wurde.
<syntaxhighlight lang="bash" highlight="1" line copy>
* Und einen weiteren Gruppenbeitritt können wir
ping6 -c 3 2a01:198:200:a23::1
</syntaxhighlight>


: Abbildung 5.15 SLAAC Paket 5: Multicast Listener Report
; Da Echo Replies eintreffen, können wir davon ausgehen dass das Routing funktioniert
Den Beweis können wir auch mit traceroute6 antreten:
<syntaxhighlight lang="bash" highlight="1" line copy>
traceroute6 -n 2a01:198:200:a23::1
</syntaxhighlight>


im Paket entdecken, der Beitritt zur Gruppe ff 2::fb.
An erster Stelle steht der nächste Hop, in unserem Fall die Adresse des Interfaces eth1 von router
* Dies ist die Multicast DNS Address für die Verwendung mit IPv6, und für unser Netz nicht weiter wichtig.
* Schon in der zweiten Zeile ist das Ziel erreicht


====  Duplicate Address Detection (Global Unicast) ====
==  SLAAC unter Windows ==
Der letzte Schritt ist die Durchführung der Duplicate Address Detection für die Global Unicast Address.
{{:IPv6/Autoconfiguration/Windows}}
* Dazu sendet lynx wieder eine Neighbor Solicitation, zu sehen in Abbildung 5.16, aus.


Mit dem Ausbleiben einer Antwort ist die Stateless Address Autoconfiguration abgeschlossen.
==  Eigene Untersuchungen ==
* Das Interface eth0 ist nun fertig konfiguriert.
; Untersuchen Sie die einzelnen Pakete und finden Sie heraus, zu welchem Zweck jedes einzelne versendet wurde
* Sie können sich dabei auf ICMPv6 beschränken und auch die Teile von MLDv2, die sich um Multicast DNS drehen, ignorieren
* Erkennen Sie anhand der Informationen in den Paketen, ob diese sich auf einen zufälligen (Privacy Extensions) oder auf einen EUI-64-basierten Interface Identifier beziehen?


==== Konnektivitätstest ====
=== Ablaufverfolgung ===
Einem Test der Konnektivität von lynx steht nun nichts mehr im Wege.
'''Aufzeichnung einer Autoconfiguration mit Wireshark'''
* Dazu verschicken wir Echo Requests von lynx an den Tunnelendpunkt von SixXS:


user@lynx :~ $ ping6 -c 3 2 a 1 :198:2 : a23 ::1
Vom Hochfahren des Interfaces bis zu seiner endgültigen Konfiguration
PING 2 a 1 :198:2 : a23 ::1 (2 a 1 :198:2 : a23 ::1) 56 data '
bytes
64 bytes from 2 a 1 :198:2 : a23 ::1: icmp_seq =1 ttl =63 '
time =8. 2 ms
3 packets transmitted , 3 received , % packet loss , time '
2 3 ms


: Abbildung 5.16: SLAAC Paket 6: Neighbor Solicitation
==== Interface herunterfahren ====
# '''ip link set down dev enp2s0'''
2: enp2s0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state '''DOWN''' group default qlen 1000
    link/ether 74:27:ea:e1:b2:b4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.106/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic noprefixroute enp2s0
      valid_lft 4826sec preferred_lft 4826sec


Da Echo Replies eintreffen, können wir davon ausgehen dass das Routing funktioniert.
==== Wireshark starten  ====
* Den Beweis können wir auch mit traceroute6 antreten:
[[Wireshark]] starten
user@lynx :~ $ traceroute6 -n 2 a 1 :198:2 : a23 ::1
* auf PseudoInterface ''any'' lauschen
traceroute to 2 a 1 :198:2 : a23 ::1 (2 a 1 :198:2 : a23 ::1) , '
3 hops max , 8 byte packets
1 2 a 1 :198:2 :8 a23 ::1 2.2 4 ms
.162 ms
.193 ms
2 2 a 1 :198:2 : a23 ::1 13.255 ms 13.412 ms 19.135 ms


An erster Stelle steht der nächste Hop, in unserem Fall die Adresse des Interfaces eth1 von fuzzball.
==== Interface starten ====
* Schon in der zweiten Zeile ist das Ziel erreicht.
# '''ip link set up dev enp2s0'''
enp2s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state '''UP''' group default qlen 1000
    link/ether 74:27:ea:e1:b2:b4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 2001::a44d:a161:1a33:c64d/64 scope global dynamic noprefixroute
      valid_lft 86399sec preferred_lft 14399sec
    inet6 fe80::99d7:66e5:331d:9449/64 scope link noprefixroute
      valid_lft forever preferred_lft forever


==== SLAAC unter Windows 8 ====
==== Aktivität beobachten ====
Nun werden wir die eben erworbenen Fähigkeiten zur Analyse einer Autoconfiguration auf felis anwenden.  
In Wireshark können wir bereits Aktivität beobachten. Wir warten den Abschluss der Konfiguration ab, sie ist erfolgreich verlaufen wenn wir Adressen mit den Parametern scope global und dynamic sehen:
* Bei dieser Gelegenheit werden wir auch Unterschiede entdecken, die durch Aktivierung von Privacy Extensions auftreten.  
# '''ip addr show dev enp1s0'''
* Dazu öffnen wir als Administrator ein Terminal und stellen sicher das die Privacy Extensions aktiviert sind.
2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
* Nach dem Betätigen der Tastenkombination Windowstaste+X erscheint ein Menü in dem wir den Punkt Command Prompt (Admin) auswählen:
    link/ether 50:3e:aa:1f:63:81 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.30.1.1/24 brd 10.30.1.255 scope global enp1s0
      valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::523e:aaff:fe1f:6381/64 scope link
      valid_lft forever preferred_lft forever


: Abbildung 5.17 SLAAC unter Windows 8
C :\ Users \ user > netsh interface ipv6 set global randomizeidentifiers = enabled
Ok.


Leider kommt es unter Windows 8 beim Betrieb von Wireshark manchmal zu Problemen.
<noinclude>
* Der benötigte Treiber zum Mitschnitt von Daten heißt Windows Packet Capture (WinPcap), je nach Update-Stand von felis kann er funktionieren oder auch nicht.
* Als Lösung bietet es sich an, den Verkehr von eth1 auf fuzzball mitzuschreiben, auch dort kommen die Pakete vorbei.
Sobald Wireshark bereit ist, deaktivieren wir die LAN-Verbindung auf felis und aktivieren sie anschließend wieder.
* Bei einer Beobachtung von fuzzball aus, können wir alternativ auch einen Neustart von felis durchführen.
* In beiden Fällen ergibt sich ein Mitschnitt, der dem aus Abbildung 5.17 ähnlich sieht.


==== Eigene Untersuchungen ====
= Anhang =
Untersuchen Sie die einzelnen Pakete und finden Sie heraus, zu welchem Zweck jedes einzelne versendet wurde.
=== Siehe auch ===
* Sie können sich dabei auf ICMPv6 beschränken und auch die
{{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}/}}
Teile von MLDv2, die sich um Multicast DNS drehen, ignorieren.
=== Links ===
* Erkennen Sie anhand der Informationen in den Paketen, ob diese sich auf einen zufälligen (Privacy Extensions)
==== Weblinks ====
oder auf einen EUI-64-basierten Interface Identifier beziehen?


: Abbildung 5.18: Interner Link mit DNS-Server
[[Kategorie:IPv6/Autoconfiguration]]


[[Kategorie:IPv6/Link]]
</noinclude>

Aktuelle Version vom 5. Juli 2025, 09:43 Uhr

IPv6/Autoconfiguration - Stateless Address Autoconfiguration

Beschreibung

Automatische Konfiguration von IPv6-Adressen

Aufgabe Beschreibung
1 Link-local Address generieren
2 Stateless Address Autoconfiguration
3 Duplicate Address Detection
Reduziert von Abhängigkeiten

Mit SLAAC reduziert IPv6 die Abhängigkeit von dritten Komponenten zur Organisation des Links

  • Die Nutzung von Stateless Address Autoconfiguration erfordert keine manuelle Konfiguration der Hosts und nur sehr wenige Konfigurationsschritte auf dem Router
  • Damit einher geht der Verlust einer strengen Zuordnung von Adressen zu bestimmten Hosts
Aressverwaltung

In Umgebungen wo die Zuordnung von Adressen zu Hosts zentral gesteuert werden soll, ist dieser Ansatz nicht ausreichend

  • Dort würde man auf DHCPv6 zurückgreifen
  • Auch ein simultaner Betrieb von DHCPv6 und Stateless Address Autoconfiguration ist möglich
Überblick
Prinzip SLAAC
  1. Host fragt mit einer Router Solicitation nach einem Router Advertisement
  2. Router verschickt das angeforderte Router Advertisement mit den relevanten Daten
  3. Host konfiguriert sein Interface
  4. Host prüft die Eindeutigkeit der selbst erzeugten Adressen


Wenn diese Eindeutigkeit angenommen werden kann, ist die Konfiguration des Interfaces vollständig und gilt als beendet

Ablauf

Router Solicitation

Zunächst fraft der Host mit einer Router Solicitation nach einem Router Advertisement

  • Alternativ könnte er auch ein periodisches Router Advertisement abwarten, diese Geduld beobachtet man aber eher selten
  • Der Router verschickt das angeforderte Router Advertisement, welches alle konfigurationsrelevanten Daten enthält
    • Wir gehen hier der Einfachheit halber von nur einem Router aus
Konfiguration des Interfaces

Daraufhin führt der Host die Konfiguration des Interfaces durch und prüft die Eindeutigkeit der selbst erzeugten Adressen

  • Erst wenn diese Eindeutigkeit angenommen werden kann, ist die Konfiguration des Interfaces vollständig und gilt als beendet

Multicast Listener Report

Multicast Listener Report (Solicited Node Multicast Address)
SLAAC-Paket 1

Das erste interessante Paket im Mitschnitt ist ein Multicast Listener Report und wurde von linux verschickt

Als Quelladresse hat linux die Unspecified Address gewählt

Das heißt, zum Zeitpunkt des Versendens stand keine passende, gültige Adresse zur Verfügung

  • Die Zieladresse ist die Multicast Address für alle MLDv2-fähigen Router
MLDv2 Messages
Multicast Listener Report
  • typisches Hop Limit ist 1
  • Hop-by-Hop Options Extension Headers
  • Padding Option, welche den Extension Header auf eine einheitliche Länge auffüllt
  • Router Alert Option
    • Informiert Multicastfähige Router, dass sich eine MLDv2 Message im Paket befindet
    • Interessierte Router werten die Nachricht aus und ziehen daraus Schlüsse für ihr Multicast Routing
Bei der MLDv2-Message handelt es sich um einen Changed to Exclude
  • In IPv6/Host/Multicast ist beschrieben, wie dieser Typ zu interpretieren ist
  • Hier wird die Multicast Adresse ff02::1:ff60:d1e für alle potentiellen Multicast-Quellen freigegeben
  • Die Nachricht entspricht dem Beitritt zur Multicast Group ff02::1:ff60:d1e
  • Es handelt sich dabei um die Solicited Node Multicast Address von Interface eth0 auf linux

Gruppenbeitritt

Zu diesem Zeitpunkt hat linux bereits einen Interface Identifier erzeugt

Der Beitritt zur entsprechenden Multicast Group gewährt ihm Zugang zu den Paketen dieser Gruppe

So hat er die Chance, frühzeitig zu erfahren, ob sein Interface Identifier schon verwendet wird

Würde ein anderer Node seinen Interface Identifier bereits verwenden, so wäre dieser Node ebenfalls Mitglied der Multicast Group

  • Eine doppelt vorkommende Adresse würde dadurch schneller auffallen

Gruppen mit mehreren Mitgliedern

Es ist möglich, dass ein anderer Node eine ähnliche Adresse verwendet

Etwa eine Adresse bei der sich die letzten 24 Bit gleichen

  • Beide Nodes wären nun in derselben Gruppe, jene mit der gemeinsamen Solicited Node Multicast Address
  • Beide Nodes würden Pakete empfangen, die nicht für sie bestimmt wären
    • Die aufgrund der Ähnlichkeit der Adresse aber an die gemeinsame Gruppe geschickt wurden
  • Jeder Node muss deshalb prüfen, ob ein Paket, welches an die Gruppe adressiert wurde, auch wirklich für ihn von Belang ist
  • Auch linux könnte Pakete empfangen, nach der Prüfung des Inhaltes aber feststellen, dass der eigene Interface Identifier davon nicht betroffen ist

Vorlage:;IPv6/Autoconfiguration/DuplicateAddressDetection

Router Solicitation

Router Solicitation
Adresse für den Global Scope

Nachdem linux nun eine gültige Link-local Address hat, versucht er auch eine gültige Adresse für den Global Scope zu erhalten

  • Dazu lässt er sich von jedem Router am Link ein RouterAdvertisement zukommen
  • Die Anforderung der Router Advertisements geschieht mit Hilfe einer Router Solicitation
Die Nachricht wird von der Link-local Address des Hosts gesendet

Hier von der Adresse

fe80::200:ff:fe6:d1e
  • Als Zieladresse wird die All Routers Multicast Address ff02::2 verwendet
  • Angehängt an die Router Solicitation ist, eine ICMPv6-Option mit der Link-layer Address des Absenders

Router Advertisement

Alle Router am Link antworten auf die Router Solicitation mit einem Router Advertisement
  • Da wir nur einen Router am Link haben, nämlich router, erhalten wir auch nur ein Router Advertisement
Nach dem Erhalt des Router Advertisements erzeugt linux eine Global Unicast Address
  • Dazu verwendet er das von router verteilte Präfix und den bereits vorhandenen Interface Identifier

Solicited Node

Multicast Listener Report (Solicited Node)
Auch für diese Adresse muss eine Duplicate Address Detection durchgeführt werden
  • Die beginnt wieder mit dem Beitritt zu der passenden Multicast Group
  • Obwohl sich die Solicited Node Multicast Address für die Global Unicast Address nicht von der für die Link-local Address unterscheidet, versendet linux einen neuen Multicast Listener Report
  • Der wesentliche Unterschied ist die Quelladresse des Paketes
Anstatt der Unspecified Address kommt diesmal die Link-local Address zum Einsatz

Unverändert geblieben ist der Beitritt zur Solicited Node Multicast Group, der erneut mithilfe von Changed to Exclude erreicht wurde

  • Und einen weiteren Gruppenbeitritt können wir im Paket entdecken, der Beitritt zur Gruppe ff02::fb
  • Dies ist die Multicast DNS Address für die Verwendung mit IPv6, und für unser Netz nicht weiter wichtig

Duplicate Address Detection (Global Unicast)

IPv6/Autoconfiguration/DuplicateAddressDetection

Test

Einem Test der Konnektivität von linux steht nun nichts mehr im Wege

Dazu verschicken wir Echo Requests von linux an den Tunnelendpunkt des Tunnelbrokers

ping6 -c 3 2a01:198:200:a23::1
Da Echo Replies eintreffen, können wir davon ausgehen dass das Routing funktioniert

Den Beweis können wir auch mit traceroute6 antreten:

traceroute6 -n 2a01:198:200:a23::1

An erster Stelle steht der nächste Hop, in unserem Fall die Adresse des Interfaces eth1 von router

  • Schon in der zweiten Zeile ist das Ziel erreicht

SLAAC unter Windows

Analyse einer Autoconfiguration unter Windows

Bei dieser Gelegenheit werden wir auch Unterschiede entdecken, die durch Aktivierung von Privacy Extensions auftreten

  • Dazu öffnen wir als Administrator ein Terminal und stellen sicher, dass die Privacy Extensions aktiviert sind
C:\Users\user> netsh interface ipv6 set global randomizeidentifiers = enabled
Ok
Wireshark unter Windows

Leider kommt es unter Windows beim Betrieb von Wireshark manchmal zu Problemen

  • Der benötigte Treiber zum Mitschnitt von Daten heißt Windows Packet Capture (WinPcap), je nach Update-Stand von Windows kann er funktionieren oder auch nicht
  • Als Lösung bietet es sich an, den Verkehr von eth1 auf router mitzuschreiben, auch dort kommen die Pakete vorbei

Sobald Wireshark bereit ist, deaktivieren wir die LAN-Verbindung auf Windows und aktivieren sie anschließend wieder

  • Bei einer Beobachtung von router aus, können wir alternativ auch einen Neustart von Windows durchführen

Eigene Untersuchungen

Untersuchen Sie die einzelnen Pakete und finden Sie heraus, zu welchem Zweck jedes einzelne versendet wurde
  • Sie können sich dabei auf ICMPv6 beschränken und auch die Teile von MLDv2, die sich um Multicast DNS drehen, ignorieren
  • Erkennen Sie anhand der Informationen in den Paketen, ob diese sich auf einen zufälligen (Privacy Extensions) oder auf einen EUI-64-basierten Interface Identifier beziehen?

Ablaufverfolgung

Aufzeichnung einer Autoconfiguration mit Wireshark

Vom Hochfahren des Interfaces bis zu seiner endgültigen Konfiguration

Interface herunterfahren

# ip link set down dev enp2s0
2: enp2s0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state DOWN group default qlen 1000
   link/ether 74:27:ea:e1:b2:b4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   inet 192.168.1.106/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic noprefixroute enp2s0
      valid_lft 4826sec preferred_lft 4826sec

Wireshark starten

Wireshark starten

  • auf PseudoInterface any lauschen

Interface starten

# ip link set up dev enp2s0
enp2s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
   link/ether 74:27:ea:e1:b2:b4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   inet6 2001::a44d:a161:1a33:c64d/64 scope global dynamic noprefixroute
      valid_lft 86399sec preferred_lft 14399sec
   inet6 fe80::99d7:66e5:331d:9449/64 scope link noprefixroute
      valid_lft forever preferred_lft forever

Aktivität beobachten

In Wireshark können wir bereits Aktivität beobachten. Wir warten den Abschluss der Konfiguration ab, sie ist erfolgreich verlaufen wenn wir Adressen mit den Parametern scope global und dynamic sehen:

# ip addr show dev enp1s0
2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
   link/ether 50:3e:aa:1f:63:81 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   inet 10.30.1.1/24 brd 10.30.1.255 scope global enp1s0
      valid_lft forever preferred_lft forever
   inet6 fe80::523e:aaff:fe1f:6381/64 scope link
      valid_lft forever preferred_lft forever



Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks