IPv6/Host/Neighbor Cache: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 23. Januar 2024, 12:14 Uhr

IPv6 Neighbor Cache

Beschreibung

Neighbor Discovery Protocol (NDP)

Über die Link-local Addresses können Nodes auf dem internen Link kommunizieren
Dies kann mit Echo Requests getestet werden

Link-local Addresses zu Link-layer Addresses auflösen

Nodes waren in der Lage die Link-local Addresses ihrer Nachbarn zu gültigen Link-layer Addresses aufzulösen

Unser Link internal ist ein virtuelles Ethernet, die Link-layer Addresses entsprechen in unserem Netz deshalb den bei Ethernet gebräuchlichen MAC-Adressen
Zuständig für die Auflösung von IPv6-Adressen zu Link-layer Addresses ist das Neighbor Discovery Protocol (NDP), spezifiziert in RFC 4861

NDP wird über ICMPv6 transportiert

Damit ist es von IPv6 abhängig, wenn es IPv6-Adressen auflösen soll
Wie und warum das dennoch funktioniert, werden wir uns gleich anschauen
Vorher machen wir uns aber noch mit den Neighbor Caches vertraut
Jeder Node betreibt einen Neighbor Cache in dem er die Ergebnisse der Link-layerAdressauflösungen zwischenspeichert

Unter IPv4 haben wir für die Auflösung noch ARP benutzt, dessen Ergebnisse in der ARP-Tabelle zwischengespeichert wurden

Gültigkeit des Neighbor Caches

Einträge im Neighbor Caches sind je nach Betriebssystem und Zustand unterschiedlich lange gültig

Im Normalfall sind sie recht kurzlebig
Daher sind für die folgenden Experimente mitunter mehrere Anläufe notwendig

Für das Einfangen eines ganz bestimmten Zustands müssen wir zum richtigen Zeitpunkt den Neighbor Cache auslesen

Manchmal ist es daher vorteilhaft, das nächste Kommando schon in der Zwischenablage bereitzuhalten, um schneller reagieren zu können

Windows

IPv6/Host/Neighbor Cache/Windows

Linux

IPv6/Host/Neighbor Cache/Linux

Zustände der Einträge

Bedeutungen der Zustände
Zustand	Beschreibung
Incomplete	Es findet gerade eine Adressauflösung statt Diese konnte aber noch nicht erfolgreich beendet werden
Reachable	Der zugehörige Nachbar gilt als erreichbar Entweder findet gerade eine Kommunikation mit ihm statt oder eine solche ist erst wenige Sekunden her
Stale	Die Erreichbarkeit des zugehörigen Nachbarn ist unbekannt Es fand kürzlich eine Kommunikation mit ihm statt Solange keine weitere Kommunikation beabsichtigt ist, sollte auf eine erneute Adressauflösung verzichtet werden
Delay	Der zugehörige Nachbar gilt nicht als erreichbar Es wurde aber wieder eine Kommunikation mit ihm gestartet Bleibt eine Bestätigung der Erreichbarkeit durch die kommunizierende Schicht aus, wird auf IP-Schicht die Erreichbarkeit aktiv überprüft werden
Probe	Der zugehörige Nachbar gilt nicht als erreichbar Seine Erreichbarkeit wird gerade aktiv geprüft Sollte die Prüfung fehlschlagen, wird der Eintrag entfernt

Adressauflösung mitschneiden

Dass die Neighbor Caches funktionieren haben wir gerade gesehen

Auch wissen wir dank der erfolgreichen Echo Requests, dass die Auflösung von IPv6-Adressen und Link-layer Addresses funktioniert
Es ist nun an der Zeit, die Frage nach dem Wie zu beantworten

Dazu suchen wir uns einen Node aus, der gerade einen leeren Neighbor Cache hat, zum Beispiel router

Das Kommando zum Anzeigen des Neighbor Caches ist uns aus den vorherigen Experimenten noch bekannt
Sollten sich noch gültige Einträge im Neighbor Cache befinden, warten wir noch etwas ab

Wenn der Node seine IPv6-Nachbarn schließlich vergessen hat, starten wir Wireshark auf dem entsprechenden Interface, hier eth1

Um eine Adressauflösung zu erzwingen versenden wir wieder Echo Requests

user@router:~ ping6 -c3 fe80::200:ff:fe60:d1e%eth1
PING fe80::200:ff:fe60:d1e%eth1 (fe80::200:ff:fe60:d1e) 56 data bytes
64 bytes from fe80::200:ff:fe60:d1e: icmp_seq=1 ttl=64 time=3.75 ms
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time  2005 ms

Neighbor Solicitation

Router Solicitation

Solicited Node Multicast Address

Pakete an die Solicited Node Multicast Address eines Nodes können auch bei unbekannter Link-layer Address an diesen zugestellt werden

Wie genau das funktioniert werden wir in Abschnitt 4.5 Multicast lernen
Vorerst werden wir uns damit begnügen, dass es irgendwie funktioniert

Solicited Node Multicast Address

Neighbor Advertisement

Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks

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 == Windows ==
-Wechsel zur Virtuellen  Maschine ''windows''
+[[IPv6/Host/Neighbor Cache/Windows]]
-* Terminal öffnen
-** zum Beispiel mit der bereits bekannten Methode Windows-Taste+R und cmd
-* Um sicherzugehen, dass sich Einträge im Neighbor Cache befinden werden, kommunizieren wir mit einem anderen Node auf dem Link
-Echo Request an die Link-local Address von ''linux''
- C:\Users\user> '''ping -n3 fe8::2:ff:fe6:d1e%12'''
- Pinging fe8::2:ff:fe6:d1e %12 with 32 bytes of data :
- Reply from fe8::2:ff:fe6:d1e%12: time <1 ms
- Packets : Sent = 3 , Received = 3, Lost = ( % loss ) ,
-Sobald eine Antwort eintrifft, können wir den Vorgang abbrechen und den Neighbor Cache ausgeben lassen
- C:\Users\user> '''netsh interface'''
- Interface 12: LAN1
- Internet Address
- ---------------------------fe8 ::2 : ff : fe6 : d1e
- ff 2 ::1
- ff 2 ::1: ff6 : d1e
- '''ipv6 show neighbors'''
- Physical Address
- ----------------- - -6 - d -1 e
--33 - - - - 1
--33 - ff -6 - d -1 e
- Type
- --------Reachable
- Permanent
- Permanent
-Die IPv6-Adresse fe8 ::2 :ff:fe6 :d1e wurde korrekt zur Link-layer Address - - -6 - d-1e aufgelöst
-* Der Zustand des Eintrages ist Reachable, das heißt, der zugehörige Node gilt auf dem Link als erreichbar
-Nach circa 20 Sekunden lassen wir uns den Neighbor Cache ein weiteres Mal ausgeben:
- C:\Users\user> netsh interface
- Interface 12: LAN1
- Internet Address
- ---------------------------fe8 ::2 : ff : fe6 : d1e
- ff 2 ::1
- ff 2 ::1: ff6 : d1e
- ipv6 show neighbors
- Physical Address
- ----------------- - -6 - d -1 e
--33 - - - - 1
--33 - ff -6 - d -1 e
- Type
- --------Stale
- Permanent
- Permanent
-Der Eintrag für die Adresse fe8 ::2 :ff:fe6 :d1e hat seinen Zustand zwischenzeitlich auf Stale gewechselt
-* Die Nachbarn am Link können offensichtlich verschiedene Zustände haben
 == Linux ==
-Die Zustände werden wir in einem weiteren Experiment, diesmal von ''linux'' aus, untersuchen
+[[IPv6/Host/Neighbor Cache/Linux]]
-* Wir verschicken Echo Requests an ''router'', werden uns aber bei Eingabe der Adresse im letzten Zeichen vertippen
-* Die Echo Requests gehen an die Adresse fe8 ::219:83ff:fe 9:17db
-* Den Vorgang brechen wir vorerst nicht ab
- user@linux:~ '''ping6 fe8::219:83ff:fe9:17db%eth'''
- PING fe8::219:83ff:fe9:17db% eth '
- ( fe8 ::219:83 ff : fe 9 :17 db ) 56 data bytes
- From fe8 ::2 : ff : fe6 : d1e icmp_seq =1 Destination '
- unreachable : Address unreachable
-packets transmitted ,
- received , +42 errors , 1 % '
- packet loss , time 47182 ms
-Während Linux weiter fleißig Echo Requests versendet, öffnen wir ein zweites Terminal und schauen in diesem auf den Neighbor Cache
-* Unter Linux steht uns dafür das Kommando ip neighbor show zur Verfügung
- user@linux:~ '''ip neighbor show'''
- fe8::219:83ff:fe9:17 db dev eth INCOMPLETE
-Wir lernen mit Incomplete einen weiteren Zustand kennen
-Nun brechen wir das Senden der Echo Requests im ersten Terminal ab, wechseln zügig in das zweite Terminal und lassen uns erneut den Neighbor Cache ausgeben
- user@linux:~ '''ip neighbor show'''
- fe8::219:83ff:fe9:17 db dev eth FAILED
-Sofern wir uns nicht zu viel Zeit gelassen haben, sehen wir noch den Zustand Failed bevor der Eintrag aus dem Neighbor Cache verschwindet
-* ''Failed'' ist kein Zustand, den man in [[RFC/4861|RFC 4861]] findet, sondern soll verdeutlichen, dass die Auflösung der Adresse nicht erfolgreich beendet werden konnte
 == Zustände der Einträge ==