IPv6/Header

=topic - Kurzbeschreibung

Beschreibung

IPv4 Header

IPv6-Header ist gegenüber IPv4 stark vereinfacht

• Enthält nur grundlegende Forwarding-Information
• Zusätzliche Informationen in variablen zusätzlichen Erweiterungs-Headern, welche durch das „Next Header“ Feld identifiziert werden
• Damit trotz vierfacher IPv6-Adresslänge (16 Byte) nur doppelte Headerlänge

Entfallene Felder

Option	Beschreibung
HL	weil der IPv6Header eine feste Länge hat
Protocol	wurde herausgenommen, weil das Feld Next-Header angibt welches Protokoll auf der Transportschicht verwendet wird.
Alle Felder in Bezug auf Fragmentierung	wurden weggelassen, weil IPv6 Fragmentierung anders handhabt IPv6-Router fragmentieren keine Pakete, sondern schicken der Quelle eine Nachricht kleinere Pakete zu schicken.
Checksum	entfernt, weil die Berechnung der Prüfsumme bei jedem Hop sich negativ auf die Performance auswirkt auf den Schichten über und unter der Vermittlungsschicht werden bereits Prüfsummen berechnet.
Padding

Extension-Prinzip

IPv6-Header ist durch Extension-Prinzip flexibel erweiterbar

Per Hop ausgewertete Header

• Hop-by-Hop Options (z.B. Jumbogramm Notifier)
• Routing Information Header

Nur im Endsystem ausgewertete Header

• Fragmentation Header
• Authetication Header

Header-Extensions u.U. auf Applikationsniveau direkt nutzbar

• Die meisten IPv6 Pakete bestehen nur aus IPv6- und TCP Header sowie Daten

Unterschiede IPv4/IPv6

IPv4 Header Felder

Option	Beschreibung
Version	always 4
TOS (type of service)	precedence (3 bits) and “minimize delay”, “maximize throughput”, “maximize reliability”, “minimize cost” bits
Identifier	identifier, different for each packet
TTL	time to live field; initialized to 64; decremented at each router; drop if TTL = 0
Protocol	next header proto (TCP 6, UDP 17)
Header checksum	add together 16-bit words using one’s complement: software optimized

Header-Format

Feste Länge

• Bei IPv6 eine feste Länge von 40 Byte (320 Bit)
• Im Gegensatz zu IPv4

Extension Headers

• Optionale, seltener benutzte Informationen werden in Erweiterungs-Kopfdaten (engl.: Extension Headers) eingebettet
• zwischen IPv6-Kopfdatenbereich und der eigentlichen Nutzlast (Payload)

Felder

Felder im IPv6-Header

Kopfdaten laut RFC 2460

Feld	Länge	Inhalt
Version	4 Bit	IP-Versionsnummer (6)
Traffic Class	8 Bit	Für Quality of Service (QoS) verwendeter Wert. Eine Art Prioritätsvergabe.
Flow Label	20 Bit	Ebenfalls für QoS oder Echtzeitanwendungen verwendeter Wert. Pakete, die dasselbe Flow Label tragen, werden gleich behandelt.
Payload Length	16 Bit	Länge des IPv6-Paketinhaltes (ohne Kopfdatenbereich, aber inklusive der Erweiterungs-Kopfdaten) in Byte
Next Header	8 Bit	Identifiziert den Typ des nächsten Kopfdatenbereiches, dieser kann entweder einen Erweiterungs-Kopfdatenbereich (siehe nächste Tabelle) oder ein Protokoll höherer Schicht (engl.: Upper Layer Protocol) bezeichnen, wie z. B. TCP (Typ 6) oder UDP (Typ 17).
Hop Limit	8 Bit	Maximale Anzahl an Zwischenschritten über Router, die ein Paket zurücklegen darf; wird beim Durchlaufen eines Routers („Hops“) um eins verringert. Pakete mit null als Hop Limit werden verworfen. Es entspricht dem Feld Time to Live (TTL) bei IPv4.
Source Address	128 Bit	Adresse des Senders
Destination Address	128 Bit	Adresse des Empfängers

Next Header Werte

IPv6 Header in einem Trace File

IPv4 und IPv6 Header im Vergleich

IPv6-Erweiterungsheader

Einige der gestrichenen Felder sind manchmal doch noch notwendig

• für diese Fälle sind derzeit 6 Erweiterungsheader definiert,
• die benutzt werden um zusätzliche Informationen zu kodieren.
• Alle Erweiterungsheader sind optional.
• Werden mehrere benutzt müssen sie direkt nach dem Hauptheader erscheinen.

Optionen für Teilstrecken

• Dieser Header wird für Informationen benutzt die alle Router auf der Strecke prüfen müssen.
• Bisher ist eine Option definiert, die Unterstützung von Jumbogrammen, also Paketen die größer als 64 kByte sind.
• Routing
  • Mit diesem Header kann eine Route vollständig oder teilweise spezifiziert werden.
  • Fragmentierung Dieser Header enthält Optionen für die Fragmentierung von Paketen.
  • Nanu, hatten wir nicht eben gesagt IPv6 fragmentiert nicht? Im Prinzip ja.
  • Der Quellhost darf Pakete immer noch fragmentieren.
  • Nur die Router auf der Strecke sind nicht mehr dazu berechtigt.
• Authentifikation
  • Der Authentifizierungsheader bietet einen Mechanismus, durch den der Empfänger sicher sein kann, das der in der Adresse angegebene Sender auch tatsächlich der ist, der er behauptet zu sein.
• Verschlüsselte Sicherheitsdaten
  • Dieser Header enthält Informationen über das verwendete Verschlüsselungsverfahren.

Optionen für Ziele

• Dieser Header ist für Optionen vorgesehen, die nur vom Zielhost interpretiert werden müssen.
• Er wird derzeit nicht benutzt.

Die meisten IPv6-Pakete sollten ohne Extension Headers auskommen

• Extension Headers können bis auf den Destination Options Header nur einmal in jedem Paket vorkommen
• Befindet sich ein Routing Extension Header im Paket, so darf davor ein weiterer Destination Options Header stehen
• Die Reihenfolge bei einer Verkettung ist bis auf die genannte Ausnahme die der folgenden Tabelle
• Wie im Next Header Feld verwiesen sind einige Extension Headers und ein Platzhalter definiert

Name	Typ	Größe	Beschreibung	RFCs
Hop-By-Hop Options	0	variabel	Optionenvon allen IPv6-Geräten zu beachtenwird z.B. für Jumbograms benutzt	RFC 2460RFC 2675
Routing	43	variabel	Hier kann der Weg des Paketes durch das Netzwerk beeinflusst werdenwird u.a. für Mobile IPv6 verwendet	RFC 2460RFC 6275RFC 5095
Fragment	44	64 Bit	Parameter zur Fragmentierung	RFC 2460
Authentication Header (AH)	51	variabel	Daten zur Vertraulichkeit (IPsec)	RFC 4302
Encapsulating Security Payload (ESP)	50	variabel	Daten zur Verschlüsselung (IPsec)	RFC 4303
Destination Options	60	variabel	Optionennur vom Zielrechner zu beachten	RFC 2460
Mobility	135	variabel	Daten für Mobile IPv6	RFC 6275
No Next Header	59	leer	Platzhalterzeigt Ende eines Header-Stapels an	RFC 2460

Verwendung von Extension Headers

Reihenfolge der Extension Header

1. IPv6 Header
2. Hop-by-Hop Options Header (für Optionen, welche von Routern auf dem Pfad zum endgültigen Empfänger verarbeitet werden müssen)
3. Routing Header
4. Fragment Header
5. Authentication Header
6. Encapsulating Security Payload Header
7. Destination Options Header (für Optionen, welche vom endgültigen Empfänger des Paketes verarbeitet werden müssen)
8. Upper-Layer Header

Extension Headers

Next-Header

• Alle Extension Headers enthalten ein Next-Header-Feld, in dem
• der nächste Extension Header oder
• das Upper Layer Protocol genannt wird
• Größen immer Vielfache von 64 Bit
• Speicherzugriffe im Router beschleunigen
• die meisten Felder der Kopfdatenbereiche sind auf 64-Bit-Grenzen ausgerichtet

Keine Prüfsummen

• Es werden keine Prüfsummen über die IP-Kopfdaten berechnet
• im Gegensatz zu IPv4
• Fehlerkorrektur auf Schichten 2 und 4

Format des Hop-by-Hop Options Headers

Format des Routing Headers

Maximum Transmission Unit (MTU)

Maximum Transmission Unit

Anhang

Siehe auch

• IPv6/Header
• IPv6/Header/Extension
• IPv6/Header/Extension/Authentication
• IPv6/Header/Extension/Destination Options
• IPv6/Header/Extension/Encapsulating Security Payload
• IPv6/Header/Extension/Fragment
• IPv6/Header/Extension/Hop-by-Hop
• IPv6/Header/Extension/Option Alert
• IPv6/Header/Extension/Routing
• IPv6/Header/Extension/Upper-Layer
• IPv6/Header/Extension/Upper Layer
• IPv6/Header/Format