第５章 IPに関連する技術とIPv6 4404096 山口哲 5.1 DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol） 5.1.1 プラグ＆プレイを可能にする DHCP 5.1.2 DHCPの仕組み 4404014 岩崎友洋 5.1.1 プラグ＆プレイを可能にする DHCP DHCPとは？ →コンピュータを起動したとき、そのコンピュータにネットワーク情報  を自動的に割り振るためのプロトコル  IPアドレスの設定を自動化  配布するIPアドレスの一括管理ネットワークに接続しただけで、TCP/IPによる通信ができるプラグ＆プレイが実現 DHCPがないと？   管理者の負担が大きい自由にコンピュータをネットワークに接続できないプラグ＆プレイ（Plug ＆ Play）とはユーザが手動で設定を行わなくも機器を接続するだけでその機器が利用可能になる（システム） 5.1.2 DHCPの仕組み  DHCPを利用するには DHCPサーバを立ち上げ  IPアドレスの設定  その他、必要事項の設定例）  サブネットマスク  経路制御の情報  DSNサーバーのアドレス  5.1.2 DHCPの仕組み DHCPでのIPアドレス取得の流れ DHCPサーバーネットワーク要求許可設定 DHCPクライアント ④DHCP確認応答パケット DHCP要求パケット ②DHCP提供パケット ①DHCP発見パケット 5.2 NAT （Network Address Translator）４４０４０３５日下貴博 NATとは  プライベートIPをグローバルIPに変換 <背景> LAN内で全部のホストが常に、インターネットと通信している訳ではない＝IPアドレスの無駄遣い ↓ NAT使用で改善 NATによるアドレス変換ローカルエリアネットワーク ↓ NAT対応ルータ（IPヘッダのアドレスを交換） ↓ インターネット ↓ サーバー NATによるアドレス交換図ローカルエリアネットワーククライアントA 192.168.1.10 クライアントB 192.168.1.11 インターネットサーバー 210.81.150.5 NAT対応ルータ送信元 192.168.1.10 61.206.142.41 送信元 61.206.142.41 NATの問題点高速転送処理のNATを安価で作れない  外部から内部のサーバーに接続不可  異常動作して再起動すると全てのTCPコネクションがリセット  切り替えるようにNATを2台用意しても TCPコネクションは必ず切れる ↓ NATの必要がないIPｖ６の普及と推進が必要  5.3 セキュリティに関する技術 4404096 山口哲 5.3.1 ファイアウォール  ネットワークをインターネットに接続する場所に設置される  ファイアウォールを通過するパケットを、一定の条件の下に許可（破棄）する一般的なファイアウォールの種類    パケットフィルタリングタイプ・・・規定されたパケットのみを通過させる（通過させない）アプリケーションゲートウェイタイプ・・・アプリケーションを介在させ、不正な接続を遮断する NATタイプ・・・必要なホストのアドレスしか公開しない 5.3.2 暗号化  漏洩を防ぎ、機密性の高い情報の送受信を実現するための技術  暗号化技術もOSI参照モデルの各階層ごとに存在し、相互通信を保証している階層別の暗号化技術     アプリケーション・・・SSH、SSL-Telnet、PETなど遠隔ログイン、 PGP、S/MINEなど暗号化メールトランスポート、セッション・・・SSL/TLS、SOCKS V5の暗号化ネットワーク・・・IPsec データリンク・・・Ethenet、WANの暗号化装置など 5.3.3 認証認証技術の種類    ある知識を所有することによる認証・・・主にパスワードや暗証番号などを利用する方法あるものを持っていることによる認証・・・IDカード、鍵、電話番号などを利用する方法ある特徴を持っていることによる認証・・・指紋や目の瞳孔などを利用する方法 5.3.4 IPセキュリティとVPN(1) VPN（Virtual Private Network)    インターネットを利用した仮想的な私的ネットワーク（ＶＰＮ）「暗号化」や「認証」の技術を利用して構築構築するときにもっとも一般的に利用されているのがIPセキュリティ（IPsec） 5.3.4 IPセキュリティとVPN(2) 5.3.4 IPセキュリティとVPN(3) IPセキュリティ（IPsec）  VPNを構築するときに利用される  ＩＰヘッダの後ろに「暗号ヘッダ」や「認証ヘッダ」を付けて送信する暗号化されたデータは解読できなくなり、改ざんされたときはそれが判別できる品質保証とＲＳＶＰ、ＭＰＬＳ４４０３１００山本恭平品質保証とはＩＰプロトコルの変化「ベストフォート」のプロトコルとして設計、開発され品質保証のない通信ベストフォート型の問題点通信回線が混雑すると通信性能が極端に低下し、大量のパケットが喪失  • 品質保証が求められる品質保証の仕組み • • • • • 品質保証が必要なパケットに対して特別扱いをし、保証できる範囲内で優先的に処理優先しないパケットから廃棄品質保証されるパケットでも保証する品質以上のパケットが流れてきた時は廃棄通信経路に存在する全てのルータに品質保証の設定が必要動的な品質設定が必要ＲＳＶＰＲＳＶＰ (Resource Reservation Protocol)  動的品質保証の制御を行うプロトコル  受信側から送信側へ制御パケットが流れ、その間のルーターに品質保証の設定がされるフローをセットアップするプロトコルと呼ばれる品質制御とＭＰＬＳ品質制御の実現のため、ルーターのパケット転送処理の高速化が必要ハードウェアによる高速な転送処理ラベルスイッチングの利用ＩＰパケットの転送時、ＩＰパケットに「ラベル」という識別標識を設定し、それを元に転送する方式ＭＰＬＳ (Multiprotocol Label Switching)  ラベルスイッチング技術 • • ＭＰＬＳネットワークに入る時ＩＰヘッダの前に３２ビットのラベルを付加ＭＰＬＳネットワークから出る時に外す  ＭＰＬＳの特徴 • 固定長のラベルを使用するため、処理が単純ラベルは必要な数だけ設定すればよく、データ量が少ない • • • ハードウェア化が容易高速転送処理が可能 5.5 IPv6 (IP version 6) 4404047 杉山貴紀 5.5.1 IPｖ６が必要な理由 IPv6とは… IPアドレス枯渇問題の根本的解決のために標準化されたインターネットプロトコル    IPv4：4 octet長(32 bit)からIPv6：16 octet長(128 bit)へアドレス枯渇問題を解決、IPｖ４に対する不満解消が狙い。 IPｖ４との互換性を持たせる努力。 5.5.2 IPv6の特徴     IPアドレスの拡大と経路制御表の集約パフォーマンスの向上プラグ＆プレイ機能を必須にする認証機能や暗号化機能を採用する 5.5.3 IPv6でのIPアドレスの表記方法   IPｖ６のIPアドレスは128ビット長（38桁） 2進数による表現 1111111011011100 : 1011101010011000 : 0111011001010100 : 0011001000010000 : 1111111011011100 : 1011101010011000 : 0111011001010100 : 0011001000010000 16進数による表現 FEDC : BA98 : 7654 : 3210 : FEDC : BA98 : 7654 : 3210 IPによるIPアドレスの省略例 2進数による表現 0001000010000000 : 0000000000000000 : 0000000000000000 : 0000000000000000 : 0000000000001000 : 0000100000000000 : 0010000000001100 : 0100000101111010 16進数による表現 1080 : 0 : 0 : 0 : 8 : 800 : 200C : 417A →1080 : : 8 : 800 : 200C : 417A（省略時） 5.5.4 IPｖ6のアドレスアーキテクチャ  IPアドレスの先頭のビットで種類を区別ルーターハブサイトローカルアドレス 1111 1110 11 特定の拠点内で使われるアドレスグロバルアドレス 001 ハブリンクローカルアドレス 1111 1110 10 単一リンクの範囲で使われるアドレス 5.5.5 IPv6のグロバルIPアドレのフォーマット FP 3bit TLA ID 13bit RES 8bit NLA ID 24bit SLA ID 16bit Interface ID 64bit インタフェースの識別子広域ネットワークサイト部ネットワーク部 FP：アドレスフォーマットの識別子（001） TLA ID：Top-Level Aggregation Identifier （公的にバケットを配送するサービス提供者） RES：Reserved（将来のための予約ビット） NLA：Next-Level Aggregation Identifier （TLAにパケットを配送してもらう組織の識別子） SLA：Site-Level Aggregation Identifier （組織内部のサブネットワークの識別子） Interface ID：Interface Identifier（MAC アドレス）ホスト部 5.5.6 IPv6での分割化処理   IPｖ６では分割化は始点ホストのみで行われる経路MTU探索宛先ノードまで，もっとも小さい値のリンクMTUを経路MTU調べる。送信元のホストで経路MTUの大きさにデータを分割する。  IPｖ６の最小MTUは1280オクテットである。 5.6 ICMPv6 2006007五十嵐 ICMPｖ６の役割 ICMPｖ６は、ICMPｖ４のような補助的な役割でなく、IPｖ６による通信をするために重要・ICMPｖ４では MACアドレスの探索…… ARP ・ICMPｖ６では MACアドレスの探索…… ICMPの近隣探索メッセージ ICMPｖ６の分類（１）タイプ0～127はエラーメッセージ転送中のIPパケットが宛先まで届かなかった場合に、エラーが発生したホストやルーターによって送信される。（２）タイプ128～142は情報メッセージ 133~137近隣探索メッセージ ICMPｖ６の近隣探索メッセージのはたらき・ ARP機能（後述）・ ICMPｖ４のリダイレクトメッセージ（タイプ５、コード0 ～3、送信元が最適でない経路を使用しているときに通知）・ ICMPｖ４のルーター選択メッセージ（タイプ9 ～ 10、コード0、自分がつながっているネットワークのルーターを見つけるとき）・ IPアドレス自動設定機能（後述）近隣探索  IPｖ6アドレスとMACアドレスの対応関係を調べる時に使われるタイプ１３５タイプ１３６ IPアドレスの自動設定 IPv6ではプラグアンドプレイ機能を実現するために、 DHCPサーバがない環境下でもIPアドレスを自動設定することができる｡タイプ１３３タイプ１３４ 5.7 IPv6のヘッダフォーマット４４０４０３６久保田善経 IPv6のヘッダフォーマット IPv6のヘッダフォーマット特徴  ルーターの処理を軽減するためIPのヘッダのチェックサムは省略された  分割処理のための識別子などはオプションになった IPv6のヘッダフォーマット  バージョン(version)・・・バージョンフィールドは IPv4と同じ４ビット長、IPv6のバージョンは6なので６が入る。  トラフィッククラス(Traffic Class)・・・IPv4のTOS にあたるフィールドで、長さは８ビット。(削除される予定だったが今後の研究に期待する形で復活) IPv6のヘッダフォーマット  フローラベル(Flow Label)・・・品質制御に利用されることを想定されたフィールドで、２０ビットの長さを持つ  ペイロードの長さ(payload Length)・・・ペイロードとはパケットのデータ部を意味する。 IPv6ではIPv6のヘッダを除いた部分の長さを表す。またこのフィールドは１６ビット長なので、データの最大サイズは65535オクテットになる IPv6のヘッダフォーマット  次のヘッダ(next Header)・・・IPｖ４でいうと PROTにあたる。ただしTCPやUDPなどのプロトコルだけではなく、IPｖ６のオプションがある場合にはここで指定  ホップリミット(Hop Limit)・・・８ビットで構成。ルーターを通過するたびに１つずつ減らされ、０になったらそのIPデータグラムは破棄される IPv6のヘッダフォーマット  送信元IPアドレス(Source Address)・・・128ビットで構成、送信元のIPアドレスを表す  宛先IPアドレス(Destination Address)・・・128 ビットで構成、宛先のIPアドレスを表す 5.7.1 IPv6拡張ヘッダ   ＩＰｖ６のヘッダとＴＣＰやＵＤＰのヘッダの間に挿入数の制限がない