1. Contexte IPv6 Pénurie d adresses IPv4 Les adresses IPv4 sont codées sur 32 bits, ce qui signifie qu il y a plus de 4 milliards d adresses disponibles (2^32 = 4 294 967 296). La population mondiale étant de plus de 7 milliards d êtres humains, il n y a donc même assez d adresses pour que chacun puisse en avoir une pour se connecter à Internet. Et encore, dans ces 4 milliards d adresses, toutes ne sont pas utilisables par un ordinateur ou un smartphone ; c est le cas notamment des adresses de classe D, de classe E, des adresses réseaux, des adresses de diffusion, des adresses réservées comme 127.0.0.1, etc. Diverses techniques ont permis de pallier temporairement à ce manque d adresse, notamment : L adressage sans classe ; Le NAT (Network Addresse Translation) associé à l utilisation d adresses privées ; L utilisation de blocs qui étaient autrefois réservés ; Une politique d assignation plus contraignante ; Malgré les techniques utilisées pour réduire l épuisement des adresses IPV4, le nombre de réseaux, d appareils, d objets à interconnecter augmente sans cesse (Création de nouvelles sociétés, connexion de TV, consoles de jeux, montres, parcmètres, moniteur cardiaque, ). D ailleurs, depuis le début de l année 2011, l'iana a attribué les deux derniers blocs d'adresses IPv4 aux organismes d'enregistrement Internet locaux. Une fois que ceux-ci auront tout distribué, plus personnes ne pourra obtenir une adresse IPv4. Selon John Chambers, le patron de Cisco System Inc., la quantité d éléments à interconnecter va encore augmenter car, après «l Internet des objets», on se dirige vers «l Internet de tout» (Internet of Everything) : on ne se contente plus de connecter des objets ensembles, on se dirige vers la mise en réseau de tout notre environnement : corps humain 1, maison, transports, villes, le cycle de l eau dans les écosystèmes 2, etc 3. Extrait des propos de John Chambers au CES 2014 de Las Vegas 4. «2014 sera une année pivot : celle où +l Internet de tout+ va devenir grand public. C est la combinaison de l Internet des objets, de plus en plus connectés, d individus en mobilité équipés de plus de capteurs, produisant toujours plus de données dans le cloud, conduisant à de nouveaux processus de décision, qui va tout changer!» 1 Voir l article du JDN : http://www.journaldunet.com/economie/magazine/1150822-objets-connectes-integresau-corps-humain/1150899-cerveau-connecte 2 Voir le projet d IBM pour mieux utiliser les ressources d eau douce de la planète (http://www.ibm.com/smarterplanet/be/fr/water_management/ideas/) 3 Voir l article 01net.com sur «les 10 objets connectés les plus surprenants du CES 2015» : http://www.01net.com/editorial/641259/ces-2015-les-10-objets-connectes-les-plus-surprenants-du-salon/ 4 Source : http://meta-media.fr/2014/01/10/ces-2014-vers-linternet-de-tout.html 1
IPv6 Malgré les améliorations apportées à l IPv6 par rapport à l IPv4, le principal avantage de l IPv6 tient à la quantité considérable d adresses disponibles. Les adresses étant codées sur 128 bits, il y a 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 701 211 156 adresses IPv6 soit des milliards d adresses par centimètre carré de surface terrestre (océan non compris ). On ne devrait pas manquer d adresses IPv6 de sitôt! Même si les entreprises ne sont pas les premières à être affectées par le manque d IPv4, elles sont responsables de leur infrastructure technique privée qui est reliée à Internet. Dans cette infrastructure, l IPv6 peut être est activé par défaut sur certains systèmes d exploitation (ex. Windows 8). L IPv6, ce n est donc pas demain, c est maintenant. Ainsi, même si l IPv4 est toujours largement plus utilisé, il est indispensable de maitriser l IPv6 afin de se protéger des attaques éventuelles et d être prêt le jour où l infrastructure devra être migrée vers l IPv6. La figure 1 montre que le trafic IPv6 est en augmentation : à la fin de l année 2014, 5% des utilisateurs qui ont accédés à Google l ont fait à partir d une connexion IPv6. Figure 1 : Google s IPv6 Traffic Hits 5% Globally. Source : https://www.google.com/intl/en/ipv6/statistics.html 2
2. Objectifs 1 ère Bachelier en Informatique et Systèmes Identifier les différents types d adresses IPv6 ; Abréger les adresses IPv6 ; Identifier la hiérarchie du préfixe de réseau d une adresse de monodiffusion globale IPv6 ; Construire une adresse IPv6 avec la méthode EUI-64 ; Configurer des adresses IPv6 sur différents périphériques ; Configurer le routage statique IPv6. 3. Topologie du réseau Figure 2 : Topologie du réseau IPv6 4. Manipulation 4.1. Identifiez et abrégez les adresses IPv6 Tâche 1: Complétez le tableau 1 en associant les adresses du tableau à l un des types d adresses IPv6. Types d adresses IPv6 : A. Adresse spéciale, par exemple adresse de bouclage, adresse non spécifiée, adresse compatible IPv4, ; B. Adresse de monodiffusion globale ; C. Liaison locale (adresse locale, adresse locale lien) ; D. Adresse locale unique ; E. Adresse de multidiffusion. 3
Adresse IPv6 2001:B05E:F547:CDEA::5FE5:1289:A100 FF00:: 3ABC:F547:CDEA:5FE5:1289:A100:24D4:AE12 Type d adresse A E A ::1 A FE80::1 FF00::9 FCAA:1:2:3:ABCD:EF12:3456:A FE80::1234:1234:1234 C E D C Tableau 1 : Associez l adresse IPV6 avec son type. Tâche 2: Complétez le tableau 2 en indiquant les adresses IPv6 abrégées correspondantes. Adresse IPv6 2001:0B5E:F547:CDEA:0000:5FE5:1289:A100 Adresse abrégée 2001:0B5E:F547:CDEA::5FE5:1289:A100 3ABC:0000:CDEA:0000:1289:0000:0000:AE12 3ABC:CDEA:1289::AE12 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:A ::A FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0001:1 FE80::1:1 2001:0DB8:3C4D:0015:0000:0000:1A2F:1A2B 2001:DB8:3C4D:15::1A2F:1A2B FCAA:0001:0020:0003:ABCD:EF12:3456:A000 FCAA:1:20:3:ABCD:EF12:3456:A000 2001:0DB8:3C4D:0015:0000:D234:3EEE:0000 2001:DB8:3C4D:15:0:D234:3EEE:: 0000:0000:0000:0000:0192:0168:0001:0015 ::192.168.1.15 Tableau 2 : Adresses IPv6 à abréger 4
Tâche 3: Complétez le tableau 3 en indiquant les différentes parties qui composent l adresse IPv6 2001:2222:cccc::2e0:4cff:fe99:88d0/64 Adresse IPv6 Quel est l ID d interface? Adresse abrégée 2E0:4CFF:FE99:88D0 Quel est le numéro de sous-réseau? 0000 Quel est le préfixe du site (Site Level Aggregator) appelé aussi préfixe de routage global? Quel est l ID de sous-réseau? 2001:2222:CCCC 2001:2222:CCCC:0000 Tableau 3 : Différentes parties d une adresse IPV6 Tâche 4: Complétez le tableau 4 en indiquant l adresse locale lien IPv6 abrégée générée par la technique EUI-64 au départ de l adresse MAC présentée. Adresse MAC de l interface Adresse abrégée IPv6 00-11-22-33-44-55 FE80::211:22FF:FE33:4455 AA-AB-CD-12-34-BA FE80::A8AB-CDFF:FE12:34BA 5E-FF-56-A2-AF-15 Fe80::5CFF:56FF:FEA2:AF15 4.2. Configurer des adresses IPv6 sur des périphériques Tâche 5: Réalisez, sous Packet Tracer, le réseau de la figure 2. 5
Tâche 6: Configurez les ordinateurs de la topologie en respectant le tableau d adressage du tableau 4. Périphérique Interface Adresse IPv6 Préfixe Passerelle par défaut R1941A Gi 0/0 2001:6A8:3540:A::1 /64 s/o Gi 0/1 2001:6A8:3540:B::1 /64 s/o Se0/0/0 2001:6A8:3540:D::1 /64 s/o R1941B Gi 0/0 2001:6A8:3540:C::1 /64 s/o Se0/0/0 2001:6A8:3540:D::2 /64 s/o S2960A Vlan 1 2001:6A8:3540:A::A /64 2001:6A8:3540:A::1 S2960B Vlan 1 2001:6A8:3540:B::B /64 2001:6A8:3540:B::1 PCA Fa0 2001:6A8:3540:A::2 /64 FE80::1 PCB Fa0 2001:6A8:3540:B::2 /64 FE80::1 PCC Fa0 2001:6A8:3540:C::2 /64 FE80::1 Tableau 4 : Tableau d adressage de la topologie présentée à la figure 1 Figure 3 : Configuration IPv6 de l ordinateur PCA 6
4.2.1 Configuration manuelle des interfaces d un routeur La procédure d affectation manuelle d une adresse de monodiffusion globale IPv6 à une interface de type Ethernet d un routeur suit le même principe que pour une adresse IPv4. Deux différences sont à noter : L utilisation de la commande ipv6 au lieu de la commande ip ; L utilisation exclusive la notation CIDR pour renseigner le préfixe. R1941A(config)# interface g0/0 R1941A(config-if)# ipv6 address 2001:6A8:3540:A::1/64 R1941A(config-if)# no shutdown R1941A(config-if)# exit R1941A# La commande show ipv6 interface brief permet de vérifier la configuration des adresses IPv6. R1941A# show ipv6 interface brief Figure 4 : Résultat de la commande show ipv6 interface brief Le résultat de la de la commande show ipv6 interface brief montre trois choses : L adresse 2001:6A8:3540:A::1 est bien configurée sur l interface Gi0/0 ; Une adresse link-local (FE80::) au format EUI-64 est automatiquement générée ; Une même interface peut être configurée avec plusieurs adresses IPv6. Par défaut, les adresses link-local des routeurs Cisco sont créées par la méthode EUI-64. Les adresses ainsi générées ne sont pas pratiques à utiliser. Dès lors, il est intéressant de les configurer manuellement afin de disposer d adresses link-local plus facile à reconnaître et à mémoriser. Pour cela, il faut utiliser la commande ipv6 address et lui spécifier l argument link-local. R1941A(config-if)#ipv6 address FE80::1 link-local 7
La commande show ipv6 interface gi 0/0 permet également de vérifier la configuration IPv6 des interfaces. R1941A# show ipv6 interface gi 0/0 Figure 5 : Résultat de la commande show ipv6 interface gi 0/0 Le résultat de la de la commande «show ipv6 interface gi 0/0» renseigne plusieurs éléments : IPv6 est activé sur l interface et l adresse link-local est bien FE80::1 (encadré 1 de la figure 5) ; L adresse 2001:6A8:3540:A::1 est bien configurée sur l interface Gi0/0 et l adresse du sous-réseau est renseignée : 2001:6A8:3540:A::/64 (encadré 2 de la figure 5) ; L interface Gi 0/0 a automatiquement rejoint plusieurs groupes de multidiffusion (encadré 3 de la figure 5). o Le groupe FF02 ::1 est un groupe multicast représentant tous les nœuds d un réseau (all nodes). Utiliser cette adresse en tant qu adresse de destination a le même effet qu une adresse de diffusion sur un réseau IPv4. o Le groupe FF02::1:FFxx:xxxx est un groupe multicast notamment utilisé par le processus de découverte des voisins (NDP, Neighbor Discovery Protocol). Tâche 7: En respectant le tableau d adressage du tableau 4, affectez les adresses de monodiffusion globale IPv6 de toutes les interfaces des routeurs. R1941A(config)# interface g0/0 R1941A(config-if)# ipv6 address 2001:6A8:3540:A::1/64 R1941A(config-if)# no shutdown R1941A(config-if)# exit R1941A# R1941A(config)# interface g0/1 R1941A(config-if)# ipv6 address 2001:6A8:3540:B::1/64 R1941A(config-if)# no shutdown R1941A(config-if)# exit R1941A# R1941A(config)# interface se 0/0/0 R1941A(config-if)# ipv6 address 2001:6A8:3540:D::1/64 R1941A(config-if)# no shutdown R1941A(config-if)# exit R1941A# 8
R1941B(config)# interface g0/1 R1941B(config-if)# ipv6 address 2001:6A8:3540:C::1/64 R1941B(config-if)# no shutdown R1941B(config-if)# exit R1941B# R1941B(config)# interface se 0/0/0 R1941B(config-if)# ipv6 address 2001:6A8:3540:D::1/64 R1941B(config-if)# no shutdown R1941B(config-if)# exit R1941B# Tâche 8: Analysez la table de routage de R1941A à l aide de la commande «show ipv6 route» Comme en IPv4, le fait de configurer et activer une interface IPv6 permet au routeur de connaitre une route vers un réseau et donc de remplir la table de routage. Les configurations et processus IPV4 / IPv6 étant différents, chaque protocole dispose de sa propre table de routage. Pour afficher la table de routage IPv6, il faut utiliser la commande «show ipv6 route». R1941A# show ipv6 route La table de routage IPv6 contient : Les routes vers les trois réseaux directement connectés : o 2001:6A8:3540:A::/64 o 2001:6A8:3540:B::/64 o 2001:6A8:3540:D::/64 Les adresses des interfaces locales (à partir de l IOS version 15 uniquement) : o 2001:6A8:3540:A::1/128 o 2001:6A8:3540:B::1/128 o 2001:6A8:3540:D::1/128 Une route pour les adresses de multidiffusion o FF00::/8 o Cette route est nécessaire pour le routage multicast. 9
Tâche 9: Vérifiez les communications fonctionnelles Machines concernées par le test Ping ok? PCA et Gi0/0 de R1941A PCB et Gi0/1 de R1941A PCA et PCB OUI OUI NON Tableau 5 : Liste des communications fonctionnelles avant l activation du routage IPv6 Tâche 10: Activez le routage IPv6 sur le routeur R1941A Bien que la table de routage de R1941 dispose de routes vers les réseaux de PCA et PCB, ceux-ci ne sont pas en mesure de communiquer. En effet, le routage IPv6 est désactivé par défaut, il faut donc l activer pour permettre au routeur de router les paquets IPv6 entre ses interfaces : R1941A(config)#ipv6 unicast-routing Tâche 11: Vérifiez les communications fonctionnelles une fois le routage IPv6 activé sur R1941A. Machines concernées par le test Ping ok? PCA et Gi0/0 de R1941A PCB et Gi0/1 de R1941A PCA et PCB OUI OUI OUI Tableau 6 : Liste des communications fonctionnelles après l activation du routage IPv6 10
Tâche 12: Après avoir activé le routage IPv6 sur le routeur R1941A, analysez à nouveau l interface Gi0/0 à l aide de la commande «show ipv6 interface gi 0/0». R1941A# show ipv6 interface gi 0/0 L interface a rejoint un nouveau groupe : FF02::2. Seuls les interfaces capables de router les paquets IPv6 rejoignent ce groupe de multidiffusion. Il est utilisé par les routeurs pour fournir (aux hôtes du réseau) les adresses IP et les informations de passerelle par défaut au moyen de la configuration automatique des adresses sans état (SLAAC). 11
Tâche 13: Complétez le tableau d adressage (tableau 7). En IPv6, les interfaces peuvent être configurées avec de multiples adresses IPv6. Le tableau d adressage (tableau 4) établi précédemment est donc incomplet. Pour disposer d une documentation à jour, nous devons le compléter. Périphérique Interface Adresse IPv6 Préfixe Passerelle par défaut R1941A Gi 0/0 2001:6A8:3540:A::1 /64 s/o Gi 0/0 FE80::1 /64 s/o Gi 0/1 2001:6A8:3540:B::1 /64 s/o Gi 0/1 FE80::1 /64 s/o Se0/0/0 2001:6A8:3540:B::1 /64 s/o Se0/0/0 FE80::1 /64 s/o R1941B Gi 0/0 2001:6A8:3540:C::1 /64 s/o Gi 0/0 FE80::1 /64 s/o Se0/0/0 2001:6A8:3540:D::2 /64 s/o Se0/0/0 FE80::2 /64 s/o PCA Fa0 2001:6A8:3540:A::2 /64 FE80::1 PCB Fa0 2001:6A8:3540:B::2 /64 FE80::1 PCC Fa0 2001:6A8:3540:C::2 /64 FE80::1 Tableau 7 : 4.3. Routage IPv6 Tableau d adressage actualisé Il reste à configurer le routage afin que les périphériques des différents réseaux puissent communiquer ensemble. Pour qu un routeur puisse router des paquets IPv6 il faut : Avoir activé le routage IPv6 (commande ipv6 unicast-routing) ; Avoir activé et configuré au moins une interface en IPv6. La configuration d une route statique IPv6 suit le même principe que pour l IPv4 : il faut utiliser la commande ipv6 route, indiquer le réseau de destination puis renseigner l adresse IP de tronçon suivant ou l interface de sortie (ou les deux). 12
Tâche 14: Sur R1941A, configurez une route statique par défaut vers R1941B. Pour spécifier n importe quel réseau, IPv6 utilise la notation ::/0. Ainsi, la configuration d une route statique par défaut devient : R1941A(config)#ipv6 route ::/0 serial 0/0/0 R1941A(config)# end R1941A#sh ipv6 route Tâche 15: Sur R1941B, configurez une route statique IPv6 vers le réseau de PCA R1941A(config)#ipv6 route 2001:6A8:3540:A::/64 2001:6A8:3540:D::1 R1941A(config)# end R1941A#sh ipv6 route 13
Tâche 16: Sur R1941B, configurez une route statique IPv6 vers le réseau de PCB R1941A(config)#ipv6 route 2001:6A8:3540:B::/64 2001:6A8:3540:D::1 R1941A(config)# end Tâche 17: Vérifiez que tous les ordinateurs peuvent communiquer ensemble. Machines concernées par le test Ping ok? PCA et PCB PCA et PCC PCB et PCC OUI OUI OUI Tableau 8 : Liste des communications fonctionnelles avec le routage IPv6 configuré 4.4. Configuration automatique des adresses sans état (SLAAC). Trois méthodes permettent de configurer les adresses IPv6 des hôtes d un réseau : La configuration manuelle ; La configuration automatique à l aide d un serveur DHCPv6 ; La configuration automatique des adresses sans état (SLAAC). La configuration SLAAC (StateLess Address AutoConfiguration) a un avantage sur les autres méthodes : elle est très simple à utiliser! Inutile de passer son temps à encoder les adresses IPv6 manuellement sur chaque ordinateur. Inutile de passer son temps à configurer un serveur DHCPv6. Pour utiliser la configuration SLAAC, il suffit de disposer d un routeur IPv6 5. Comme les routeurs de la topologie sont des routeurs IPv6 ; il nous suffit d ajouter des ordinateurs à la topologie et d y activer l autoconfiguration (Figure 6). 5 C est-à-dire un routeur avec des interfaces configurées en IPv6 et capable de transférer des paquets IPv6 (ipv6 unicast-routing) comme décrit au point 4.3. 14
Figure 6 : Configuration d un ordinateur à l aide de l autoconfiguration SLAAC. La figure 6 montre que l ordinateur a bien reçu une adresse IPv6 ainsi qu une adresse de passerelle (Gateway). Par défaut, la configuration SLAAC ne fournit pas l adresse d un serveur DNS. Tâche 18: Ajoutez deux ordinateurs (PCD et PCE) dans le réseau de PCC, configurez-les en utilisant la configuration automatique des adresses sans état (SLAAC) et vérifiez la connectivité. Configuration des ordinateurs : voir figure 6. Vérification de la connectivité : tous les ping sont OK Tâche 19: Ayant utilisé la configuration automatique des adresses sans état, expliquez comment a été construite l adresse IPv6 de PCD. Avec SLAAC, c est le routeur qui fournit l adresse de passerelle : l adresse link-local de son interface, ici FE80 ::1 l adresse du réseau : le préfixe réseau de son interface : 2001:6A8:3540:C ::/64 La partie «Identifiant d interface» de l adresse est calculée par l ordinateur avec la méthode EUI-64 sur base de l adresse MAC 15
4.5. Transition IPv4 vers IPv6 Il n est généralement pas possible d arrêter d un coup l utilisation d IPv4 dans un réseau pour passer à IPv6. Différentes techniques ont donc été mises au point pour réaliser la migration progressivement. La technique à privilégier est celle de la double pile, c est-à-dire utiliser simultanément IPv4 et IPv6 dans le réseau. Il suffit pour cela de configurer le matériel à la fois pour IPv6 et pour IPv4. Tâche 20: Ajoutez une configuration IPv4 à la topologie et vérifiez que tous les ordinateurs communiquent en IPv4 et en IPv6. R1941A#conf t R1941A(config)#interface gigabitethernet 0/0 R1941A(config-if)#ip address 10.0.0.254 255.0.0.0 R1941A(config-if)#exit R1941A(config)#interface gigabitethernet 0/1 R1941A(config-if)#ip address 11.0.0.254 255.0.0.0 R1941A(config-if)#exit R1941A(config)#interface serial 0/0/0 R1941A(config-if)#ip address 12.0.0.1 255.0.0.0 R1941A(config-if)#exit R1941A(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se 0/0/0 R1941A# R1941B#conf t R1941B(config)#interface gigabitethernet 0/0 R1941B(config-if)#ip address 13.0.0.254 255.0.0.0 R1941B(config-if)#exit R1941B(config)#interface serial 0/0/0 R1941B(config-if)#ip address 12.0.0.2 255.0.0.0 R1941B(config-if)#exit R1941B(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se 0/0/0 R1941B# Exemple de configuration d un PC : 16
5. Projet Tâche 21: Ajouter un commutateur et un serveur à la topologie du projet, comme le montre la figure 7. Configurez le serveur uniquement en IPv6 (configuration manuelle, inutile de configurer le commutateur). Configurez IPv6 (en plus de l IPv4) sur les PC et le serveur de la partie 1 (réseau en bleu sur la figure 7). Configurez tous les routeurs pour prendre en charge IPv6 en plus de l IPv4. Figure 7 : Mise à jour de la topologie du projet 17