GST034 - IPv6 to the Home!

Geekstammtisch

Über die Herausforderungen der IPv6 Einführung aus Sicht eines ISP

Unser Gast (00:00:00)

• Christian Rohmann
• Arbeitet bei NetCologne: http://netcologne.de
• "NetCologne macht Internet"... und Telefon... und ein paar Dienste drumherum
• Christian arbeitet im Bereich Network Engineering und Design, genauer um die Infrastruktur und Dienste

DSL Zuhause (00:02:40)

• Die DSL-Box/Router/"FritzBox" meldet sich im Netz mit ihrer Identifikation und bekommt automatisch ihre Konfiguration
• Alternativ muss man alle Zugangsdaten, Netzwerkeinstellungen etc. selber machen
• Hybrid Fibre Cable/Coaxial (HFC): https://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_fibre-coaxial
  • Authentifizierung via DOCSIS: https://en.wikipedia.org/wiki/DOCSIS
  • Konfiguration quasi via DHCP
• Digital Subscriber Line (DSL): https://en.wikipedia.org/wiki/DSL
  • z.B. via Kupfer oder Glasfaser
  • Digital subscriber line access multiplexer (DSLAM): https://en.wikipedia.org/wiki/Dslam
  • Point-to-point protocol over Ethernet (PPPoE): https://en.wikipedia.org/wiki/Pppoe
  • Broadband remote access server: (BRAS): https://en.wikipedia.org/wiki/BroadbandRemoteAccess_Server
  • Authentifizierung gegenüber BRAS über PPPoE

IPv4 (00:08:50)

• IPv6: https://en.wikipedia.org/wiki/Ipv6
• In Köln gibt es jetzt von NetCologne IPv6 für alle!
• IPv4: https://en.wikipedia.org/wiki/Ipv4
• IPv4 Adressen werden knapp, 32 Bit Adressen, also ~4 Mrd. Adressen
• Classless Inter-Domain Routing (CIDR): https://en.wikipedia.org/wiki/ClasslessInter-DomainRouting
• Network Address Translation (NAT): https://en.wikipedia.org/wiki/Networkaddresstranslation
• Private Network Adresses: https://en.wikipedia.org/wiki/PrivateIPaddress
  • z.B. 192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168.0.0/16) oder 10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
  • NAT ist kein Security Feature(!), das ist nur ein notwendiges Übel.
  • Direkte Verbindungen, z.B. für File Sharing, sind per se nicht ohne weiteres Möglich
• Port Forwarding: https://en.wikipedia.org/wiki/Port_forwarding

IPv6 (00:16:30)

• IPv5: https://en.wikipedia.org/wiki/Ipv5
• IPv6: Angefangen ~1996
• VIEL Mehr Adressen: 128 Bit Adressen, 2^128 Adressen
• Die Netze in IPv6 ist strenger strukturiert als IPv4
• Den Netzteil, die ersten 64 bit einer IPv6 Adresse nennt man Prefix, den Rest nennt man Interface
• Stateless Autoconfiguration: https://en.wikipedia.org/wiki/Ipv6#Stateless_Autoconfiguration
  • jedes Gerät kann sich seine eigene Adresse aussuchen und sich selber konfigurieren
• DHCPv6: https://en.wikipedia.org/wiki/DHCPv6
• Link Local Adress: https://en.wikipedia.org/wiki/Ipv6#Linklocaladdress
  • Nur gültig für alles, was nicht geroutet wird
• Global Unicast Adress: https://en.wikipedia.org/wiki/Ipv6#Createaglobal_address
  • Prefix vom Netz + Interface Adresse generieren
  • Der Router broadcastet im Netz regelmäßig, dass er ein Netz hat und welchen Prefix zu verwenden ist
• Prefix Delegation: https://en.wikipedia.org/wiki/Prefix_delegation
  • Der Router fragt beim ISP nach einem Prefix
  • Bei NetCologne bekommt jeder Kunde ein /48 Prefix, kann also 65.536 Netze aufbauen
• Router Advertisement
• NetCologne hat 2005 angefangen mit einem /32 Netz
  • Wenn jeder ein /32 Netz bekommt, kann man so viele ISPs anbieten, wie es bisher insgesamt theoretische Adressen im IPv4 Internet gibt!
  • Mittlerweile hat NetCologne ein /29 Netz
• Regional Internet Registry: https://en.wikipedia.org/wiki/RegionalInternetregistry
  • Erlaubt die Zuordnung von Adressen zu Regionen
  • NetCologne ist dann eine Local Internet Registry https://en.wikipedia.org/wiki/LocalInternetregistry
  • Verwaltet autonom das zugeteilte Netz
• Nächster Schritt nach dem Netz ist die Kommunikation mit anderen Netzen
• Peering (https://en.wikipedia.org/wiki/Peering) mit direkten Partnern und Upstream mit indirekten Partnern
• Wichtig als ISP: Mit IPv6 darf es nicht schlechter für den Kunden werden
• Daher: Sehr viele stabile und redundante Verbindungen in das restliche Internet
• War in den ersten Jahren einfach nicht gegeben
• Es gab zwischendurch 2 oder 3 Internetze (IPv6)

IPv6 und IPv4 parallel (00:42:23)

• Dual Stack (https://en.wikipedia.org/wiki/Dual-stack#DualIPstack_implementation)
• Technisch sind das IPv4 und IPv6 Netz vollständig getrennt
• Andere Möglichkeiten mit nur IPv6 in das IPv4 Netz zu kommen
• Verwendung eines Proxies (passiert auf Application Layer)
  • Geht auf mit SSL da die Zertifikate auf den Common Name ausgestellt sind
  • Geht aber nur für HTTP-Dienste
• Mail ist auf Grund der begrenzten Gegenstellen einfacher
• Probleme bei Diensten wie VoIP
• Themen vor allem in Asien sehr relevant, da dort keine IPv4 Adressen mehr verfügbar sind
• Um einen transparenten Parallelbetrieb zu leisten muss man auf IP oder TCP Layer runter
  • Carrier-grade NAT: https://en.wikipedia.org/wiki/CarriergradeNAT
  • Dual-Stack Lite: https://en.wikipedia.org/wiki/Dual-StackLite#Dual-StackLite_.28DS-Lite.29
  • Dual-Stack Lite muss man machen, wenn man nicht mehr genug IPv4 Adressen für alle hat
• Carrier-grade NAT will man nicht haben
• IPv4 wird noch auf unbestimmte Zeit weiterhin existieren
• Meilensteine für das Internet: IPv6 Tage
  • Erst ein Test: https://en.wikipedia.org/wiki/WorldIPv6DayandWorldIPv6LaunchDay#WorldIPv6Day
  • Und der Launch: https://en.wikipedia.org/wiki/WorldIPv6DayandWorldIPv6LaunchDay#WorldIPv6Launch
• "Launch" bedeutet konkret, dass beide Netze parallel existieren und Domainnamen müssen im DNS sowohl auf IPv4 als auch IPv6 aufgelöst werden können
• Per RFC ist definiert, dass zuerst versucht wird die IPv6 Adresse aufzulösen
• Basti fragt sich warum AWS und Co. noch nicht IPv6 eingeführt ist
  • Große Netzwerkinfrastruktur löst Dinge oft in Hardware, ein Austausch ist daher nicht so einfach
  • Sehr große Anbieter haben sehr komplexe Setups mit sehr vielen Systemen
  • Ein gewisses Maß an Nostalgie lässt sich auch nicht abstreiten ;-)
  • unzähliger weitere Gründe an die man gar nicht denken mag…
• Neben der Infrastruktur gibt es ja auch noch die Endgeräte (Für Christian sind Endgeräte die Router bei den Leuten zu Hause, Anm.d.Red.)
  • Sehr viele Endgeräte die nur IPv4 können und nie was anderes können werden
• Grundsätzliches Problem: IPv6 kann man nicht verkaufen, daher muss man wirtschaftlich den regulären Lebenszyklus der Gerätschaften abwarten, um diese zu erneuern
• Endgeräte im Sinne von, dass wo der Nutzer vorsieht, sind alle vollständig und stabil IPv6 fähig
• Wenn Geräte nicht IPv6 können sollten sie am besten ignorant sein und nicht kaputt gehen, wenn ihnen jemand eine IPv6-Adresse andrehen will
• Tests hierzu wurden u.a. von Akamai und Google durchgeführt
• Um Fehlverhalten in Browsern zu verhindern, wurde Happy Eyeballs entwickelt: https://en.wikipedia.org/wiki/Happy_Eyeballs
  • Der Browser erkennt sehr schnell ob IPv6 geht und wenn nicht geht man auf IPv4
• Um als Dienstanbieter testen zu können wie die IPv6 Konnektivität der Nutzer ist werden einige Teile nur über IPv6 bzw. IPv4 zugänglich gemacht
  • Whitelisting auf Providerebene
  • Wird jetzt nicht mehr gemacht
• Kein konkreter Austausch zwischen Diensteanbieter und ISP
• Die Topologie und das Routing bei IPv6 und IPv4 sind nicht zwingend gleich
• Am Ende ist der Weg zwischen Dienst und Nutzer, dass was am längsten bei der Umstellung braucht

Tunnel (01:15:46)

• Wenn man umbedingt IPv6 haben will aber der Provider es noch nicht anbietet oder die Hardware zu Hause es nicht kann, gibt es die Möglichkeit einen Tunnel zu verwenden
• NetCologne bietet auch einen solchen Tunnelendpunkt im Rahmen des SixXS-Projektes an (https://www.sixxs.net/main/)
• Nicht zu verwechseln mit Dual-Stack, dass Equipment weiß nichts von IPv6
• Unterschiedliche Möglichkeiten: Netz auf einen Router zuweisen lassen, IPv6 auf ein Gerät
• Neben den reinen Fakten zu IPv6 muss man als ISP auch Erfahrung im Betrieb haben und dafür eignet sich der SixXS-PoP hervorragend
• SixXS-Tunnel ist sein 2010 in Betrieb, lange bevor IPv6 für den Endkunden überhaupt in konkreter Planung war
• Das war möglich, weil der Ausbau des Backbones seit 2005 statt fand

Stufen der Umsetzung (01:24:00)

• 2005 - Zuteilung eines Netzblocks
• Ab da Umstellung des Backbones
• 2010 - SixXS PoP
• Ab 2011 begonnen Serverdienste auf IPv6-Betrieb aufzurüsten
• Ende 2011 waren alle Dienste über IPv6 erreichbar
• Mailverkehr zwischen den Servern geschieht mittlerweile zum Großteil über IPv6
• IPv6 Konnektivität bei sich selbst testen
  • Google Chrome Plugin:

Kapitel

1. Unser Gast (00:00:00)

2. DSL Zuhause (00:02:40)

3. IPv4 (00:08:50)

4. IPv6 (00:16:30)

5. IPv6 und IPv4 parallel (00:42:23)

6. Tunnel (01:15:46)

7. Stufen der Umsetzung (01:24:00)

8. Fazit & Ausblick (01:44:00)