Protocole ND IPv6

IPv6 présente le protocole Neighbor Discovery, comme décrit dans le document RFC 2461, Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6). Pour une présentation des principales fonctionnalités de Neighbor Discovery, reportez-vous à la section Présentation du protocole de détection de voisins IPv6 du manuel Guide d’administration système : services IP.

Cette section décrit les fonctionnalités suivantes du protocole ND :

• Messages ICMP de la détection des voisins

• Processus de configuration automatique

• Sollicitation de voisin et inaccessibilité

• Algorithme de détection d'adresse dupliquée

• Comparaison du protocole ND et du protocole ARP et autres protocoles IPv4

Messages ICMP de la détection des voisins

La détection de voisins définit cinq nouveaux messages ICMP (Internet Control Message Protocol, protocole de messages de contrôle Internet). Les messages remplissent les fonctions suivantes :

• Sollicitation de routeur : lorsqu'une interface est activée, les hôtes peuvent demander des messages de sollicitation de routeur. Les sollicitations demandent aux routeurs de générer immédiatement des publications de routeurs, plutôt qu'à la prochaine heure prévue.

• Publication de routeur : les routeurs publient leur présence, divers liens de paramètres et divers liens de paramètres Internet. Les routeurs effectuent des publications régulières ou en réponse à un message de sollicitation de routeur. Les publications de routeur contiennent des préfixes utilisés pour la détermination sur lien ou la configuration d'adresse, une valeur de limite de saut recommandée, et ainsi de suite.

• Sollicitation de voisin : les noeuds envoient des messages de sollicitation de voisins afin de déterminer l'adresse de couche liaison du voisin. Les messages de sollicitation de voisin sont également envoyés afin de vérifier qu'un voisin est toujours accessible par une adresse de couche liaison mise en cache. Les sollicitations s'utilisent également pour la détection d'adresses dupliquées.

• Publication de voisins : un noeud envoie des messages de publication de voisinage en réponse à un message de sollicitation de voisinage Le noeud peut également envoyer des publications de voisinage non sollicitées pour signaler une modification de l'adresse de couche liaison.

• Redirection : les routeurs utilisent les messages de redirection afin d'informer les hôtes de l'existence d'un meilleur saut pour une destination ou que la destination se trouve sur la même liaison.

Processus de configuration automatique

Cette section comprend une présentation des étapes typiques effectuées par une interface lors d'une configuration automatique. La configuration automatique s'effectue uniquement sur des liaisons compatibles multicast.

1. Une interface compatible multicast est activée, par exemple, lors du démarrage système d'un noeud.

2. Le noeud démarre le processus de configuration automatique en générant une adresse lien-local pour l'interface.

   L'adresse lien-local est formée à partir de l'adresse MAC (Media Access Control) de l'interface.

3. Le noeud envoie un message de sollicitation de voisin contenant l'adresse lien-local provisoire en guise de cible.

   Le message a pour objectif de vérifier que l'adresse possible n'est pas déjà utilisée par un autre noeud sur la liaison. Une fois la vérification effectuée, l'adresse lien-local peut être assignée à l'interface.

   1. Si un autre noeud utilise déjà l'adresse proposée, celui-ci renvoie une publication de voisin indiquant que l'adresse est déjà en cours d'utilisation.

   2. Si un autre noeud tente également d'utiliser la même adresse, le noeud envoie également une sollicitation de voisinage pour la cible.

      Le nombre de transmissions ou de retransmissions de sollicitation de voisins, ainsi que le temps d'attente entre sollicitations, sont spécifiques aux liaisons. Au besoin, vous pouvez définir ces paramètres.

4. Si un noeud détermine que son adresse lien-local possible n'est pas unique, la configuration automatique est interrompue. Dans ce cas, vous devrez configurer manuellement l'adresse lien-local de l'interface.

   Pour simplifier la récupération, vous pouvez fournir un autre ID d'interface qui remplace l'identifiant par défaut. Ensuite, le mécanisme de configuration automatique peut reprendre, en utilisant le nouvel ID d'interface, qui est à priori unique.

5. Lorsqu'un noeud détermine l'unicité de sa future adresse lien-local, il assigne celle-ci à l'interface.

   Le noeud dispose alors d'une connectivité de niveau IP avec les noeuds voisins. Les étapes restantes de la configuration automatique sont effectuées exclusivement par les hôtes.

Obtention d'une publication de routeur

La phase suivante de la configuration automatique consiste à obtenir une publication de routeur ou à déterminer une absence totale de routeurs. Si les routeurs sont présents, ils envoient des publications de routeur qui spécifient le type de configuration automatique que doit effectuer un hôte.

Les routers envoient des publications de routeur à intervalles réguliers. Cependant, le temps d'attente entre publications successives est en règle générale plus long que le temps d'attente possible d'un hôte effectuant la configuration automatique. Afin d'obtenir une publication dans les plus brefs délais, un hôte envoie une ou plusieurs sollicitations de routeur au groupe multicast tous routeurs.

Variables de préfixes de configuration

La publication de routeur contient également des variables de préfixe avec des informations utilisées par la configuration automatique d'adresse sans état pour la génération de préfixes. Le champ de configuration automatique d'adresse sans état dans les publications de routeur sont traitées indépendamment. Un champ d'option contenant les informations de préfixe, l'indicateur de configuration automatique d'adresse, indique si l'option s'applique également à la configuration automatique sans état. Si le champ d'option s'y applique, des champs d'option supplémentaires contiennent un préfixe de sous-réseau avec des valeurs de durée de vie. Ces valeurs indiquent la durée de validité et de préférence des adresses créées à partir du préfixe.

Dans la mesure où les routeurs génèrent régulièrement des publications de routeur, les hôtes reçoivent de nouvelles publications en continu. Les hôtes compatibles IPv6 traitent les informations contenues dans chaque publication. Les hôtes ajoutent des informations. Ils actualisent également les informations reçues dans les publications précédentes.

Unicité des adresses

Pour des raisons de sécurité, l'unicité de toutes les adresses doit être vérifiée, préalablement à leur assignation à une interface. La situation est différente pour les adresses créées par configuration automatique sans état. L'unicité d'une adresse est déterminée principalement par la partie de l'adresse formée à partir d'un ID d'interface. Par conséquent, si un noeud a déjà vérifié l'unicité d'une adresse lien-local, il est inutile de tester les adresses supplémentaires individuellement. Les adresses doivent être créées à partir du même ID d'interface. Toutes les adresses obtenues manuellement doivent par contre être testées individuellement pour leur unicité. Les administrateurs système de certains sites pensent que les bénéfices de la détection d'adresses dupliquées ne vaut pas le temps système qu'elle utilise. Pour ces sites, l'utilisation de la détection des adresses dupliquées peut être désactivée en définissant un indicateur de configuration par interface.

Pour accélérer le processus de configuration automatique, un hôte peut générer son adresse lien-local et vérifier son unicité, pendant que l'hôte attend une publication de routeur. Un routeur peut retarder une réponse à une sollicitation de routeur de quelques secondes. Par conséquent, le temps total nécessaire à la configuration automatique peut être bien plus long si les deux étapes sont effectuées en série.

Sollicitation de voisin et inaccessibilité

La détection de voisins utilise les messages de sollicitation de voisin pour déterminer si plusieurs noeuds sont assignés à la même adresse unicast. La détection d'inaccessibilité de voisin détecte la défaillance d'un voisin ou du chemin de transfert du voisin. Cette détection nécessite une confirmation de la réception des paquets par le voisin. La détection d'inaccessibilité de voisins détermine également que les paquets sont traités correctement par la couche IP du noeud.

La détection d'inaccessibilité de voisin utilise les confirmations en provenance de deux sources : les protocoles de couche supérieure et les messages de sollicitation de voisin. Lorsque c'est possible, les protocoles de couche supérieure fournissent une confirmation positive de la progression d'une connexion. Par exemple, à la réception d'accusés de réception TCP, il est confirmé que les données précédemment envoyées ont été livrées correctement.

Lorsqu'un noeud n'obtient pas de confirmation en provenance des protocoles de couche supérieure, le noeud envoie des messages de sollicitation de voisins. Ces messages sollicitent des publications de voisinage en tant que confirmation d'accessibilité à partir du prochain saut. Pour réduire le trafic réseau inutile, les messages de sonde sont envoyés uniquement au noeud envoyant des paquets activement.

Algorithme de détection d'adresse dupliquée

Pour garantir que toutes les adresses configurées sont susceptibles d'être uniques sur un lien donné, les noeuds exécutent un algorithme de détection d'adresse dupliquée sur les adresses. Les noeuds doivent exécuter l'algorithme avant d'assigner les adresses à une interface. L'algorithme de détection d'adresses dupliquées est exécuté sur toutes les adresses.

Le processus de configuration automatique décrit dans cette section s'applique uniquement aux hôtes et non aux routeurs. Dans la mesure où la configuration automatique utilise des informations publiées par les routeurs, ces derniers doivent être configurés différemment. Cependant, les routeurs génèrent des adresses lien-local à l'aide du mécanisme décrit dans ce chapitre. En outre, les routeurs doivent réussir l'algorithme de détection d'adresses dupliquées sur toutes les adresses préalablement à l'assignation d'une adresse à une interface.

Publications de proxy

Un routeur qui accepte les paquets à la place d'une adresse cible peut émettre des publications de voisin impossibles à ignorer. Le routeur peut accepter des paquets pour une adresse cible incapable de répondre aux sollicitations de voisins. L'utilisation de proxy n'est actuellement pas spécifiée. Cependant, la publication de proxy pourrait être utilisée pour la gestion de cas comme ceux de noeuds mobiles qui ont été déplacés hors liaison. Notez que l'utilisation de proxy n'est pas destinée à l'être en tant que mécanisme général de gestion des noeuds qui n'implémentent pas ce protocole.

Equilibrage de charge entrante

Les noeuds avec interfaces répliquées peuvent avoir besoin d'équilibrer la charge de la réception de paquets entrants sur plusieurs interfaces réseau situées sur la même liaison. Ces noeuds possèdent plusieurs adresses lien-local assignées à la même interface. Par exemple, un pilote de réseau unique peut représenter plusieurs cartes d'interface réseau en tant qu'interface logique unique possédant plusieurs adresses lien-local.

La gestion de l'équilibrage de charge s'effectue en autorisant les routeurs à omettre l'adresse lien-local source des paquets de publication de routeur. Par conséquent, les voisins doivent utiliser les messages de sollicitation de voisin afin de connaître les adresses lien-local des routeurs. Les messages renvoyés de publication des voisins peuvent contenir des adresses lien-local différentes, selon l'adresse qui a envoyé la demande.

Modification d'adresse lien-local

Un noeud qui sait que son adresse lien-local a été modifiée peut envoyer des paquets de publication de voisins multicast non sollicités. Le noeud peut envoyer des paquets multicast à tous les noeuds pour une mise à jour des adresses lien-local mises en cache qui ne sont plus valides. L'envoi de publications non sollicitées constitue uniquement une amélioration des performances. L'algorithme de détection d'inaccessibilité des voisins assure la fiabilité de la détection de la nouvelle adresse par le noeud, bien que le temps d'attente risque d'être légèrement plus long.

Comparaison du protocole ND et du protocole ARP et autres protocoles IPv4

La fonctionnalité du protocole ND (Neighbor Discovery, détection des voisins) IPv6 correspond à une combinaison des protocoles IPv4 : ARP (Address Resolution Protocol, protocole de résolution d'adresse), détection de routeur ICMP (Internet Control Message Protocol, protocole de messages de contrôle Internet) et redirection ICMP. IPv4 ne possède pas de protocole ou de mécanisme accepté par tous pour la détection d'inaccessibilité. Cependant, les exigences de l'hôte spécifient les algorithmes possibles pour la détection de passerelles bloquées. La détection de passerelles bloquées est un sous-ensemble des problèmes résolus par la détection d'inaccessibilité de voisins.

La liste suivante compare le protocole de détection de voisins à la suite de protocoles IPv4 associés.

• La détection de routeur fait partie du jeu de protocoles IPv6 de base. Les hôtes IPv6 n'ont pas besoin d'émettre la commande snoop aux protocoles de routage pour rechercher un routeur. IPv4 utilise le protocole ARP, la détection de routeur ICMP et la redirection ICMP pour la détection de routeur.

• Les publications de routeur IPv6 gèrent les adresses lien-local. Aucun échange de paquet supplémentaire n'est nécessaire pour la résolution de l'adresse lien-local du routeur.

• Les publications de routeur gèrent les préfixes de site pour une liaison. Aucun mécanisme séparé n'est nécessaire pour la configuration du masque de réseau, contrairement à IPv4.

• Les publications de routeur sont compatibles avec la configuration automatique d'adresse. La configuration automatique n'est pas implémentée dans IPv4.

• La détection de voisins permet aux routeurs IPv6 de publier la MTU utilisable pour les hôtes sur la liaison. Par conséquent, tous les noeuds utilisent la même valeur de MTU sur des liaisons ne disposant pas d'une MTU correctement définie. Les hôtes IPv4 sur un même réseau peuvent avoir des MTU différentes.

• Contrairement aux adresses de diffusion IPv4, la multidiffusion de résolution d'adresse IPv6 est répartie sur 4 milliards (2^32) d'adresses multicast, ce qui réduit de façon significative les interruptions relatives à la résolution d'adresses sur des noeuds autres que la cible. En outre, les ordinateurs non IPv6 ne doivent pas être éteints.

• Les redirections IPv6 contiennent l'adresse lien-local du premier nouveau saut. La résolution d'adresse séparée n'est pas nécessaire lors de la réception d'une redirection.

• Il est possible d'associer plusieurs préfixes de site au même réseau IPv6. Par défaut, les hôtes sont informés de tous les préfixes de site locaux par les publications de routeur. Cependant, les routeurs peuvent être configurés afin d'omettre certains ou tous les préfixes des publications de routeur. Dans de tels cas, les hôtes partent du principe que les destinations se trouvent sur des réseaux distants. Par conséquent, les hôtes envoient le trafic aux routeurs. Un routeur peut alors émettre des redirections le cas échéant.

• Contrairement à IPv4, le destinataire d'un message IPv6 redirigé part du principe que le nouveau saut suivant se trouve sur le réseau local. Dans IPv4, un hôte ignore les messages de redirection qui spécifient un saut suivant qui ne se trouve pas sur le réseau local, selon le masque de réseau. Le mécanisme de redirection IPv6 est similiaire à l'utilitaire XRedirect d'IPv4. Le mécanisme de redirection est utile sur des liens de non diffusion ou de médias partagés. Sur ces réseaux, les noeuds ne doivent pas effectuer de vérification sur tous les préfixes pour les destinations de liaison locale.

• La détection d'inaccessibilité de voisin IPv6 améliore la livraison de paquets en la présence de routeurs défaillants. Cette capacité améliore la livraison de paquets sur des liaisons partiellement défaillantes ou partitionnées. Cette capacité améliore également la livraison de paquet sur des noeuds qui modifient leurs adresses lien-local. Par exemple, les noeuds mobiles peuvent se déplacer hors du réseau local sans aucune perte de connectivité en raison d'anciens caches ARP. IPv4 ne possède pas de méthode correspondante de détection d'inaccessibilité de voisins.

• Contrairement au protocole ARP, la détection de voisins détecte les défaillances de demi liaison à l'aide de la détection d'inaccessibilité de voisins. La détection de voisins évite d'envoyer du trafic aux voisins en l'absence de connectivité bidirectionnelle.

• En utilisant les adresses lien-local pour identifier les routeurs de façon unique, les hôtes IPv6 peuvent conserver les associations de routeur. La capacité d'identification de routeurs est requise pour les publications de routeur et pour les messages de redirection. Les hôtes doivent conserver les associations de routeur si le site utilise de nouveaux préfixes globaux. IPv4 ne possède pas de méthode comparable d'identification des routeurs.

• Dans la mesure où les messages de détection de voisins ont une limite de saut de 255 après réception, le protocole n'est pas affecté par les attaques de mystification en provenance de noeuds hors liaison. Les noeuds IPv4 hors liaison sont eux capables d'envoyer des messages de redirection ICMP. Les noeuds IPv4 hors liaison peuvent également envoyer des messages de publication de routeur.

• En plaçant la résolution d'adresse à la couche ICMP, la détection de voisins est moins dépendante de médias que le protocole ARP. Par conséquent, les mécanismes standard d'authentification IP et de sécurité peuvent être utilisés.