iijmio meeting #2 iijmioとipv6の話

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株式会社インターネットイニシアティブ

IIJmio meeting #2

IIJmioとIPv6の話

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• インターネットとは • 複数のネットワークを相互接続(interconnect)したコンピュータネットワーク

• 通信プロトコルとしてインターネットプロトコル(IP)を利用

インターネットのおさらい #1

ネットワーク #1

ネットワーク #2

ネットワーク #6

ネットワーク #4

ネットワーク #5

ネットワーク #3

インターネット

3

• 通信プロトコルとは • 通信に関する規約を定めたもの • 通信をしたい２者が同じ通信プロトコルを利用することで通信が成立する

• インターネットプロトコル(IP)とは

• ネットワークを相互接続する際の中継で使われる通信プロトコル • 全てのネットワークがIPを利用することで相互通信ができるようになる • （それぞれのネットワークの中ではどういうプロトコルを使っても構わない）

インターネットのおさらい #2

もしもし

はい。○○です。

□□ですが …

ネットワーク #1 ネットワーク #2 ルータ

中継 ルーティング

インターネット

4

• IPアドレスとは • インターネットプロトコルにおいて通信する相手を特定するための情報 • インターネット上においてIPアドレスは唯一無二でなければならない

• IPアドレスの種類は２つある

• IPv4アドレス空間は32bitで表現される。総数は約43億 • 現在のインターネットはほとんどこちらを使ったもの

• IPv6アドレス空間は128bitで表現される。総数は約340澗（かん）

インターネットのおさらい #3

ネットワーク #1 ネットワーク #2 ルータ

中継 ルーティング

192.0.2.1

2001:db8:a::1

192.0.2.254

2001:db8:b::1

インターネット

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• インターネット上において唯一無二でなければならないIPアドレス • インターネットに参加するネットワーク、接続する端末は引き続き増えて

いる • 総数が約43億のIPv4アドレスでは足らない • インターネットプロトコル(IP)を規定した時の想定を超えた勢い？

• IPv4アドレスは既に一部地域において枯渇している • IANA、APNIC、RIPEでは既に新規の割り振りはできない。 • 既に枯渇した地域では、「IPv4アドレス移転」などでやりくりをし始め

ている

• IPv4アドレス枯渇対策

• 短期的対策

• プライベートアドレス、シェアードアドレス、NAT、CIDRを活用 • 長期的対策

• IPv6アドレスへの乗り換えが必要と考える • 既存の(IPv4)インターネットに影響を与えずに(コストや品質、

セキュリティはそのままに)IPv6インターネットへの乗り換えができるかどうかが大事なポイント

IPv4アドレスの枯渇

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• IPv4インターネットと互換性がない • インターネットに接続する端末はIPv4とIPv6の２つのプロトコルを使用す

る（デュアルスタック）か、どこかでIPv4⇔IPv6プロトコル変換(アドレス変換やプロキシ)をする必要がある。

IPv6インターネットの注意点 #1

インターネット IPv4インターネット

ネットワーク #1

ネットワーク #2

ネットワーク #3

ネットワーク #1

ネットワーク #2

ネットワーク #3

IPv6インターネット

デュアルスタックの例

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• IPv4インターネットと互換性がない • インターネットに接続する端末はIPv4とIPv6の２つのプロトコルを使用す

る（デュアルスタック）か、どこかでIPv4⇔IPv6プロトコル変換(アドレス変換やプロキシ)をする必要がある。

IPv6インターネットの注意点 #2

インターネット IPv4インターネット

ネットワーク #1

ネットワーク #2

ネットワーク #3

ネットワーク #1

ネットワーク #2

ネットワーク #3

IPv6インターネット

プロトコル変換の例

変換

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• 通常、エンドユーザはIPアドレスを意識することはない • 「インターネットください」の意味をきちんと理解する • IPv4とIPv6でコストや品質、セキュリティに違いがあってはいけない

• IPv4と比較して少なくとも劣化してはいけない

• エンドユーザが知らず知らずのうちにIPv6インターネットを使い始めているのが望ましい。 • ゆるやかな移行

• 端末とネットワークの初期(出荷時)設定 • Androidは少し可能性が見えてきた(後述)

余談: IPv6インターネット(事業者側の)課題

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• IIJmio高速モバイル/DサービスはIIJがMVNO事業者として提供しているサービスの一つです。

• IIJはMNO事業者であるNTTドコモと相互接続を行っています。

IIJmio高速モバイル/Dサービスのモバイルネットワーク

インターネット

IPv4インターネット

IPv6インターネット

PGW

GGSN

SGW

SGSN RNC

eNodeB

NodeB

LTEエリア

3Gエリア

相互接続点

相互接続点

NTTドコモ設備 IIJ設備

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• (IPv4インターネット接続はもちろん可能)

3G(のみ)対応端末はIPv6インターネット接続できません

インターネット

IPv4インターネット

IPv6インターネット

PGW

GGSN

SGW

SGSN RNC

eNodeB

NodeB

LTEエリア

3Gエリア

3G端末

NTTドコモ設備 IIJ設備

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• (IPv4インターネット接続はもちろん可能) • IPv4のみ、IPv6のみ、IPv4v6デュアルスタックから選択 • 3Gエリア、LTEエリアいずれにおいてもIPv6インターネット接続が可能

• NTTドコモの3Gエリアは全国人口カバー率100%

LTE対応端末はIPv6インターネット接続できます！

インターネット

IPv4インターネット

IPv6インターネット

PGW

GGSN

SGW

SGSN RNC

eNodeB

NodeB

LTEエリア

3Gエリア

LTE端末

LTE端末

NTTドコモ設備 IIJ設備

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LTE対応端末のIPv6接続

MME eNodeB UE SGW PGW

Attach Request Attach Request

Create Session Request Create Session Request

Create Session Response

Create Session Response

Initial Context Setup Response / Attach Accept

RRC Connection Reconfiguration

RRC Connection Reconfiguration Complete

First Uplink Data

Direct Transfer

Attach Complate

Modify Bearer Request

Modify Bearer Response

First Downlink Data

• LTEの接続シーケンス(Initial Attach)

NTTドコモ設備 IIJ設備

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LTE対応端末のIPv6接続

MME eNodeB UE SGW PGW

Attach Request Attach Request

Create Session Request Create Session Request

Create Session Response

Create Session Response

Initial Context Setup Response / Attach Accept

RRC Connection Reconfiguration

RRC Connection Reconfiguration Complete

First Uplink Data

Direct Transfer

Attach Complate

Modify Bearer Request

Modify Bearer Response

First Downlink Data

• LTEの接続シーケンス(Initial Attach)

NTTドコモ設備 IIJ設備

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LTE対応端末のIPv6接続

MME eNodeB UE SGW PGW

Attach Request Attach Request

Create Session Request Create Session Request

Create Session Response

Create Session Response

Initial Context Setup Response / Attach Accept

RRC Connection Reconfiguration

RRC Connection Reconfiguration Complete

First Uplink Data

Direct Transfer

Attach Complate

Modify Bearer Request

Modify Bearer Response

First Downlink Data

• LTEの接続シーケンス(Initial Attach)

NTTドコモ設備 IIJ設備

プロトコル名称は GTPv2-C

GTP: GPRS Tunneling Protocol GPRS: General Packet Radio Service

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Create Session Request と Create Session Response

• Create Session Request

• LTE端末からのAttach Requestを元にSGWからPGWに送られる要求メッセージ

• パラメータの1つとして「PDN Type」が定義されており、「IPv4」「IPv6」「IPv4v6」のいずれかがLTE端末によって設定される

• Create Session Response

• 「Create Session Request」に対する応答メッセージ

• パラメータの1つとして「PDN Address Allocation(PAA)」が定義されており、この中に割り当てたIPアドレスの情報が含まれる

PDN Address Allocation (PAA) :

IE Type: PDN Address Allocation (PAA) (79)

IE Length: 22

000. .... = CR flag: 0

.... 0000 = Instance: 0

.... .011 = PDN Type: IPv4/IPv6 (3)

IPv6 Prefix Length: 64

PDN Address and Prefix(IPv6): 20010db82401206100000001809a4301

PDN Address and Prefix(IPv4): 192.0.2.2 (192.0.2.2)

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PDN Address Allocation #1

• PDN Type

• 「Create Session Request」の「PDN Type」に対応して設定される

• IPv4

• IPv6

• IPv4v6

PDN Address Allocation (PAA) :

IE Type: PDN Address Allocation (PAA) (79)

IE Length: 22

000. .... = CR flag: 0

.... 0000 = Instance: 0

.... .011 = PDN Type: IPv4/IPv6 (3)

IPv6 Prefix Length: 64

PDN Address and Prefix(IPv6): 20010db82401206100000001809a4301

PDN Address and Prefix(IPv4): 192.0.2.2 (192.0.2.2)

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PDN Address Allocation #2

• IPv6 Prefix Length

• 現在は64で固定

• DHCPv6-PDは現時点で利用不可

• 64はIPｖ６ネットワークにおける最小割り当て単位

• Wi-Fiルータなどルータを介して利用する場合にはRFC4389

(Neighbor Discovery Proxy)の実装が必要

PDN Address Allocation (PAA) :

IE Type: PDN Address Allocation (PAA) (79)

IE Length: 22

000. .... = CR flag: 0

.... 0000 = Instance: 0

.... .011 = PDN Type: IPv4/IPv6 (3)

IPv6 Prefix Length: 64

PDN Address and Prefix(IPv6): 20010db82401206100000001809a4301

PDN Address and Prefix(IPv4): 192.0.2.2 (192.0.2.2)

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PDN Address Allocation #3

• PDN Address and Prefix(IPv6)

• IPv6プレフィックスとインタフェース識別子の情報が含まれる

• 上位64bit 20010db824012061

• 下位64bit 00000001809a4301

• LTE端末のリンクローカルアドレスはこのインタフェース識別子を用いて生成される（ことになっている）

• IPv6プレフィックス情報は接続確立後に送られるRA(Router

Advertisement)でも通知される

PDN Address Allocation (PAA) :

IE Type: PDN Address Allocation (PAA) (79)

IE Length: 22

000. .... = CR flag: 0

.... 0000 = Instance: 0

.... .011 = PDN Type: IPv4/IPv6 (3)

IPv6 Prefix Length: 64

PDN Address and Prefix(IPv6): 20010db82401206100000001809a4301

PDN Address and Prefix(IPv4): 192.0.2.2 (192.0.2.2)

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LTE対応AndroidでIPv6を利用する #1

• [設定]-[その他…]-[モバイルネットワーク]-[アクセスポイント名]

• [アクセスポイントの編集]において[APNプロトコル]で[IPv4/v6]を指定する。

• 残念ながら、NTTドコモ発売のほとんどのLTE端末はAPNプロトコル設定ができないようになっている

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LTE対応AndroidでIPv6を利用する #2

• [設定]-[端末情報]-[端末の状態]

• IIJmioでは「Xperia Z1 f SO-02F」「Nexus 5」「Nexus 7 (2013)」で動作確認済み • https://www.iijmio.jp/guide/outline/hdd/devices.jsp?#ipv6

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LTE対応AndroidでIPv6を利用する #2

• [設定]-[端末情報]-[端末の状態]

• IIJmioでは「Xperia Z1 f SO-02F」「Nexus 5」「Nexus 7 (2013)」で動作確認済み • https://www.iijmio.jp/guide/outline/hdd/devices.jsp?#ipv6

いちいち設定をしてもらわないとIPv6が使えない

↓ いけてない

↓ 絶賛調整中

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LTE対応iPhone/iPadでIPv6を利用する #1

• 残念ながらIPv6インターネット接続は利用できません。

• 最新であるiOS7では端末側でPDN Typeを指定するインターフェイスが用意されていません。

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参考: MNOキャリアのIPv6取り組み状況

• IPv6によるインターネットの利用高度化に関する研究会（第25回）配布資料 (平成25年6月10日（月）)

• http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/policyreport

s/chousa/ipv6_internet/02kiban04_03000108.html

• NTTドコモ

• 「NTTドコモにおけるIPv6対応の取り組み」

• http://www.soumu.go.jp/main_content/000230999.pdf

• KDDI

• 「KDDIのIPv6対応について（update）」

• http://www.soumu.go.jp/main_content/000231523.pdf

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• インターネットおさらい

• IPv4インターネットとIPv6インターネット

• IPv4アドレス枯渇

• それぞれに互換性はない

• IPv4インターネットからIPv6インターネットへの緩やかな移行

• IIJmio高速モバイル/Dサービス • IPv6接続サービス対応済み

• 別途申し込み不要 • 別途料金不要

• LTE対応端末はIPv6インターネット接続可

• 3Gエリア、LTEエリアいずれにおいてもIPv6インターネット接続可

• IPv6インターネットを使うか否かは端末によって設定/選択可能

• Android端末、iOS端末ともにIPv6インターネット接続を利用できるように作

られているが、実際に利用できる端末は今のところ一部に限られる。

まとめ