IPアドレスの自動設定とRA

ステートレスという。DHCPが無くても、自分でIPアドレスを設定する。ただし、ネットワーク情報はルータから送られてくる。
RA（Router Advertisement）が大事なキーワードです。
具体的な動作は以下です。
①端末はRS（Router Solicitations）メッセージを送り（ff02::2）、ネットワーク情報を要求する。
②ルータはRA（Router Advertisement）を返し（ff02::1）ネットワーク情報とデフォルトゲートウェイ情報を返答する。
③端末は自分のMACアドレスから、EUI-64を利用して48ビットのMACアドレスを64ビットに変換する。
cf.ステートフル･･････DHCP

EUI-64による、IPv6アドレスの自動設定

Ciscoルータでやってみましょう。
ipv6 unicast-routing を入力し、IPv6のルーティングを有効にします。そして、IPv6アドレスを設定するインタフェースに移ります。

Router(config)#ipv6 unicast-routing
Router(config)#interface fastethernet 0/0
Router(config-if)#ipv6 enable

これで設定は終わりです。
IFにIPv6のアドレスが設定されました。
確認はsh intではなく、sh ipv6 intで見てみましょう。

Router(config)#sh ipv6 int

以下のように記載されているはずです。
link-local address is ～IPv6アドレス
これは、EUI-64による、IPv6アドレスの自動設定
です。IPアドレスの設定は、MACアドレスからルールに基づき、自動で設定されます。
ちなみに、このIFのMACアドレスも確認してみましょう。

Router(config)#sh int

ここで具体的な法則は書きませんが、このMACアドレスと、IPv6の値は何となく似ていますよね。

ARPとND

IPv4ではARPを使っていたが、IPv6では、ICMPv6のND（Neighbor Discovery）を使う。
この点を含めて、IPv6ではICMPv6の理解が重要になる。

NAT64とDNS64

■NAT64とDNS64が求められる背景
現在では、多くの場合がPv4とIPv6のデュアルスタック（大半はIPv4のみ）で運用しています。しかし、デュアルスタックではIPv4の節約にはなりません。よって、これが最適な仕組みとは言えません。
また、JPNICのサイト（https://www.nic.ad.jp/ja/newsletter/No64/0800.html）では、「Apple社ではApp Storeへ登録されるアプリの審査基準において、2016年6月1日よりIPv6アドレスのみが割り当てられるネットワークへの対応を求めています。」とあります。
つまり、端末側がIPv6アドレスだけのネットワークが増えていきます。とはいえ、サーバはIPv4の身に対応しているものも多く、IPv6だけにすると、使えないサービスが出てきて、それでは困ります。

JPNICのサイト（https://www.nic.ad.jp/ja/newsletter/No64/0800.html）では、以下の記載があります。

IPv4とIPv6の共存技術としては、通常はIPv4とIPv6を併用するデュアルスタックが用いられることが一般的ですが、NAT64/DNS64ではIPv6アドレスのみを利用したネットワークから、IPv4ネットワークのサービスに接続できることが特徴です。
そのため、デュアルスタック構成よりもIPv4アドレスの節約ができるということで、最近注目を集めている移行技術です。

■NAT64/DNS64の構成
NAT64/DNS64 を使う場合は、端末はIPv6のみです。サーバもIPv6であれば面倒な処理をする必要はもちろんありません。サーバがIPv4のみの場合に、NAT64/DNS64の仕組みが必要です。
雑ですが、図にすると以下のようになります。
nat64

図に関して、少し補足します。

・左下のPCが、IPv6専用のPCです。SV1と通信するために、DNSサーバにIPアドレスを問い合わせます。

・DNSサーバはDNS64が有効です。DNSサーバは、IPv6レコードであるAAAAレコードがあれば、それを返します。そして、IPv6で通信をします。

・ここでは、AAAAレコードが無い前提で進めます。DNSサーバでは、IPv4アドレスをRFC6052のルールに従い、IPv6アドレスに変換し、PCに回答します。

・PCはSV1に対して、IPv6アドレスで通信をします。NAT64対応のルータは、IPv6アドレスをIPv4アドレスに変換して、SV1と通信をします。

・このとき、IPv4とIPv6でアドレス変換をします。

宛先はRFC6052のルールに従います。送信元は、PCのIPv6アドレスを、ルータのIPに変換します。そうしないと、IPv4のSV1と通信できない。よって、ルータのIPv4側のIFのIPv4アドレスか、NATでプールしてあるIPv4アドレスにNATする。この変換はNATテーブルに記録する。

以下のJPNICのサイトに詳しい解説があるので、参考にしてください。

https://www.nic.ad.jp/ja/newsletter/No64/0800.html

■NAT64とDNS64の過去問
過去問（R1秋FE午後問4）の設問２をみましょう。
https://www.jitec.ipa.go.jp/1_04hanni_sukiru/mondai_kaitou_2019h31_2/2019r01a_fe_pm_qs.pdf

DNS64の機能について。
過去問からポイントを
・IPv4アドレスのIPv6アドレス表現は，当該IPv4アドレスを示す4バイトの前に，あらかじめ決められた12バイトのプレフィクスを付加したものである。

・NAT64の機能はルータが実現する

設問２　次の記述中の[　　]に入れる正しい答えを，解答群の中から選べ。ここで，a1～a3に入れる答えは，a に関する解答群の中から組合せとして正しいものを選ぶものとする。

　IPv6とIPv4とは互換性がないので，IPv6のネットワーク内の機器（以下，IPv6機器という）とIPv4のネットワーク内の機器（以下， IPv4機器という）とは直接通信することができない。IPv6機器からIPv4機器にアクセスする方法の一つに，NATの機能を拡張したNAT64と，DNSの機能を拡張したDNS64との組合せによる方法がある。この方法によるIPv6機器からIPv4機器へのアクセスの流れを次に示す。

(1)　IPv6機器は，アクセス先の機器のIPアドレスを，DNS64から入手する。
　　DNS64は[　a1　]のネットワークに置かれるDNSであり，ホスト名に対応するIPアドレスの問合せに対し，対応する[　a2　]アドレスがあればそれを返し，対応する[　a2　]アドレスがなく，[　a3　]アドレスがあればそれを[　a2　]アドレスに変換して返す。ここで，IPv4アドレスのIPv6アドレス表現は，当該IPv4アドレスを示す4バイトの前に，あらかじめ決められた12バイトのプレフィクスを付加したものである。
(2)　IPv6機器は，入手したIPアドレスに宛ててIPv6のパケットを送信する。
(3)　(2)のパケットがIPv4機器向けならば，当該パケットとその返信パケットは，NAT64の機能をもつルータ（以下，NAT64ルータという）が受信する。
(4)　NAT64ルータは，IPv6機器からIPv4機器に向けて送信されたIPv6のパケットをIPv4のパケットに，その返信パケットであるIPv4のパケットをIPv6のパケットに，それぞれ変換し，転送する。このとき，IPアドレス及びポート番号は，動的NATによる書換えの考え方を用いて変換する。NAT64ルータによるIPアドレスとポート番号の変換例を，図１に示す。

R1秋FE午後問4設問２

図1　NAT64ルータによるIPアドレスとポート番号の変換例

b～dに関する解答群
　ア　192.168.0.0　　　イ　192.168.0.1　　　　ウ　192.168.0.2
　エ　64:ff9b::　　　　　オ　64:ff9b::c0a8:1　　カ　64:ff9b::c0a8:2
　キ　fc00::　　　　　　ク　fc00::1　　　　　　ケ　fc00::2

■空欄a

a1:IPv6

a2:IPv6

a3:IPv4
よって、正解はエ

■空欄b-d

【b】の宛先IPアドレスを考える。

IPv6機器から送られた宛先IPアドレスは、64:ff9b::c0a8:2である。

しかし、このままではIPv4機器に届かない。IPv4機器のIPアドレスである192.168.0.2に変換して送信する。

解答：ウ（192.168.0.2）

ちなみに、どうやって変換するか。流れを解説する。

まず、IPv6機器は、DNS64に対しIPv4機器（例えばホスト名はpc2.ipv4.dom)のIPアドレスを問い合わせる。DNS64サーバは、問題文にあるように「【a3：IPv4】アドレスがあればそれを【a2：IPv6】アドレスに変換して返す。」
このとき、問題文にあるように、「当該IPv4アドレスを示す4バイトの前に，あらかじめ決められた12バイトのプレフィクスを付加」する。今回でいうと、192.168.0.2（16進数にするとc0a8.02）の前に「64:ff9b::」を付与していることがわかる。

【c】NAT64ルータで変換された送信元IPアドレスを考える。

cの送信元IPアドレスも、IPv4に変換しないと、IPv4機器は理解できない。

では何に変換するか。図１のNATルータの図に192.168.0.1という記載がある。

なので、NATテーブルとして以下を持っている。

【変換前（IPｖ6）】　　【変換後（IPv4）】

fc00::2　　　　　　　　　192.168.0.1

解答：イ（192.168.0.1）

Q．DNS64って、普通のDNSサーバとは別に存在する？2つがあるの？

IPv6の端末があるのであれば、IPv6対応のDNSサーバがもちろん必要。DNS64に対応させていればいい。仮にIPv4とIPv6が混在するネットワークであれば、一つのDNSサーバで共存させればいい。

【d】最後に、IPv6パケットの送信元IPアドレスを考える。

これは、IPv4機器（192.168.0.2）のIPv6アドレスである、64:ff9b::c0a8:2である。

解答：カ（64:ff9b::c0a8:2）