IPv6の自動設定と近隣探索

この単元で学ぶこと

IPv6では、同じリンク上の機器を見つけたり、デフォルトルータやプレフィックスを知ったり、アドレスの重複を確認したりするために、Neighbor Discoveryを使います。

この単元では、IPv6 Neighbor Discovery、Router Solicitation、Router Advertisement、Neighbor Solicitation、Neighbor Advertisement、SLAAC、DHCPv6、Duplicate Address Detection、近隣キャッシュ、プレフィックス情報オプションを学びます。

Neighbor Discoveryとは

Neighbor Discoveryは、IPv6ノードが同じリンク上の近隣機器を見つけ、リンク層アドレスを解決し、ルータやプレフィックスを発見し、近隣への到達性を維持するための仕組みです。

IPv4でARPが担っていたアドレス解決の一部に加え、IPv6ではルータ発見、プレフィックス発見、到達性確認、重複アドレス検出などもNeighbor Discoveryが扱います。

Router SolicitationとRouter Advertisement

端末は、リンクへ接続した直後などにRouter Solicitationを送信して、ルータへRouter Advertisementを要求できます。ルータは定期的にもRouter Advertisementを送信し、端末へ自身の存在、プレフィックス、デフォルトゲートウェイ、MTUなどの情報を知らせます。

Router Advertisementに含まれるプレフィックス情報を利用して、端末はそのリンクで使うIPv6アドレスやオンリンク判定に必要な情報を得ます。

Neighbor SolicitationとNeighbor Advertisement

Neighbor Solicitationは、近隣機器のリンク層アドレスを調べる、または近隣の到達性を確認するために使うメッセージです。Neighbor Advertisementは、その応答として送信されます。

IPv6では、Neighbor SolicitationとNeighbor Advertisementを利用して、IPアドレスとリンク層アドレスの対応を近隣キャッシュに保持します。

SLAACによる自動設定

SLAACはStateless Address Autoconfigurationの略で、Router Advertisementに含まれる情報を基に、端末が自分でIPv6アドレスを構成する仕組みです。端末は、プレフィックスとインターフェース識別子を組み合わせてアドレスを作成します。

SLAACでは、アドレス以外の追加情報が必要な場合があります。DNSサーバーなどを別の仕組みで通知する構成もあるため、Router AdvertisementとDHCPv6の役割を分けて考えます。

DHCPv6の役割

DHCPv6は、IPv6アドレスやDNSサーバーなどの設定情報を端末へ配布する仕組みです。stateful DHCPv6ではアドレス自体をサーバーが割り当て、stateless DHCPv6ではアドレスはSLAACで構成し、DNSサーバーなど追加情報をDHCPv6から受け取る構成があります。

IPv6のデフォルトゲートウェイは、DHCPv6ではなくRouter Advertisementを通じて学習します。この役割の違いは設定とトラブルシュートで重要です。

Duplicate Address Detection

Duplicate Address Detectionは、端末が使おうとするIPv6アドレスがすでに同じリンク上で使われていないかを確認する仕組みです。端末はアドレスを本格的に使用する前に、Neighbor Solicitationを使って重複を確認します。

重複が検出された場合は、そのアドレスを使用せず、原因を調査します。

確認とトラブルシュート

IPv6の自動設定が期待どおりに動かない場合は、インターフェースのリンク状態、リンクローカルアドレス、Router Advertisementの送信、プレフィックス設定、DHCPv6サーバーまたはリレー、フィルタ設定を順に確認します。

Neighbor DiscoveryはICMPv6を使うため、ICMPv6を一律に遮断すると、アドレス解決や到達性確認などに影響する場合があります。

まず覚えたいポイント

Neighbor Discoveryは、IPv6で近隣機器、ルータ、プレフィックス、到達性を扱う仕組みです。SLAACはRouter Advertisementを基にアドレスを自動構成し、DHCPv6はアドレスや追加設定を配布します。デフォルトゲートウェイはRouter Advertisementから学習します。