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DHCPv6-PD

1. 概要

1.1 プロトコルの正式名称（略称）と発案された背景

  • 正式名称: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 Prefix Delegation (DHCPv6-PD)
  • 略称: DHCPv6-PD
  • 発案された背景: IPv6ネットワークにおいて、ホームルーターなどの顧客機器 (Customer Premises Equipment, CPE) に対して、ISP (Internet Service Provider) がIPv6プレフィックスを自動的に割り当てるための仕組みとして考案されました。IPv4ではNAT (Network Address Translation) が広く利用されていましたが、IPv6ではグローバルなアドレス空間が豊富であるため、各機器にグローバルアドレスを割り当てる設計が推奨されます。DHCPv6-PDは、このIPv6ネットワークにおけるアドレス割り当てを効率的に行うために生まれました。

1.2 主な用途、目的、解決する課題

  • 主な用途: ISPが顧客のルーターにIPv6プレフィックスを自動割り当て。
  • 目的:
    • 顧客のネットワークに、グローバルにルーティング可能なIPv6アドレス空間を提供。
    • アドレス割り当て作業の自動化による、運用コストの削減。
    • アドレス空間の効率的な利用。
  • 解決する課題:
    • IPv6アドレス割り当ての手動設定による煩雑さ。
    • アドレス空間の枯渇を防ぎ、柔軟な割り当てを実現。
    • ネットワーク構成変更時のアドレス再設定作業の軽減。

1.3 OSI参照モデルでの位置づけと他のプロトコルとの関係

  • OSI参照モデルでの位置づけ: アプリケーション層（第7層）に位置するプロトコルです。ただし、UDP上で動作するため、トランスポート層（第4層）のサービスを利用します。
  • 他のプロトコルとの関係:
    • IPv6: DHCPv6-PDは、IPv6ネットワーク上で動作し、IPv6アドレスの割り当てを行います。
    • UDP: DHCPv6-PDは、メッセージの伝送にUDPを使用します。
    • DHCPv6: DHCPv6は、ホストに対するアドレスや設定情報の割り当てに使用されます。DHCPv6-PDは、ルーターなどのネットワーク機器に対するプレフィックス割り当てに特化しています。
    • ICMPv6 Router Advertisement (RA): DHCPv6-PDでプレフィックスが割り当てられたルーターは、RAメッセージを送信し、そのプレフィックスをネットワーク内のホストに通知します。

1.4 主要な特徴と利点

  • 自動設定: ネットワーク管理者の介入なしに、アドレスプレフィックスを自動的に割り当て。
  • 動的割り当て: 必要に応じてプレフィックスを割り当て/解放することで、アドレス空間を効率的に利用。
  • 柔軟性: 様々なネットワーク構成に対応可能。
  • 管理の容易性: 一元的な管理が可能になり、運用コストを削減。
  • IPv6移行の促進: IPv6環境への移行を容易にします。

1.5 一般的な使用シナリオ

  • ISPとホームルーター: ISPが家庭内のルーターにIPv6プレフィックスを割り当て、家庭内の各デバイスがグローバルIPv6アドレスを使用できるようになります。
  • 企業ネットワーク: 企業ネットワークにおいて、部門ごとにIPv6プレフィックスを割り当てる。
  • データセンター: データセンター内の仮想マシンやコンテナにIPv6プレフィックスを割り当てる。

2. プロトコルフロー

A) 基本パターン

このパターンは、DHCPv6クライアント（通常は顧客のルーター）がDHCPv6サーバー（通常はISPのルーター）からIPv6プレフィックスの委任を要求し、正常にプレフィックスが割り当てられるシナリオを示します。

sequenceDiagram
    participant DHCPv6 Client
    participant DHCPv6 Server

    DHCPv6 Client->>DHCPv6 Server: Solicit (IA_PD, Rapid Commit Option)
    activate DHCPv6 Server
    DHCPv6 Server->>DHCPv6 Client: Advertise (IA_PD, Rapid Commit Option)
    DHCPv6 Client->>DHCPv6 Server: Request (IA_PD, Requested Prefix)
    DHCPv6 Server->>DHCPv6 Client: Reply (IA_PD, Assigned Prefix, Lifetime)
    deactivate DHCPv6 Server
  • Solicit: DHCPv6クライアントが、DHCPv6サーバーを探すために送信するメッセージ。IA_PDオプションを含み、プレフィックス委任を要求することを示します。Rapid Commit Optionが含まれている場合、クライアントは2ウェイハンドシェイクを希望することを示します。
  • Advertise: DHCPv6サーバーが、Solicitメッセージに応答して送信するメッセージ。サーバーがプレフィックス委任の要求に応じることができることを示します。Rapid Commit Optionが含まれている場合、サーバーは2ウェイハンドシェイクを許可します。
  • Request: DHCPv6クライアントが、特定のプレフィックスを要求するために送信するメッセージ。IA_PDオプションを含み、委任するプレフィックスの具体的な要望を示します。
  • Reply: DHCPv6サーバーが、Requestメッセージに応答して送信するメッセージ。割り当てられたプレフィックス、有効期限などの情報が含まれます。IA_PDオプションを含み、割り当てられたプレフィックスに関する情報（プレフィックス、プレフィックスの長さ、有効期間など）を提供します。

各メッセージの目的と内容

  • Solicit:
    • 目的：DHCPv6サーバーの探索と、プレフィックス委任の要求
    • 内容：
      • メッセージタイプ：SOLICIT
      • Transaction ID：ランダムな値（クライアントが応答を関連付けるため）
      • Options：
        • IA_PD (Identity Association for Prefix Delegation)：プレフィックス委任を要求
        • Rapid Commit (オプション): 2ウェイハンドシェイクの希望を示す
  • Advertise:
    • 目的：DHCPv6サーバーが、クライアントのSolicitに応答し、プレフィックス委任を提供できることを通知
    • 内容：
      • メッセージタイプ：ADVERTISE
      • Transaction ID：Solicitメッセージと同じ値
      • Options：
        • IA_PD：利用可能なプレフィックス委任の情報
        • Rapid Commit (オプション): 2ウェイハンドシェイクの許可を示す
  • Request:
    • 目的：クライアントが、サーバーから特定のプレフィックスを要求
    • 内容：
      • メッセージタイプ：REQUEST
      • Transaction ID：ランダムな値
      • Options：
        • IA_PD：要求するプレフィックスに関する情報（プレフィックスの長さなど）
        • Client Identifier：クライアントの識別子
        • Server Identifier：応答するサーバーの識別子
  • Reply:
    • 目的：サーバーが、クライアントのRequestに応答し、割り当てられたプレフィックスの情報を提供
    • 内容：
      • メッセージタイプ：REPLY
      • Transaction ID：Requestメッセージと同じ値
      • Options：
        • IA_PD：割り当てられたプレフィックスに関する情報（プレフィックス、プレフィックスの長さ、有効期間など）
        • Server Identifier：サーバーの識別子
        • Client Identifier：クライアントの識別子

タイミング要件

  • Solicitメッセージの送信後、一定時間内にAdvertiseメッセージを受信しない場合、クライアントはSolicitメッセージを再送します。
  • Advertiseメッセージ受信後、一定時間内にRequestメッセージを送信する必要があります。
  • Requestメッセージ送信後、一定時間内にReplyメッセージを受信しない場合、クライアントはRequestメッセージを再送します。

B) エラーハンドリングパターン

タイムアウトが発生した場合や、サーバーが要求されたプレフィックスを割り当てられない場合に発生するエラー処理のパターンです。

sequenceDiagram
    participant DHCPv6 Client
    participant DHCPv6 Server

    DHCPv6 Client->>DHCPv6 Server: Request (IA_PD, Requested Prefix)
    activate DHCPv6 Server
    DHCPv6 Server->>DHCPv6 Client: Reply (IA_PD, Status Code: NoPrefixAvail)
    deactivate DHCPv6 Server
  • Reply (Error): サーバーがRequestメッセージに応答できない場合に、エラーコードを含むReplyメッセージを送信します。

タイムアウト時の動作

  • DHCPv6クライアントは、Solicit、Requestなどのメッセージを送信した後、一定時間内に応答を受信しない場合、タイムアウトと判断し、メッセージを再送します。再送回数には上限があり、上限を超えた場合はエラーとして処理されます。

再送メカニズム

  • DHCPv6クライアントは、メッセージを再送する際に、再送間隔を指数関数的に増加させる場合があります。これにより、ネットワークの混雑を緩和し、成功率を高めることができます。

エラー応答時の処理

  • DHCPv6クライアントがエラー応答を受信した場合、エラーコードを確認し、適切な処理を行います。例えば、"NoPrefixAvail"エラーを受信した場合、クライアントはプレフィックスの要求を一時的に停止したり、別のサーバーに要求を試みたりすることができます。

C) 認証・認可パターン（該当しない）

DHCPv6-PD自体には、強力な認証・認可機能は組み込まれていません。通常、ネットワーク層におけるアクセス制御リスト (ACL) や、より上位のレイヤーでの認証機構 (RADIUS, Diameterなど) と連携して、セキュリティを確保します。

D) 特殊パターン

  • Release: DHCPv6クライアントが、割り当てられたプレフィックスを解放する場合に使用します。
  • Renew: DHCPv6クライアントが、割り当てられたプレフィックスの有効期限を延長する場合に使用します。
  • Rebind: DHCPv6クライアントが、現在使用しているサーバーに到達できない場合に、別のDHCPv6サーバーを探すために使用します。
sequenceDiagram
    participant DHCPv6 Client
    participant DHCPv6 Server

    DHCPv6 Client->>DHCPv6 Server: Renew (IA_PD, Assigned Prefix)
    activate DHCPv6 Server
    DHCPv6 Server->>DHCPv6 Client: Reply (IA_PD, Assigned Prefix, New Lifetime)
    deactivate DHCPv6 Server
  • Renew:
    • 目的：割り当てられたプレフィックスの有効期限を延長する。
    • 内容：
      • メッセージタイプ：RENEW
      • Transaction ID：ランダムな値
      • Options：
        • IA_PD：更新を要求するプレフィックスに関する情報
        • Client Identifier：クライアントの識別子
        • Server Identifier：応答するサーバーの識別子
  • Reply:
    • 目的：Renewメッセージに応答し、新しい有効期限を通知する。
    • 内容：
      • メッセージタイプ：REPLY
      • Transaction ID：Renewメッセージと同じ値
      • Options：
        • IA_PD：割り当てられたプレフィックスに関する情報（プレフィックス、プレフィックスの長さ、新しい有効期間など）
        • Server Identifier：サーバーの識別子
        • Client Identifier：クライアントの識別子

初期化/終了シーケンス

  • 初期化: DHCPv6クライアントは、起動時にSolicitメッセージを送信してDHCPv6サーバーを探し、プレフィックスの割り当てを要求します。
  • 終了: DHCPv6クライアントは、シャットダウン時などにReleaseメッセージを送信して、割り当てられたプレフィックスを解放します。

キープアライブメカニズム

DHCPv6-PD自体には、明示的なキープアライブメカニズムはありません。DHCPv6クライアントは、定期的にRenewメッセージを送信して、プレフィックスの有効期限を延長することで、間接的にキープアライブの役割を果たします。

バルク転送

DHCPv6-PDは、バルクデータ転送には適していません。主に、プレフィックスの割り当てと管理のための制御メッセージの交換に使用されます。

マルチパーティ通信

DHCPv6-PDは、クライアントとサーバー間の1対1の通信を前提としています。マルチキャストアドレスを使用してSolicitメッセージを送信することはできますが、その後の通信はユニキャストで行われます。

3. メッセージフォーマット

DHCPv6メッセージは、ヘッダーとオプションで構成されています。ヘッダーはすべてのメッセージに共通ですが、オプションはメッセージタイプや目的によって異なります。

A) 制御メッセージ

  • Solicit
  • Advertise
  • Request
  • Reply
  • Release
  • Renew
  • Rebind
  • Confirm
  • Decline

B) データメッセージ

DHCPv6-PDは、データメッセージの転送には使用されません。プレフィックスの割り当てと管理が主な目的です。

C) 状態管理メッセージ

DHCPv6-PDは、状態管理メッセージとして、Renew、Rebindなどを使用します。

各メッセージタイプについて：

以下は、DHCPv6メッセージヘッダーのフィールド情報です。

フィールド名 サイズ(bit) 説明 条件
Message type 8 DHCPv6メッセージのタイプ (Solicit, Advertise, Request, Replyなど) 必須
Transaction ID 24 クライアントとサーバー間でメッセージを関連付けるためのID 必須。クライアントがSolicit/Requestメッセージを送信する際に生成し、サーバーはAdvertise/Replyメッセージで同じIDを返します。再送時には同じIDを使用します。
Options 可変 DHCPv6オプション 必須。メッセージタイプによって含まれるオプションが異なります。

オプションの例 (IA_PDオプション)

フィールド名 サイズ(bit) 説明 条件
Option Code 16 IA_PDオプションのタイプを示すコード (25) 必須
Option Length 16 オプションの長さ 必須
IAID 32 Identity Association Identifier。クライアントが割り当てるID 必須。クライアントが複数のプレフィックスを要求する場合、それぞれに異なるIAIDを割り当てます。
T1 32 Renewまでの時間 (秒) 必須。クライアントはこの時間までにRenewメッセージを送信する必要があります。
T2 32 Rebindまでの時間 (秒) 必須。クライアントはこの時間までにRebindメッセージを送信する必要があります。T1 < T2である必要があります。
IA_Prefix オプション 可変 割り当てられたプレフィックスに関する情報 必須。

IA_Prefix オプションのフィールド情報

フィールド名 サイズ(bit) 説明 条件
Option Code 16 IA_Prefixオプションのコード (26) 必須
Option Length 16 オプションの長さ 必須
Prefix Length 8 プレフィックスの長さ 必須
Prefix Value 可変 割り当てられたプレフィックス 必須
Valid Lifetime 32 プレフィックスの有効期間 必須
Preferred Lifetime 32 プレフィックスの優先期間 必須

特記事項：

  • 必須/オプションフィールドの条件: メッセージタイプによって必須フィールドとオプションフィールドが異なります。オプションフィールドは、クライアントとサーバーがサポートしている場合にのみ使用されます。
  • フィールド間の依存関係: T1はT2よりも小さくなければなりません。Valid LifetimeはPreferred Lifetimeよりも大きくするか等しい必要があります。
  • 値の制約条件: プレフィックスの長さは、IPv6アドレスの長さ（128ビット）を超えることはできません。
  • 拡張可能な部分の説明: DHCPv6オプションは、新たな機能を追加するために拡張可能です。新しいオプションは、IANA (Internet Assigned Numbers Authority) によって登録されます。

4. 状態遷移

DHCPv6クライアントの状態遷移は、RFC 3315に記述されています。ここでは、プレフィックス委任に関する主要な状態遷移について説明します。

  • INIT: 初期状態。DHCPv6クライアントは、Solicitメッセージを送信してDHCPv6サーバーを探します。
  • SELECTING: DHCPv6クライアントは、Advertiseメッセージを受信し、DHCPv6サーバーを選択します。
  • REQUESTING: DHCPv6クライアントは、Requestメッセージを送信してプレフィックスの割り当てを要求します。
  • BOUND: DHCPv6クライアントは、Replyメッセージを受信し、プレフィックスが割り当てられました。
  • RENEWING: DHCPv6クライアントは、T1時間が経過するとRenewメッセージを送信してプレフィックスの有効期限を延長します。
  • REBINDING: DHCPv6クライアントは、T2時間が経過してもRenewに失敗するとRebindメッセージを送信して別のDHCPv6サーバーを探します。
stateDiagram
    [*] --> INIT
    INIT --> SELECTING : Solicit送信
    SELECTING --> REQUESTING : Advertise受信
    REQUESTING --> BOUND : Reply受信
    REQUESTING --> INIT : Reply(エラー)受信/タイムアウト
    BOUND --> RENEWING : T1経過
    RENEWING --> BOUND : Reply受信
    RENEWING --> REBINDING : タイムアウト/エラー
    REBINDING --> BOUND : Reply受信
    REBINDING --> INIT : タイムアウト/エラー
    BOUND --> INIT : Release送信

各状態の定義

  • INIT: クライアントが起動した直後の状態。
  • SELECTING: クライアントがSolicitメッセージを送信後、Advertiseメッセージを受信するまでの状態。
  • REQUESTING: クライアントがRequestメッセージを送信後、Replyメッセージを受信するまでの状態。
  • BOUND: クライアントがプレフィックスの割り当てを受け、使用できる状態。
  • RENEWING: クライアントが、割り当てられたプレフィックスの有効期限を延長するために、Renewメッセージを送信しようとしている状態。
  • REBINDING: クライアントが、現在のDHCPv6サーバーに到達できなくなった場合に、別のDHCPv6サーバーを探そうとしている状態。

状態遷移の条件

  • Solicit送信：INIT状態からSELECTING状態への遷移条件。
  • Advertise受信：SELECTING状態からREQUESTING状態への遷移条件。
  • Reply受信：REQUESTING状態からBOUND状態への遷移条件。
  • Reply(エラー)受信/タイムアウト：REQUESTING状態からINIT状態への遷移条件。
  • T1経過：BOUND状態からRENEWING状態への遷移条件。
  • タイムアウト/エラー：RENEWING状態からREBINDING状態への遷移条件。
  • タイムアウト/エラー：REBINDING状態からINIT状態への遷移条件。
  • Release送信：BOUND状態からINIT状態への遷移条件。

各状態で許可されるメッセージ

  • INIT：Solicit
  • SELECTING：Advertise、Request (Rapid Commitが使用されている場合)
  • REQUESTING：Reply
  • BOUND：Renew、Release
  • RENEWING：Reply
  • REBINDING：Reply

タイムアウトと再試行の動作

DHCPv6クライアントは、メッセージを送信した後、一定時間内に応答を受信しない場合、タイムアウトと判断し、メッセージを再送します。再送間隔は指数関数的に増加することが推奨されています。再送回数には上限があり、上限を超えた場合はエラーとして処理されます。

5. パケットの種類と用途

DHCPv6-PDで使用されるパケットは、主にコントロールパケットです。

A) コントロールパケット

  • Solicit:
    • 種類と目的: DHCPv6サーバーの探索と、プレフィックス委任の要求。
    • 使用されるシナリオ: DHCPv6クライアントの起動時、またはリースが切れる前に、DHCPv6サーバーを探すために使用されます。
    • 特殊な処理要件: マルチキャストアドレス宛に送信されます。
  • Advertise:
    • 種類と目的: DHCPv6サーバーが、クライアントのSolicitに応答し、プレフィックス委任を提供できることを通知。
    • 使用されるシナリオ: DHCPv6サーバーが、Solicitメッセージを受信した場合に応答として送信されます。
    • 特殊な処理要件: クライアントのユニキャストアドレス宛に送信されます。
  • Request:
    • 種類と目的: クライアントが、サーバーから特定のプレフィックスを要求。
    • 使用されるシナリオ: クライアントが、Advertiseメッセージを受信した後、特定のサーバーからプレフィックスを要求するために送信されます。
    • 特殊な処理要件: サーバーのユニキャストアドレス宛に送信されます。
  • Reply:
    • 種類と目的: サーバーが、クライアントのRequestに応答し、割り当てられたプレフィックスの情報を提供。
    • 使用されるシナリオ: サーバーが、Requestメッセージを受信した場合に応答として送信されます。
    • 特殊な処理要件: クライアントのユニキャストアドレス宛に送信されます。
  • Release:
    • 種類と目的: クライアントが、割り当てられたプレフィックスを解放。
    • 使用されるシナリオ: クライアントが、プレフィックスを不要になった場合に、サーバーに通知するために送信されます。
    • 特殊な処理要件: サーバーのユニキャストアドレス宛に送信されます。
  • Renew:
    • 種類と目的: クライアントが、割り当てられたプレフィックスの有効期限を延長。
    • 使用されるシナリオ: クライアントが、プレフィックスの有効期限が切れる前に、サーバーに有効期限の延長を要求するために送信されます。
    • 特殊な処理要件: サーバーのユニキャストアドレス宛に送信されます。
  • Rebind:
    • 種類と目的: クライアントが、現在使用しているサーバーに到達できない場合に、別のDHCPv6サーバーを探す。
    • 使用されるシナリオ: クライアントが、Renewメッセージの送信に失敗した場合に、別のサーバーを探すために送信されます。
    • 特殊な処理要件: マルチキャストアドレス宛に送信されます。

B) データパケット

DHCPv6-PDは、データパケットの転送には使用されません。

C) 管理パケット

DHCPv6-PDは、管理パケットとして、Renew、Rebindなどを使用します。

エラーコード

エラーコード 説明
Success 処理は成功しました。
UnspecFail 特定できない理由でエラーが発生しました。
NoAddrsAvail 利用可能なアドレスがありません。
NoPrefixAvail 利用可能なプレフィックスがありません。
NoBinding バインディングがありません。
NotOnLink アドレスがリンク上にありません。
UseMulticast マルチキャストアドレスを使用してください。
NoIA 指定されたIAが見つかりません。
ReconfigureAccept サーバーは、再構成メッセージを受け入れることを拒否しました。
ReconfigureReject サーバーは、再構成メッセージを受け入れることを拒否しました。

6. プロトコルバリエーション

  • バージョンによる違い: DHCPv6-PDの基本的なプロトコルはRFC 3633で定義されていますが、関連するRFCによって機能拡張やセキュリティ強化が行われています。実装においては、どのRFCをサポートしているかを確認する必要があります。
  • 実装環境による違い: DHCPv6-PDは、様々なオペレーティングシステムやネットワーク機器に実装されています。実装環境によって、設定方法や動作が異なる場合があります。
  • セキュリティレベルによる違い: DHCPv6-PD自体には強力なセキュリティ機能は組み込まれていませんが、IPsecなどのセキュリティプロトコルと組み合わせて使用することで、セキュリティレベルを向上させることができます。
  • 最適化オプションによる違い: DHCPv6-PDには、Rapid Commitオプションなど、パフォーマンスを最適化するためのオプションがあります。これらのオプションを適切に設定することで、応答時間の短縮やトラフィックの削減が可能です。

7. セキュリティ考慮事項

  • 認証メカニズムの詳細: DHCPv6-PD自体には、強力な認証メカニズムは組み込まれていません。
  • 暗号化要件と推奨アルゴリズム: DHCPv6-PDメッセージの暗号化は必須ではありませんが、IPsecなどのセキュリティプロトコルと組み合わせて使用することで、盗聴や改ざんを防ぐことができます。
  • 完全性保護の方法: DHCPv6-PDメッセージの完全性を保護するために、IPsecのAuthentication Header (AH) を使用することができます。
  • 既知の攻撃手法と対策:
    • DHCPv6 Starvation Attack: DHCPv6サーバーのリソースを枯渇させる攻撃。対策として、DHCPv6サーバーにレート制限を設ける。
    • DHCPv6 Spoofing Attack: 偽のDHCPv6サーバーを構築し、クライアントに不正なプレフィックスを割り当てる攻撃。対策として、DHCPv6サーバーの認証を強化する。
  • セキュリティ監査の要件: DHCPv6サーバーのログを定期的に監査し、不正なアクセスや設定変更がないかを確認する必要があります。
  • セッション管理の方法: DHCPv6-PDは、セッションという概念を持っていません。プレフィックスのリース期間に基づいて、状態を管理します。
  • 鍵管理に関する考慮事項: IPsecを使用する場合、鍵管理が重要になります。IKE (Internet Key Exchange) などのプロトコルを使用して、安全に鍵を交換する必要があります。

8. 標準化と仕様

  • 関連するRFC番号と概要:
    • RFC 3315: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) - DHCPv6の基本仕様
    • RFC 3633: IPv6 Prefix Options for Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) version 6 - DHCPv6-PDの基本仕様
    • RFC 8415: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) - DHCPv6の最新仕様
  • 標準化団体と策定プロセス: DHCPv6-PDは、IETF (Internet Engineering Task Force) によって標準化されています。
  • 仕様書の構成と主要な章の説明:
    • Introduction: プロトコルの概要と目的
    • Terminology: 用語の定義
    • DHCPv6 Messages: DHCPv6メッセージのフォーマットと意味
    • DHCPv6 Options: DHCPv6オプションのフォーマットと意味
    • Client Behavior: DHCPv6クライアントの動作
    • Server Behavior: DHCPv6サーバーの動作
    • Security Considerations: セキュリティに関する考慮事項
  • バージョン間の主な違い: DHCPv6の最新仕様であるRFC 8415では、RFC 3315で定義されたプロトコルからの変更点や機能拡張が記載されています。
  • 将来の拡張性に関する規定: DHCPv6オプションは、新たな機能を追加するために拡張可能です。新しいオプションは、IANA (Internet Assigned Numbers Authority) によって登録されます。
  • 準拠性要件: DHCPv6-PDを実装する場合、関連するRFCに準拠する必要があります。

9. 実装時の注意点

  • 一般的な実装パターン: DHCPv6クライアントは、ステートマシンとして実装されることが一般的です。DHCPv6サーバーは、データベースを使用して、割り当てられたプレフィックスやリース情報を管理します。
  • スケーラビリティに関する考慮事項: DHCPv6サーバーは、多数のクライアントからの要求を処理できるように、スケーラビリティを考慮して設計する必要があります。
  • パフォーマンスチューニングのポイント: DHCPv6サーバーのパフォーマンスを向上させるために、データベースの最適化や、メッセージ処理の並列化などの手法を使用することができます。
  • デバッグとトラブルシューティング方法: DHCPv6クライアントとサーバーの間のメッセージ交換をキャプチャし、Wiresharkなどのツールで分析することで、問題を特定することができます。
  • テスト時の検証項目: DHCPv6クライアントとサーバーが、RFCに準拠しているか、正常にプレフィックスを割り当て/解放できるか、エラー処理が適切に行われるかなどを検証する必要があります。
  • 他システムとの統合時の注意点: DHCPv6-PDは、DNSサーバーやルーティングプロトコルなど、他のネットワークシステムと連携して動作することが一般的です。これらのシステムとの連携が正しく行われるように、設定や動作を確認する必要があります。
  • 運用監視の推奨事項: DHCPv6サーバーのCPU使用率、メモリ使用量、ディスク容量などを定期的に監視し、異常がないかを確認する必要があります。

10. 具体的な実装例

パケットダンプ例 (Solicit):

Frame 1: 74 bytes on wire (592 bits), 74 bytes captured (592 bits)
Ethernet II, Src: 00:0c:29:7a:00:01 (00:0c:29:7a:00:01), Dst: 33:33:00:01:00:02 (33:33:00:01:00:02)
Internet Protocol Version 6, Src: fe80::20c:29ff:fe7a:1, Dst: ff02::1:2
User Datagram Protocol, Src Port: 546, Dst Port: 547
DHCPv6
    Message type: Solicit (1)
    Transaction ID: 0x6a5b3c
    Option: Client Identifier
        Option: Client Identifier (1)
        Length: 14
        DUID: LLT
            Link-layer address + time
            Hardware type: Ethernet (1)
            Time: Jan  1, 1970 00:00:00 UTC
            Link-layer address: 00:0c:29:7a:00:01
    Option: IA for Prefix Delegation
        Option: IA for Prefix Delegation (25)
        Length: 12
        IAID: 0x00000001
        T1: 0
        T2: 0
    Option: Rapid Commit
        Option: Rapid Commit (14)
        Length: 0
    Option: End of Options
        Option: End of Options (255)
        Length: 0

Wiresharkキャプチャ例:

Wiresharkで"dhcpv6"フィルタを使用すると、DHCPv6関連のパケットをキャプチャできます。キャプチャされたパケットを選択すると、詳細な情報を確認できます。

11. 補足情報

  • 一般的なユースケース: IPv6ネットワークにおけるホームルーターへのプレフィックス割り当て
  • 実装例や参考コード: ISC DHCP、Kea DHCPなど
  • 関連ツールやライブラリ: Wireshark (パケットキャプチャ)、ISC DHCP (DHCPv6サーバー/クライアント)
  • トラブルシューティングガイド: DHCPv6サーバーのログを確認する、パケットキャプチャでメッセージ交換を分析する。
  • 用語集:
    • IA_PD: Identity Association for Prefix Delegation
    • IAID: Identity Association Identifier
    • T1: Renewまでの時間
    • T2: Rebindまでの時間
  • 参考文献:
    • RFC 3315: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)
    • RFC 3633: IPv6 Prefix Options for Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) version 6
    • RFC 8415: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)