Internet Engineering Task Force (IETF)                     J. Brzozowski
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Category: Informational                                  G. Van de Velde
ISSN: 2070-1721                                                    Nokia
                                                           December 2017

Unique IPv6 Prefix per Host




This document outlines an approach utilizing existing IPv6 protocols to allow hosts to be assigned a unique IPv6 prefix (instead of a unique IPv6 address from a shared IPv6 prefix). Benefits of using a unique IPv6 prefix over a unique service-provider IPv6 address include improved host isolation and enhanced subscriber management on shared network segments.


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Table of Contents


   1.  Introduction  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   2
     1.1.  Requirements Language . . . . . . . . . . . . . . . . . .   3
   2.  Motivation and Scope of Applicability . . . . . . . . . . . .   3
   3.  Design Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   4
   4.  Assignment of IPv6 Unique Prefixes  . . . . . . . . . . . . .   4
   5.  Best Practices for IPv6 Neighbor Discovery  . . . . . . . . .   6
   6.  IANA Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   8
   7.  Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   8
   8.  Normative References  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   8
   Acknowledgements  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
   Authors' Addresses  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
1. Introduction
1. はじめに

The concepts in this document were originally developed as part of a large-scale production deployment of IPv6 support for a provider-managed shared-access network service.


A shared-access network service is a service offering in which a particular Layer 2 (L2) access network (e.g., Wi-Fi) is shared and used by multiple visiting devices (i.e., subscribers). Many service providers offering shared-access network services have legal requirements, or find it good practice, to provide isolation between the connected visitor devices to control potential abuse of the shared-access network.


A network implementing a unique IPv6 prefix per host can simply ensure that devices cannot send packets to each other except through the first-hop router. This will automatically provide robust protection against attacks between devices that rely on link-local ICMPv6 packets, such as Duplicate Address Detection (DAD) reply spoofing, Neighbor Discovery (ND) cache exhaustion, malicious redirects, and rogue Router Advertisements (RAs). This form of protection is much more scalable and robust than alternative mechanisms such as DAD proxying, forced forwarding, or ND snooping.


In this document IPv6 support does not preclude support for IPv4; however, the primary objective for this work was to make it so that user equipment (UE) were capable of an IPv6-only experience from a network operator's perspective. In the context of this document, UE can be 'regular' end-user equipment as well as a server in a data center, assuming a shared network (wired or wireless) exists.


Details of IPv4 support are out of scope for this document. This document will also, in general, outline the requirements that must be satisfied by UE to allow for an IPv6-only experience.


In most current deployments, assignment of UE IPv6 addresses is commonly done using IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) [RFC4862] and/or DHCP IA_NA (Identity Association - Non-temporary Address) [RFC3315]. During the time when this approach was developed and subsequently deployed, it was observed that some operating systems did not support the use of DHCPv6 for the acquisition of IA_NA per [RFC7934]. To not exclude any known IPv6 implementations, IPv6-SLAAC-based subscriber and address management is the recommended technology to reach the highest percentage of connected IPv6 devices on a provider-managed shared-access network service. In addition, an IA_NA-only network is not recommended per Section 8 of [RFC7934]. This document will detail the mechanics involved for IPv6-SLAAC-based address and subscriber management coupled with stateless DHCPv6, where beneficial.

現在のほとんどの展開では、UE IPv6アドレスの割り当ては、一般的にIPv6ステートレスアドレス自動構成(SLAAC)[RFC4862]またはDHCP IA_NA(ID関連付け-非一時アドレス)[RFC3315]を使用して行われます。このアプローチが開発され、その後展開されたとき、一部のオペレーティングシステムは、[RFC7934]によるIA_NAの取得のためのDHCPv6の使用をサポートしていないことが確認されました。既知のIPv6実装を除外しないために、IPv6-SLAACベースのサブスクライバーおよびアドレス管理は、プロバイダーが管理する共有アクセスネットワークサービス上の接続されたIPv6デバイスの最高の割合に到達するための推奨テクノロジーです。さらに、[RFC7934]のセクション8によると、IA_NAのみのネットワークは推奨されません。このドキュメントでは、有益な場合はステートレスDHCPv6と組み合わせたIPv6-SLAACベースのアドレスおよびサブスクライバー管理に関連するメカニズムについて詳しく説明します。

This document focuses upon the process for UE to obtain a unique IPv6 prefix.


1.1. Requirements Language
1.1. 要件言語

The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "NOT RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this document are to be interpreted as described in BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] when, and only when, they appear in all capitals, as shown here.


2. Motivation and Scope of Applicability
2. 動機と適用範囲

The motivation for this work falls into the following categories:


o Give deployment advice for IPv6 that will allow a stable and secure IPv6-only experience, even if IPv4 support is present

o IPv4サポートが存在する場合でも、安定した安全なIPv6のみのエクスペリエンスを可能にするIPv6の導入アドバイスを提供します

o Ensure support for IPv6 is efficient and does not impact the performance of the underlying network and, in turn, the customer experience

o IPv6のサポートが効率的であり、基盤となるネットワークのパフォーマンス、ひいてはカスタマーエクスペリエンスに影響を与えないことを確認する

o Allow for the greatest flexibility across host implementations to allow for the widest range of addressing and configuration mechanisms to be employed. Ensure that the widest population of UE implementations can leverage the availability of IPv6

o ホストの実装全体で最大の柔軟性を実現し、幅広いアドレッシングおよび構成メカニズムを使用できるようにします。 UE実装の最も幅広い集団がIPv6の可用性を活用できるようにする

o Lay the technological foundation for future work related to the use of IPv6 over shared media, requiring optimized subscriber management

o 最適化された加入者管理を必要とする、共有メディア上でのIPv6の使用に関連する将来の作業のための技術的基盤を築く

o Ensure that two devices (subscriber/hosts), both attached to the same provider-managed shared-access network, should only be able to communicate through the provider-managed first-hop router. Often, service providers have legal requirements, or find it good practice, to provide isolation between the connected visitor devices in order to control potential abuse of the shared-access network.

o プロバイダーが管理する共有アクセスネットワークに接続されている2つのデバイス(サブスクライバー/ホスト)が、プロバイダーが管理するファーストホップルーター経由でのみ通信できることを確認します。多くの場合、サービスプロバイダーは、共有アクセスネットワークの悪用の可能性を制御するために、接続されたビジターデバイス間の分離を提供するための法的要件を持っているか、または適切な慣行を見つけています。

o Provide guidelines regarding best common practices around IPv6 ND [RFC4861] and IPv6-address-management settings between the first-hop router and directly connected hosts/subscribers.

o ファーストホップルーターと直接接続されたホスト/サブスクライバー間のIPv6 ND [RFC4861]およびIPv6-address-management設定に関するベストプラクティスに関するガイドラインを提供します。

3. Design Principles
3. 設計原則

The first-hop router discussed in this document is the L3 Edge router responsible for the communication with the devices (hosts and subscribers) directly connected to a provider-managed shared-access network; it is also responsible for transporting traffic between the directly connected devices and between directly connected devices and remote devices.


The work detailed in this document is focused on providing details regarding best common practices of the IPv6 ND and related IPv6- address-management settings between the first-hop router and directly connected hosts/subscribers. The documented best current practice helps a service provider to better manage the provider-managed shared-access network on behalf of the connected devices.

このドキュメントで詳述されている作業は、IPv6 NDのベストプラクティスと、ファーストホップルーターと直接接続されているホスト/サブスクライバーとの間の関連するIPv6-アドレス管理設定に関する詳細を提供することに焦点を当てています。文書化された現在のベストプラクティスは、サービスプロバイダーが接続デバイスに代わってプロバイダー管理の共有アクセスネットワークをより適切に管理するのに役立ちます。

This document recommends providing a unique IPv6 prefix to devices connected to the provider-managed shared-access network. Each unique IPv6 prefix can function as a control-plane anchor point to make sure that each device receives expected subscriber policy and service levels (throughput, QoS, security, parental control, subscriber-mobility management, etc.).


4. Assignment of IPv6 Unique Prefixes
4. IPv6固有のプレフィックスの割り当て

When a UE connects to the provider-managed shared-access network, it will initiate the IP configuration phase. During this phase, the UE will, from an IPv6 perspective, attempt to learn the default IPv6 gateway, the IPv6 prefix information, the DNS information [RFC8106], and the remaining information required to establish globally routable IPv6 connectivity. For that purpose, the subscriber sends an RS (Router Solicitation) message.


The first-hop router receives this subscriber RS message and starts the process of composing the response to the subscriber-originated RS message. The first-hop router will answer using a solicited RA to the subscriber.


When the first-hop router sends a solicited RA response, or periodically sends unsolicited RAs, the RA MUST be sent only to the subscriber that has been assigned the unique IPv6 prefix contained in the RA. This is achieved by sending a solicited RA response or unsolicited RAs to the all-nodes group, as detailed in Sections 6.2.4 and 6.2.6 of [RFC4861]; but, instead of using the link-layer multicast address associated with the all-nodes group, the link-layer unicast address of the subscriber that has been assigned the unique IPv6 prefix contained in the RA MUST be used as the link-layer destination [RFC6085]. Or, optionally in some cases, a solicited RA response could be sent (unicast) to the link-local address of the subscriber as detailed in Section 6.2.6 of [RFC4861]; nevertheless, unsolicited RAs are always sent to the all-nodes group.

ファーストホップルーターが要請RA応答を送信するか、定期的に非送信請求RAを送信する場合、RAは、RAに含まれる一意のIPv6プレフィックスが割り当てられている加入者にのみ送信される必要があります。これは、[RFC4861]のセクション6.2.4および6.2.6で説明されているように、要請されたRA応答または要請されていないRAをすべてのノードグループに送信することによって実現されます。ただし、全ノードグループに関連付けられたリンク層マルチキャストアドレスを使用する代わりに、RAに含まれる一意のIPv6プレフィックスが割り当てられているサブスクライバーのリンク層ユニキャストアドレスをリンク層宛先として使用する必要があります[ RFC6085]。または、オプションとして、[RFC4861]のセクション6.2.6に記載されているように、要請されたRA応答をサブスクライバーのリンクローカルアドレスに送信(ユニキャスト)することもできます。それにもかかわらず、非送信請求RAは常にすべてのノードグループに送信されます。

This solicited RA contains two important parameters for the subscriber to consume: a unique IPv6 prefix (currently a /64 prefix) and some flags. The unique IPv6 prefix can be derived from a locally managed pool or aggregate IPv6 block assigned to the first-hop router or from a centrally allocated pool. The flags indicate that the subscriber should use SLAAC and/or DHCPv6 for address assignment; it may indicate whether the autoconfigured address is on/off-link and if 'Other' information (e.g., DNS server address) needs to be requested.

この要請されたRAには、サブスクライバーが使用する2つの重要なパラメーターが含まれています。一意のIPv6プレフィックス(現在は/ 64プレフィックス)といくつかのフラグです。一意のIPv6プレフィックスは、ローカルで管理されているプールまたはファーストホップルーターに割り当てられた集約IPv6ブロック、または中央に割り当てられたプールから派生できます。フラグは、加入者がアドレス割り当てにSLAACやDHCPv6を使用する必要があることを示しています。自動構成されたアドレスがオン/オフリンクであるかどうか、および「その他」の情報(DNSサーバーのアドレスなど)を要求する必要があるかどうかを示します。

The IPv6 RA flags used for best common practice in IPv6-SLAAC-based provider-managed shared-access networks are:

IPv6-SLAACベースのプロバイダー管理の共有アクセスネットワークでのベストプラクティスに使用されるIPv6 RAフラグは次のとおりです。

o M-flag = 0 (The subscriber address is not managed through DHCPv6); this flag may be set to 1 in the future if/when DHCPv6-prefix-delegation support is desired.)

o M-flag = 0(サブスクライバーアドレスはDHCPv6で管理されません); DHCPv6-prefix-delegationサポートが必要な場合、このフラグは将来1に設定される可能性があります。

o O-flag = 1 (DHCPv6 is used to request configuration information, i.e., DNS, NTP information, not for IPv6 addressing.)

o O-flag = 1(DHCPv6は、IPv6アドレッシングではなく、構成情報、つまりDNS、NTP情報を要求するために使用されます。)

o A-flag = 1 (The subscriber can configure itself using SLAAC.)

o A-flag = 1(サブスクライバーはSLAACを使用して自身を構成できます。)

o L-flag = 0 (The prefix is not an on-link prefix, which means that the subscriber will never assume destination addresses that match the prefix are on-link and will always send packets to those addresses to the appropriate gateway according to route selection rules.)

o L-flag = 0(プレフィックスはオンリンクプレフィックスではありません。つまり、サブスクライバーは、プレフィックスと一致する宛先アドレスがオンリンクであるとは想定せず、ルート選択に従ってそれらのアドレスへのパケットを常に適切なゲートウェイに送信します。ルール)

The use of a unique IPv6 prefix per subscriber adds an additional level of protection and efficiency. The protection exists because all external communication of a connected device is directed to the first-hop router as required by [RFC4861]. Best efficiency is achieved because the recommended RA flags allow the broadest support on connected devices to receive a valid IPv6 address (i.e., privacy addresses [RFC4941] or SLAAC [RFC4862]).

サブスクライバーごとに一意のIPv6プレフィックスを使用すると、保護と効率がさらに高まります。接続されたデバイスのすべての外部通信は、[RFC4861]で要求される最初のホップのルーターに向けられるため、保護が存在します。推奨されるRAフラグにより​​、接続されたデバイスで最も幅広いサポートが有効なIPv6アドレス(つまり、プライバシーアドレス[RFC4941]またはSLAAC [RFC4862])を受信できるため、最高の効率が得られます。

The architected result of designing the RA as documented above is that each subscriber gets its own unique IPv6 prefix. Each host can consequently use SLAAC or any other method of choice to select its /128 unique address. Either stateless DHCPv6 [RFC3736] or IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration [RFC8106] can be used to get the IPv6 address of the DNS server. If the subscriber desires to send anything external, including towards other subscriber devices (assuming device-to-device communications is enabled and supported), then, due to the L-bit being unset, [RFC4861] requires that this traffic be sent to the first-hop router.

上記のようにRAを設計した結果、各サブスクライバーは固有のIPv6プレフィックスを取得します。したがって、各ホストはSLAACまたはその他の任意の方法を使用して、/ 128の一意のアドレスを選択できます。ステートレスDHCPv6 [RFC3736]またはDNS構成のIPv6ルーターアドバタイズメントオプション[RFC8106]を使用して、DNSサーバーのIPv6アドレスを取得できます。サブスクライバーが他のサブスクライバーデバイス(デバイス間の通信が有効でサポートされていると想定)への送信を含め、外部に何かを送信したい場合、Lビットが設定されていないため、[RFC4861]はこのトラフィックをファーストホップルーター。

After the subscriber received the RA and the associated flags, it will assign itself a 128-bit IPv6 address using SLAAC. Since the address is composed by the subscriber device itself, it will need to verify that the address is unique on the shared network. The subscriber will, for that purpose, perform the DAD algorithm. This will occur for each address the UE attempts to utilize on the provider-managed shared-access network.


5. Best Practices for IPv6 Neighbor Discovery
5. IPv6ネイバー探索のベストプラクティス

An operational consideration when using IPv6-address assignment with IPv6 SLAAC is that after the onboarding procedure, the subscriber will have a prefix with certain preferred and valid lifetimes. The first-hop router extends these lifetimes by sending an unsolicited RA, the applicable MaxRtrAdvInterval on the first-hop router MUST, therefore, be lower than the preferred lifetime. One consequence of this process is that the first-hop router never knows when a subscriber stops using addresses from a prefix, and additional procedures are required to help the first-hop router to gain this information. When using stateful DHCPv6 IA_NA for IPv6-subscriber-address assignment, this uncertainty on the first-hop router does not have an impact due to the stateful nature of the assignment of DHCPv6 IA_NA addresses.

IPv6 SLAACでIPv6-address割り当てを使用する場合の運用上の考慮事項は、オンボーディング手順の後で、サブスクライバーが特定の優先される有効な有効期間を持つプレフィックスを持つことです。ファーストホップルーターは、非送信請求RAを送信することでこれらのライフタイムを延長します。したがって、ファーストホップルーターの該当するMaxRtrAdvIntervalは、推奨ライフタイムよりも短くなければなりません(MUST)。このプロセスの1つの結果は、サブスクライバーがプレフィックスからのアドレスの使用を停止したことをファーストホップルーターが知ることはなく、ファーストホップルーターがこの情報を取得できるようにするには、追加の手順が必要です。 IPv6サブスクライバーアドレスの割り当てにステートフルDHCPv6 IA_NAを使用する場合、DHCPv6 IA_NAアドレスの割り当てのステートフルな性質により、ファーストホップルーターのこの不確実性は影響しません。

The following is a reference table of the key IPv6 router and neighbor discovery timers for provider-managed shared-access networks:


o Maximum IPv6 Router Advertisement Interval (MaxRtrAdvInterval) = 300 s (or when battery consumption is a concern 686 s, see note below)

o 最大IPv6ルーターアドバタイズメントインターバル(MaxRtrAdvInterval)= 300秒(またはバッテリー消費が懸念される場合は686秒、以下の注を参照)

o IPv6 Router Lifetime = 3600 s (see note below)

o IPv6ルーターの寿命= 3600秒(下記の注を参照)

o Reachable time = 30 s

o 到達可能時間= 30秒

o IPv6 Valid Lifetime = 3600 s

o IPv6の有効期間= 3600秒

o IPv6 Preferred Lifetime = 1800 s

o IPv6推奨ライフタイム= 1800秒

o Retransmit timer = 0 s

o 再送信タイマー= 0秒

Note: When servicing large numbers of battery powered devices, [RFC7772] suggests a maximum of seven RAs per hour and a 45-90 minute IPv6 Router Lifetime. To achieve a maximum of seven RAs per hour, the Minimum IPv6 Router Advertisement Interval (MinRtrAdvInterval) is the important parameter, and it MUST be greater than or equal to 514 seconds (1/7 of an hour). Further, as discussed in Section 6.2.1. of [RFC4861], MinRtrAdvInterval <=0.75 * MaxRtrAdvInterval; therefore, MaxRtrAdvInterval MUST additionally be greater than or equal to 686 seconds. As for the recommended IPv6 Router Lifetime, since this technique requires that RAs be sent using the link-layer unicast address of the subscriber, the concerns over multicast delivery discussed in [RFC7772] are already mitigated; therefore, the above suggestion of 3600 seconds (an hour) seems sufficient for this use case.

注:多数の電池式デバイスを保守する場合、[RFC7772]は1時間あたり最大7つのRAと45〜90分のIPv6ルーターライフタイムを提案しています。 1時間あたり最大7つのRAを達成するには、最小IPv6ルーターアドバタイズメントインターバル(MinRtrAdvInterval)が重要なパラメーターであり、514秒(1時間の1/7)以上である必要があります。さらに、セクション6.2.1で説明されています。 [RFC4861]、MinRtrAdvInterval <= 0.75 * MaxRtrAdvInterval;したがって、MaxRtrAdvIntervalはさらに686秒以上である必要があります。推奨されるIPv6ルーターの寿命については、この手法ではサブスクライバーのリンク層ユニキャストアドレスを使用してRAを送信する必要があるため、[RFC7772]で説明されているマルチキャスト配信に関する懸念は既に緩和されています。したがって、この使用例では、上記の3600秒(1時間)の提案で十分です。

IPv6 SLAAC requires the router to maintain neighbor state, which implies costs in terms of memory, power, message exchanges, and message processing. Stale entries can prove an unnecessary burden, especially on Wi-Fi interfaces. It is RECOMMENDED that stale neighbor state be removed quickly.

IPv6 SLAACでは、ルーターがネイバー状態を維持する必要があります。これは、メモリ、電力、メッセージ交換、およびメッセージ処理の点でコストを意味します。古くなったエントリは、特にWi-Fiインターフェースで、不必要な負担になる可能性があります。古いネイバー状態をすばやく削除することをお勧めします。

When employing stateless IPv6 address assignment, a number of widely deployed operating systems will attempt to utilize [RFC4941] temporary 'private' addresses.


Similarly, when using this technology in a data center, the UE server may need to use several addresses from the same unique IPv6 prefix, for example, because is using multiple virtual hosts, containers, etc., in the bridged-virtual switch. This can lead to the consequence that a UE has multiple /128 addresses from the same IPv6 prefix. The first-hop router MUST be able to handle the presence and use of multiple globally routable IPv6 addresses.

同様に、データセンターでこのテクノロジーを使用する場合、たとえば、ブリッジ仮想スイッチで複数の仮想ホスト、コンテナーなどを使用しているため、UEサーバーは同じ一意のIPv6プレフィックスからいくつかのアドレスを使用する必要がある場合があります。これは、UEが同じIPv6プレフィックスからの複数の/ 128アドレスを持つという結果につながる可能性があります。ファーストホップルーターは、グローバルにルーティング可能な複数のIPv6アドレスの存在と使用を処理できなければなりません(MUST)。

6. IANA Considerations
6. IANAに関する考慮事項

This document does not require any IANA actions.


7. Security Considerations
7. セキュリティに関する考慮事項

The mechanics of IPv6 privacy extensions [RFC4941] are compatible with assignment of a unique IPv6 prefix per host. However, when combining both IPv6 privacy extensions and a unique IPv6 prefix per host, a reduced privacy experience for the subscriber is introduced. This is because a prefix may be associated with a subscriber, even when the subscriber has implemented IPv6 privacy extensions [RFC4941]. If the operator assigns the same unique prefix to the same link-layer address every time a host connects, any remote party who is aware of this fact can easily track a host simply by tracking its assigned prefix. This nullifies the benefit provided by privacy addresses [RFC4941]. If a host wishes to maintain privacy on such networks, it SHOULD ensure that its link-layer address is periodically changed or randomized.


No other additional security considerations are made in this document.


8. Normative References
8. 引用文献

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[RFC8106] Jeong, J., Park, S., Beloeil, L., and S. Madanapalli, "IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration", RFC 8106, DOI 10.17487/RFC8106, March 2017, <>.

[RFC8106] Jeong、J.、Park、S.、Beloeil、L。、およびS. Madanapalli、「DNS構成のIPv6ルーターアドバタイズメントオプション」、RFC 8106、DOI 10.17487 / RFC8106、2017年3月、<https:// www / info / rfc8106>。

[RFC8174] Leiba, B., "Ambiguity of Uppercase vs Lowercase in RFC 2119 Key Words", BCP 14, RFC 8174, DOI 10.17487/RFC8174, May 2017, <>.

[RFC8174] Leiba、B。、「RFC 2119キーワードの大文字と小文字のあいまいさ」、BCP 14、RFC 8174、DOI 10.17487 / RFC8174、2017年5月、< rfc8174>。



The authors would like to explicitly thank David Farmer and Lorenzo Colitti for their extended contributions and suggested text.

著者は、David FarmerとLorenzo Colittiの貢献とテキストの提案に深く感謝します。

In addition, the authors would like to thank the following, in alphabetical order, for their contributions:


Fred Baker, Ben Campbell, Brian Carpenter, Tim Chown, Killian Desmedt, Wim Henderickx, Brad Hilgenfeld, Erik Kline, Suresh Krishnan, Warren Kumari, Thomas Lynn, Jordi Palet, Phil Sanderson, Colleen Szymanik, Jinmei Tatuya, Eric Vyncke, and Sanjay Wadhwa


Authors' Addresses


John Jason Brzozowski Comcast Cable 1701 John F. Kennedy Blvd. Philadelphia, PA United States of America



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