Redes Avançadas - 2.IPv6

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Redes Avançadas - 2.IPv6

  1. 1. Internet Protocol - Versão 6 Prof. Mauro Tapajós
  2. 2. Por que evoluir o IP? <ul><li>Exaustão do espaço de endereçamento
  3. 3. Crescimento das redes e da Internet
  4. 4. Sucesso e grande uso do TCP/IP
  5. 5. Endereçamento de dois níveis ( network e host ) IPv4 disperdiça endereços
  6. 6. Necessidades de novos tipos de serviço de rede – novas aplicações exigem suporte adicional do protocolo </li></ul>
  7. 7. Modelo da Ampulheta No atual mundo das redes interconectadas, o IP é o elo de ligação entre aplicações e redes
  8. 8. Uma nova versão para o IP <ul><li>Em 1990 o IETF iniciou os trabalhos para se gerar uma nova versão para o protocolo IP
  9. 9. Objetivos: </li></ul><ul><ul><li>Suportar muitos hosts (endereçamento mais amplo)
  10. 10. Reduzir o tamanho das tabelas de roteamento
  11. 11. Simplificar o protocolo para tornar o processamento nos roteadores mais rápido
  12. 12. Oferecer opções de segurança
  13. 13. Oferecer melhor suporte à tipos de serviço
  14. 14. Permitir mobilidade IP
  15. 15. Facilitar futuras evoluções
  16. 16. Garantir a coexistência com a versão atual do protocolo </li></ul></ul>
  17. 17. IPv6 <ul><li>Apresentado em linhas gerais na RFC 2460
  18. 18. Compatível com todos os protocolos da suíte TCP/IP, menos com o próprio IPv4
  19. 19. Também chamado IPng ( Next Generation )
  20. 20. Existia uma versão 5 em testes com transmissão de dados de tempo real, assim esta nova versão é a de número 6
  21. 21. Oferece melhores endereçamento (128 bits), suporte a opções, segurança e definição de tipo de serviço sendo transmitido </li></ul>
  22. 22. <ul><li>Espaço de endereçamento expandido (128 bits)
  23. 23. Mecanismo de opções melhorado </li></ul><ul><ul><li>Cabeçalhos opcionais usados somente quando há necessidade
  24. 24. Esquema facilmente expansível
  25. 25. Descarrega os roteadores do processamento necessário na análise de vários campos </li></ul></ul><ul><li>Autoconfiguração dinâmica de endereços
  26. 26. Maior flexibilidade de endereçamento </li></ul><ul><ul><li>Anycast – entregue apenas a um dos componentes de um conjunto de hosts
  27. 27. Maior escalabilidade de endereços multicast </li></ul></ul><ul><li>Suporte à reserva de recursos </li></ul><ul><ul><li>Identifica pacotes de um determinado fluxo de dados </li></ul></ul>IPv6 - Características
  28. 28. Cabeçalho IPv6 <ul><li>Possui um cabeçalho fixo de 40 bytes
  29. 29. Cabeçalhos opcionais podem ser concatenados no cabeçalho fixo para agregar informações adicionais </li></ul>
  30. 30. Cabeçalho Fixo IPv6
  31. 31. Cabeçalho IPv6 <ul><li>Mais simples que o do IPv4 (menos campos e maior suporte aos campos opcionais)
  32. 32. Versão : valor fixo 6
  33. 33. Traffic Class : permite aos nós de origem ou roteadores identificarem e distinguirem as classes de prioridades do pacotes (ainda em definição)
  34. 34. Flow Label : permite a identificação de um fluxo, juntamente com os endereços de origem e destino (suporte a protocolos como RSVP)
  35. 35. Payload length : é o tamanho do pacote excluindo o cabeçalho fixo de 40 bytes </li></ul>
  36. 36. Cabeçalho IPv6 <ul><li>Next Header : identifica o próximo cabeçalho do pacote (se houver) ou o protocolo sendo encapsulado
  37. 37. Hop Limit : é o limite de saltos estipulado para o pacote não ficar vagando para sempre
  38. 38. Source Address
  39. 39. Destination address
  40. 40. Não há mais um campo de checksum do cabeçalho com a finalidade de agilizar o processamento já que camadas de enlace e transporte normalmente já fazem suas checagens </li></ul>
  41. 41. Endereços IPv6 <ul><li>Possuem 128 bits
  42. 42. Existem 3 tipos básicos de endereços: </li></ul><ul><ul><li>Unicast (única interface de rede)
  43. 43. Anycast (indica vários hosts, mas somente um deles receberá o pacote – normalmente o mais próximo)
  44. 44. Multicast (indica vários hosts, todos eles receberão o pacote) </li></ul></ul><ul><li>Uma única interface pode ter muitos endereços unicast </li></ul>
  45. 45. Endereços IPv4 em IPv6? <ul><li>Endereços iniciados em 80 bits zeros são reservados para IPv4. Os 16 bits restantes determinam características do tunelamento através das redes IPv4 </li></ul>
  46. 46. Endereços Multicast IPv6 <ul><li>Além do prefixo possuem 4 bits de flags e 4 bits de escopo (limite do grupo multicast) </li></ul>
  47. 47. Endereços Provedor <ul><li>Atribuídos por provedores de acesso Internet para seus clientes </li></ul>
  48. 48. Endereços IPv6 <ul><li>Uso local Link/Site : só fazem sentido dentro de organizações e não podem sair destas
  49. 49. A maior parte dos endereços IPv6 ainda não é usada (reservados para aplicações futuras) </li></ul>
  50. 50. Cabeçalhos de Extensão <ul><li>Os campos descartados do cabeçalho IPv4 são incorporados como cabeçalhos de extensão no IPv6
  51. 51. Estes cabeçalhos sao codificados de acordo com a necessidade e permitem aos roteadores trabalharem mais rapidamente analisando somente os cabeçalhos que lhes interessa
  52. 52. Os diversos campos de tamanho variável dos cabeçalhos são codificados segundo uma trinca TLV ( tag- etiqueta, length -comprimento, value -valor)
  53. 53. Campos variáveis tem no máximo 255 bytes
  54. 54. Cada cabeçalho de extensão deve iniciar com um campo next header para indicar o próximo cabeçalho </li></ul>
  55. 55. Cabeçalhos de Extensão Os seguintes cabeçalhos de extensão são definidos (sempre em múltiplos de 8 bytes) :
  56. 56. Cabeçalhos de Extensão
  57. 57. Estrutura do pacote IPv6 (exemplo com TCP)
  58. 58. Estrutura do pacote IPv6 (exemplo com TCP) <ul><li>Cada campo next header aponta para o próximo cabeçalho
  59. 59. Depois do último cabeçalho opcional IPv6 usado no pacote o campo apontará para o protocolo que está sendo encapsulado pelo IP </li></ul>
  60. 60. Cabeçalho de opções Salto-a-Salto (ID=0) <ul><li>Este cabeçalho deve ser analisado por todos os roteadores no caminho
  61. 61. Header extension length : indica o tamanho do cabeçalho em bytes além dos 8 obrigatórios
  62. 62. Opções existentes: </li><ul><li>Jumbo payload (indica pacotes maiores que 64 kb)
  63. 63. Router alert (indica ao roteador que ele deve analisar o conteúdo do pacote – suporte para protocolos como o RSVP) </li></ul></ul>
  64. 64. Cabeçalho de Roteamento (43) <ul><li>Lista os roteadores que devem ser visitados no percurso pela rede ( souce routing )
  65. 65. Hdr Ext Len : tamanho do cabeçalho
  66. 66. Routing type : identifica a variante de roteamento usada (atualmente = 0 rot. de origem fixo/livre)
  67. 67. Segments left : é o número de nós restando para serem visitados </li></ul><ul><li>Type-specific data : campos específicos do tipo de roteamento sendo usado </li></ul>
  68. 68. Cabeçalho de Fragmentação (44) <ul><li>Todos os roteadores e hosts baseados em IPv6 devem ser capazes de manipular pacotes de no mínimo 1280 bytes
  69. 69. A fragmentação só pode ocorrer na origem do pacote, não nos roteadores intermediários
  70. 70. Cabe à origem descobrir o menor MTU do caminho
  71. 71. Se um roteador recebe um pacote muito grande, ele é descartado e uma mensagem ICMP é enviada para a origem saber que o pacote está muito grande para aquela rede </li></ul>
  72. 72. Cabeçalho de opções de destino (60) <ul><li>Este cabeçalho carrega informação opcional que só deve ser analisada pelo nó de destino do pacote
  73. 73. O formato deste cabeçalho é semelhante ao do cabeçalho hop-by-hop
  74. 74. Pode aparecer mais de uma vez no mesmo pacote
  75. 75. Ainda não tem opções bem definidas </li></ul>
  76. 76. ICMPv6 <ul><li>As funcionalidades de ARP, IGMP e ICMP são incorporados na nova versão do ICMP: ICMPv6
  77. 77. Descrito nas RFC's 2463 e 2461
  78. 78. Identificado por um valor de 58 no campo next header
  79. 79. 2 tipos básicos de mensagens </li><ul><li>Type 0-127 – mensagens de erro
  80. 80. Type 128-255 – mensagens de informação </li></ul><li>Os campos code e body variam de acordo com a mensagem </li></ul>
  81. 81. Procedimentos ICMPv6 <ul><li>Descoberta de vizinhos ( neighbour discovery ) – permite que um nó identifique outros hosts ou roteadores nos seus links – semelhante a ARP, com processamento multicast
  82. 82. Descoberta de roteadores – cada roteador divulga sua presença através de mensagens router advertisements
  83. 83. Redirecionamento de rotas com mensagens redirect
  84. 84. Neighbor Unreachability Detection – destinos que se tornam inalcançáveis
  85. 85. Stateless address autoconfiguration
  86. 86. Multicast Listener Discovery – funções IGMP </li></ul>
  87. 87. Adaptação de Protocolos de Suporte à IPv6 <ul><li>DNS – como será mais usado, são previstas extensões para acomodar endereços IPv6
  88. 88. DHCP – apesar da possibilidade de autoconfiguração de endereços ( stateless ) ainda é oferecido a possibilidade de controle sobre os esquemas de endereçamento ( statefull ). Aspectos: </li><ul><li>Uso de um endereço temporário para se obter o definitivo
  89. 89. Multicast pode ser usado para contactar o servidor DHCP
  90. 90. Pode distribuir mais de um endereço por interface
  91. 91. Default router não é mais necessário
  92. 92. Possibilidade de reconfigurações (mensagens do servidor DHCPv6 para o cliente já em operação) </li></ul><li>Roteamento IPv6 – deve levar em conta aspectos como vários endereços numa única interface, endereços locais, fluxos, etc
  93. 93. Protocolos de Roteamento : RIPng, OSPFv3, I/IS-IS – Integrated IS-IS for IPv6, MP-BGP – Multiprotocol BGP e IDRP – Inter-Domain Routing Protocol </li></ul>
  94. 94. Mobilidade IPv6 – MIPv6 <ul><li>Mantém os papéis de home agent e tunelamento dos pacotes do home agent para o local de visita
  95. 95. Ainda é necessário se obter um endereço care-of , mas ele pode ser obtido com autoconfiguração e descoberta de vizinhos sem a necessidade de foreign agents
  96. 96. Tunelamento IPv6-IPv6 já está definido
  97. 97. Como IPv6 deve implementar mecanismos eficientes de segurança, não se deve definir mecanismos de autenticação no padrão MIPv6
  98. 98. Source Routing é usado ao invés de tunelamento (com IPv4, SR apresentava problemas) pelos hosts que estiverem se comunicando com o visitante. O próprio host divulga seu endereço care-of. </li></ul>
  99. 99. Migração IPv4 – IPv6 <ul><li>Adoção ainda lenta da nova versão na Internet
  100. 100. Estratégias propostas pelo IETF: </li><ul><li>RFC 2893 – Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers
  101. 101. RFC2185 – Routing Aspects of IPv6 Transition </li></ul><li>Também chamados de Simple Internet Transition (SIT)
  102. 102. Alternativas propostas: </li><ul><li>Implementações duais IPv4/IPv6 nos hosts e roteadores
  103. 103. Incorporação de endereços IPv4 nos endereços IPv6 e mapeamento de endereços IPv6 em endereços IPv4
  104. 104. Tunelamento IPv6 sobre IPv4 para carregar tráfego IPv6 sobre redes IP4
  105. 105. Tradução dos campos dos cabeçalhos IPv4 em campos IPv6 </li></ul></ul>

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