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Artigo ipv6

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Pequeno artigo sobre IPv6

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Artigo ipv6

  1. 1. IPv6 Clécio Oliveira Pinto Segurança e Integração em Redes de Computadores para Ambientes Corporativos – Faculdade de Tecnologia SENAC Goiás cleciooliveira at gmail com Abstract. The Internet Protocol version 6 (IPv6) is the result of over a decade discussion and debate of the Internet Engineering Task Force (IETF). This new version of the Internet Protocol (IP) was developer to solve unexpected problems of the IPv4 version. We will discuss these in article problem, the differences, advantages and disadvantages between the IPv4 and IPv6, its history, compatibility, and the reason for its developer succinctly. Resumo. O Protocolo IP versão 6 (IPv6) é resultado de mais de uma década de discussão e debate da Internet Engineering Task Force (IETF). Esta nova versão do Internet Protocol (IP) foi desenvolvido para solucionar os inesperados problemas da versão IPv4. Discutiremos neste artigo esses problema, as diferenças, vantagens e desvantagens entre o IPv4 e o IPv6, sua história, compatibilidade e a razão para o seu desenvolvimento de forma sucinta.Introdução O IP versão 4 (IPv4) não foi um fracasso, é a mais popular, com altacompatibilidade, perspicaz e robustez. Porém, o projeto inicial não previu algunspossíveis problemas que enfrentamos nos dias atuais:  O crescimento exorbitante da internet.  O esgotamento dos endereços IPv4, obrigando a utilização de Network Address Translator (NAT).  Capacidade dos equipamentos backbone em manter grande quantidade de tabelas de roteamento.  Segurança em nível de IP. Devido a essas e outras complicações a IETF desenvolveu o, IPv6 conhecidoanteriormente como IP – The Next Generation (IPng), com um novo conjunto deprotocolos e padrões que incorpora conceitos e métodos para a atualização do IPv4.
  2. 2. IPv6 – História Criado na década de 70 para substituir o NPC o IP versão 4 (IPv4) é o protocolomais popular na Internet. Os endereços do IPv4 possuem 32 bits, em torno de 4.3 bilhões de endereços.Ou seja, não existe um para cada habitante do mundo. Devido a esse tipo de problema eoutros que não foram incluídos em seu projeto como: mobilidade, segurança, qualidadede serviço, iniciou-se estudos em busca de soluções para tais problemas. O IPv6 a um pouco mais de 10 anos era discutido somente em ambienteacadêmico, porém devido a necessidade evidente de atualização do IPv4 conclusãoelaborada pelo IETF – Internet Engeeniring Task Force sobre à exaustão dos endereçosIP, um novo protocolo deveria ser desenvolvido. Vários grupos de trabalhos iniciaram suas pesquisas a fim de desenvolver umasolução para o problema levantado. No ano de 1993, o IESG – Internet EngineeringSteering Group criou uma nova versão do protocolo IP, o (IPng) IP – The NextGeneration. Com algumas alterações e protocolos adicionados deu origem ao IPv6. Essa nova versão do Protocolo foi desenvolvido para atualizar o IPv4, mas nãotornar um passo revolucionário como é o fato nos dias atuais. Novas funcionalidadesforam desenvolvidas, outras foram mantidas e até funcionalidades desnecessárias foramremovidas. A característica mais significativa foi a de espaço de endereçamento que passoude 32 para 128 bits. Enquanto o cabeçalho foi simplificado, ou seja, o novo cabeçalhoIPv6 é apenas duas vezes maior que o cabeçalho IPv4, embora os endereços IPv6 sãoquatro vezes maiores que os endereços IPv4. Os objetivos propostos pelo Protocolo IP versão 6 são:  Suporte a bilhões de hosts - através da expansão do espaço de endereçamento e uma hierarquia mais versátil;  Redução da tabela de roteamento;  Protocolo passível de expansão, através do uso de cabeçalhos de extensão;  Simplificação do cabeçalho do protocolo, diminuindo o tempo de processamento na análise dos cabeçalhos, por parte de roteadores e hosts;  Garantia de mais segurança (autenticação e privacidade) em relação à versão atual;  Criação de um campo que suporte mecanismos de controle de qualidade de serviço, gerando maior sensibilidade ao tipo de serviço, como, por exemplo, serviços de tempo real;  Permissão de multicasting, através da especificação de escopos de sessões multicasting;
  3. 3.  Melhorias no roteamento, inclusive no que tange a hosts móveis;  Permissão de máquinas wireless mudarem fisicamente de lugar sem mudança em seus endereços IP;  Habilitação de máquinas se autoconfigurarem (número IP, servidor de nome...) ao serem ligadas na rede, operação plug and play;  Um novo tipo de endereço chamado anycast, conceitualmente uma "cruz" entre unicast e multicast: esse tipo de endereço identifica um conjunto de nodos, onde um pacote enviado para um endereço anycast será entregue a um destes nodos;  Coexistência das duas versões do protocolo por um bom tempo, pois não se pode determinar uma data específica para que todas as máquinas no mundo troquem seus softwares.Cabeçalho IPv6 Para manter o mínimo de sobrecarga no cabeçalho IPv6 foi desenvolvido umnovo formato. Foram removidos campos raramente utilizados, movidos camposopcionais para o campo extensão de cabeçalho que localiza após o cabeçalho IPv6 eacrescentados campos que oferece melhor suporte para o tráfego. Os campos do cabeçalho IPv6 são:  Version – Esse campo serve para os roteadores identificar qual é o protocolo do pacote, contém 4 bits e sempre será seis para o IPv6.  Traffic Class – Serve para identificar se o dado no pacote é uma mídia (vídeo, som) ou de outro tipo, ou seja, indica o tipo de serviço. Esse campo contém 8 bits.  Flow Label – Contém 20 bits. Esse campo verifica se o pacote pertence a uma seqüência especial, requerimentos e propriedades particulares entre a origem e o remetente.  Payload Header – Com 16 bits, este campo indica o tamanho de dados do IPv6.  Next Header – Caso haja alguma extensão de cabeçalho, este campo é que permite dizer qual é um dos seis cabeçalhos. Este campo possui 8 bits.  Hop Limit – Indica a quantidade de saltos , o número máximo de links antes do pacote IPv6 ser descartado.
  4. 4. Estrutura de um pacote IPv6 Figure 1. Estrutura de um pacote IPv6Extensões do Cabeçalho As extensões do cabeçalho são de tamanhos variáveis ao contrário do cabeçalhoque tem tamanho fixo de 40 bytes. Pode conter 0 ou mais extensões de cabeçalho em umpacote IPv6. O cabeçalho IPv6 e as extensões de cabeçalho substitui as opções do IPv4. O campo Next Header do IPv6 indica a próximo extensão de cabeçalho. Aocontrário do cabeçalho IPv4 que inclui todas as opções o cabeçalho IPv6 as opções eentregas são movidas para as extensões de cabeçalho, que deve ser processado em cadaroteador (Hop-by-Hop), com isso aumenta a velocidade de processamento e melhora odesempenho de encaminhamento. Valor (em decimal) Cabeçalho 0 Hop-by-Hop Options Header 6 TCP 17 UDP 41 Encapsulated IPv6 Header 43 Routing Header 44 Fragment Header 46 Resource ReSerVation Protocol 50 Encapsulating Security Payload 51 Authentication Header 58 ICMPv6 59 No next header 60 Destination Options Header Tabela 1. Valores do campo Next Head
  5. 5. A RFC 2460 define os seguintes extensões de cabeçalhos IPv6 suportados portodos os nós IPv6:  Hop-by-Hop Options header – Especifica o parâmetro de entrega em cada nó no caminho para entrega.  Destination Options header – Especifica parâmetros que serão examinados pelo destino final.  Routing header – Especifica uma lista de destino pelo qual o pacote deverá passar até o seu destino.  Fragment header – Quando a origem necessitar enviar pacotes maiores que o tamanho máximo pertimido, este cabeçalho para gerenciar os fragmentos do datagrama, fragmentar e remontar.  Authentication header – Garantir a identidade e integridade dos dados do pacote e garantia que o pacote capturado não possa ser retransmitido para o pacote IPv6 (anti-replay Protection).  Encapsulating Security Payload header – fornece a confidencialidade e integridade dos dados.Endereçamento IPv6 A diferença mais evidente entre o IPv6 e o IPv4 é o sistema de endereçamentoque passa de 32 bits para 128 bits. Enquanto, teoricamente o número de endereços doIPv4 pode chegar a 4,294,967,296 ou 232 endereços possíveis, o IPv6 pode chegar a 2128ou 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 (3.41038) de endereçospossíveis.Tipos de Endereços IPv6 Geralmente o IPv6 define TRE tipos de endereços: Globais, Locais e LocaisÚnicos.  Endereços Globais: são equivalentes aos endereços públicos em IPv4. Geralmente começa com 2000::.
  6. 6. Figura 2. Endereço Global ilustrado  Endereços Locais: são equivalentes aos endereços APIPA (Automatic Private IP Addressing) (169.254.0.0/16) no IPv4. Geralmente começa com fe80::. Figura 3. Endereço Local ilustrado  Endereços Locais Únicos: são equivalentes aos endereços privados em IPv4. Geralmente começa com fd65::. Figura 4. Endereços Locais ÚnicosComparação IPv4 e IPv6 Atraves da tabela 2 podemos mensurar as diferenças e fazer uma comparaçãoentre o IPv4 e IPv6.
  7. 7. IPv4 IPv6 Endereços de 32 bits Endereços de 128 bits Suporte ao IPsec é opcional Suporte ao IPsec é obrigatório A fragmentação e feito por ambos A fragmentação não é feita pelos os roteadores e o encaminhamento roteadores, somente o também. encaminhamento Cabeçalho inclui um checksum. Cabeçalho não inclui um checksum. Opções de cabeçalho Todos dados opcionais são movidos para a extensão de cabeçalho Address Resolution Protocol ARP Request frames are replaced (ARP) uses broadcast ARP with multicast Neighbor Request frames to resolve an IPv4 Solicitation messages. For more address to a link layer address. information, see “Neighbor Discovery.” Internet Group Management IGMP is replaced with Multicast Protocol (IGMP) is used to manage Listener Discovery (MLD) local subnet group membership. messages. For more information, see “Multicast Listener Discovery.” Utilizar endereço de broadcast para Não há endereço de broacast. enviar o trafego para todos os nós Utiliza um escopo de link-local, em uma sub-rede endereço de multicast todos os nós são usados. Deve ser configurado manualmente Não requer configuração manual ou por DHCP ou por DHCP Endereço de host (A) Endereço de host (AAAA) Deve suportar um tamanho de 576 Deve suportar um 1280 bytes (sem bytes (fragmentado) fragmentação) Tabela 2. Diferença entre IPv4 e IPv6Compatibilidade entre IPv4 e IPv6 Desde o início de 1997 os fabricantes de softwares dos equipamentos de redescomeçaram a incluir o novo protocolo em seus equipamentos. Devido aos mecanismos e recursos para pacotes IPv4 e IPv6 redes IPv4 podetrafegar pacotes IPv6, e pacotes IPv6 pode trafegar em redes IPv6. Os protocolos IPv4 eIPv6 podem trabalhar em conjunto e são compatíveis em relação a endereçamento,roteamento e DNS. Para maiores detalhes sobre uma implementação IPv4 e IPv6, visitehttp://www.ipv6.br/IPV6/ArtigoNovaGeracaoComunicacaoParte08.
  8. 8. Protocolo ICMPv6 O IPv6 utiliza o ICMP – Internet Control Message Protocol para relatar erros depacotes que não podem ser processados, enviar informações sobre o status da rede erealizar diagnosticos. Todas as mensagens ICMPv6 possuem o mesmo formato geral, composto portipo, código, checksum e a variável do corpo.Cabeçalho ICMPv6 Figura 4. Estrutura de mensagem do ICMPv6 Os campos do cabeçalho do ICMPv6, são:  Type – Indica do tipo de mensagem ICMPv6. Campos com 8 bits.  Code – Também com 8 bits, este campo diferencia entre várias mensagens em um tipo de mensagem.  Checksum – Armazena um checksum da mensagem ICMPv6. Este campo possui 16 bits.  Message body – Contém os dados da mensagem ICMPv6 específica.Tipos de mensagens ICMPv6 O ICMPv6 é semelhante ao ICMPv4, porém o ICMPv6 apresenta mais recursosdevido a ter absorvido alguns protocolos como o ARP/RAP. Responsável por maisserviços como descoberta de vizinha e mobilidade IPv6 por exemplo, possui maismensagens.
  9. 9. As mensagens IPv6 podem ser agrupadas em classes:  Mensagens de Erro – tem um bit 0 na parte superior do campo tipo de mensagem. o Destination Ureachable – Indica falhas na entrega do pacote (endereço ou porta desconhecida) ou problemas na comunicação. o Packet too big – Indica que o tamanho do pacote é maior que a Unidade Máxima de Transmissão (MTU). o Time Exceeded – Indica que o limite o tempo de remontagem do pacote foi excedido. o Parameter problem – Indica erro em algum campo de cabeçalho IPv6.  Mensagens de Informação – tem um bit 1 na parte superior do campo tipo de mensagem. o Echo request – utilizado pelo comando ping. Enviado ao destino para solicitar de imediato uma mensagem Echo reply. o Echo reply – utilizados pelo comando ping. Enviado em resposta ao recebimento de uma mensagem Echo request.Protocolo ND – Neighbor Discover Protocol O protocolo ND que também é utilizado no IPv4 foi aprimorado e expandido noIPv6. Este protocolo tem a seguinte função:  Encontrar host e roteadores vizinhos.  Divulgar os endereços MAC dos nós da rede.  Detectar endereços duplicados.  Auto-configuração de pacotes.  Determinar prefixo da rede. Podemos observar que acima estão listadas funções dos protocolos ARP (que foiincorporado pelo ICMPv6) e DHCP. O ND utiliza o ICMP para desempenhar as funçõesde descoberta da rede. Segue abaixo, a lista das mensagens utilizadas pelo ND:  Router Advertisement – Roteadores IPv6 enviam periodicamente ou em resposta a uma Router Solicitation.
  10. 10.  Router Solicitation - Enviada pelos hosts IPV6 para descobrir roteadores presente no link;  Neighbor Solicitation - Mensagem multicast por host IPv6 para determinar o endereço MAC e a acessibilidade de um vizinho, além de detectar a existência de endereços duplicados.  Neighbor Advertisement - Enviada por host IPv6 como resposta a uma Neighbor Solicitation, utilizada também para anunciar a mudança de algum endereço MAC;  Redirect - Utilizada por roteadores IPv6 para informar ao host de origm um roteador mais indicado para se alcançar um destino.Conclusão Vimos que o protocolo IPv6 possui algumas vantagens significativas sobre o seuantecessor mais famoso, o IPv4. O novo protocolo desenvolvido possui algumas opçõesnativas que o fizeram mais robusto. Referente ao problema de esgotamento de endereços que enfrentamos nos diasatuais foi possível resolver aumentando a quantidade e organizando hierarquicamente osendereços maximizando a eficiência nas tabelas de roteamento.ReferencesKurose, James F. e Ross, Keith W. (2006), Redes de computadores e a Internet: Uma abordagem top-down, 3a. edição.Comer, Douglas S. (2001), Redes de computadores e Internet, 2a edição.Microsoft, (2011) “IPv6”, http://technet.microsoft.com/en-us/network/bb530961, Maio.IPv6.br, (2011) “IPv6”, http://www.ipv6.br, Maio.RFC 2460: “Internet Protocol Version 6”.RFC 2463: “ICMP for the Internet Protocol Version 6 (Ipv6)”.

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