Naveguemos por Internet con IPv6

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Naveguemos por Internet con IPv6

  1. 1. Naveguemos por Internet con IPv6 Ing. Wilfredo J. Torres Moya witorres@ucab.edu.ve Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) Caracas - Venezuela
  2. 2. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Agenda • Introducción • Historia y protagonistas • El nuevo Protocolo • DNS para IPv6 • Mecanismos de Transición • Nuevos modelos y aplicaciones ▫ Internet of Things (IoT) ▫ Smart Cities • Enlaces de Interés • Cierre y Preguntas
  3. 3. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Introducción ¿Por qué un nuevo protocolo?  Agotamiento de direcciones IPv4:  Contadores: http://www.ipv6forum.org …Datos de finales de 2011
  4. 4. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Introducción ¿Por qué un nuevo protocolo?  Agotamiento de direcciones IPv4:  Contadores: http://www.ipv6forum.org …Datos al 08 de mayo 2014
  5. 5. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Introducción ¿Por qué un nuevo protocolo? ¡¡¡Es inevitable!!!
  6. 6. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Introducción ¿Por qué un nuevo protocolo? Razones adicionales al agotamiento de direcciones  Limitaciones del NAT  Problemas con trabajo extremo a extremo  Afecta protocolos y aplicaciones  Falsa sensación de seguridad Para proveedores de servicios:  Necesidad de direccionamiento a nuevos clientes  Nuevos servicios, innovación en aplicaciones y modelos de negocio: Internet of Things, Smarts Cities, 6LoPAN (Redes Inalámbricas de Sensores) ¡Continuidad, estabilidad y evolución de Internet!
  7. 7. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Introducción ¿Por qué un nuevo protocolo? IPv6 viene con otras novedades... y ventajas:  Autoconfiguración  Interfaces serán capaces de asignarse automáticamente las direcciones => Reducción de costos administrativos  Simplificación del formato del paquete  Mejora el desempeño en el re-envío de paquetes  Soporte nativo de funciones avanzadas  Seguridad  Calidad de Servicio (QoS)  Movilidad
  8. 8. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Historia y Protagonistas http://www.iana.org Autoridad Internacional que regula y establece todo lo relacionado al uso de las direcciones IPv4/IPv6, los servicios y protocolos y la asignación de puertos/servicios. Delegaciones Regionales de la IANA: RIR: Regional Internet Registry‫‏‬ http://www.ietf.org The Internet Engineering Task Force Ente rector de Internet y sus aspectos técnicos y de ingeniería: Protocolos, documentos RFCs, etc. Su misión: hacer que Internet cada vez trabaje mejor desde un punto de vista de Ingeniería
  9. 9. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Historia y Protagonistas • 1980: DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency): RFC 791: Internet Protocol (IPv4) • 1992: La IETF hace un llamado a publicaciones para trabajar el tema del inminente agotamiento de las direcciones IPv4 • 1993: RFC 1519: Classless Inter-Domain Routing (CIDR): an Address Assignment and Aggregation Strategy. • 1993: Grupo de trabajo ad-hoc para el diseño de lo que llamarían IPng: IP Next Generation. Conformado por ingenieros de empresas como: Microsoft, AT&T, Digital Equipment Corporation, Xerox, Cisco, Boeing, NTT, Novell e institutos como el CERN, MIT • 1994: La IETF adopta el modelo de IPng
  10. 10. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Historia y Protagonistas • 1996: Se libera el primer RFC de IPv6: RFC 1883 • 1998: RFC 2460: Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specifications. • 1999: RFC IP Network Address Translator (NAT) Terminology and Considerations • 2012: Comienzan a agotarse los bloques de direcciones IPv4 asignados a RIRs en Asia y Europa
  11. 11. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo Capa Física Capa Aplicación Capa Presentación Capa Sesión Capa Transporte Capa de Red Capa de Enlace Modelo de Referencia OSI • Protocolo de nivel de Red ▫ Transmisión de paquetes nodo a nodo a través de diferentes enlaces intermedios • No orientado a conexión (no hay Circuitos Virtuales) • No fiable (no hay ACKs) …Hasta ahora nada nuevo…!
  12. 12. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Header IPv6
  13. 13. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Header IPv6 vs IPv4 Version Source Address (32 bits) bits 4 14 Total Length 32 Identification 16 D F Type of Service Fragment Offset Hasta 60 bytes Header Length (2) 8 M F (1) 19 Time To Live Protocol Header Checksum Destination Address (32 bits) Options (hasta 40 bytes) Campos eliminados en IPv6 Campos modificados en IPv6
  14. 14. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Header IPv6 vs IPv4 • Header simplificado, en comparación con IPv4... Version Header Length Type of Service Length Identification Flags Time To Live Protocol Source Address (32 bits)‫‏‬ Destination Address (32 bits)‫‏‬ Class of Service Flow Label Next Header Payload Length Source Address (128 bits)‫‏‬ Destination Address (128 bits)‫‏‬ Fragment Offset Header Checksum Version IPv4 IPv6 Hop Limit 32 bits 20 bytes 40 bytes (Fijos) Options (until 40 bytes)
  15. 15. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Headers de extensión • El header básico se simplifica para facilitar el procesamiento • Información adicional se transporta mediante los headers de extensión ▫ Opciones Hop-by-hop ▫ Enrutamiento ▫ Fragmentación ▫ Opciones de destino ▫ Header de Autenticación (AH)‫‏‬ ▫ Encrypted Security Payload (ESP) • El campo Next Header indica qué tipo de‫‏‬header‫“‏‬sigue”‫‏‬al‫‏‬header‫‏‬en‫‏‬ cuestión ▫ Ejemplos: Header de Fragmentación, Seguridad (AH o ESP), TCP, ICMP, etc. Basic Header Next Hdr Next Hdr Next Hdr Extension Header Payload Extension Header Length Length
  16. 16. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Direcciones IPv6 vs IPv4 Propiedad Dirección IPv4 Dirección IPv6 Cantidad de bits 32 128 (Factor de incremento: 2^96) Tamaño espacio de direcciones 3.758.096.384 unicast 268.435.456 multicast 268.435.456 Experimentales (clase E) 42+ undecillones asignables 297+ undecillones reservadas por la IANA Tamaño de red predominante /24 (2^8 - 2 direcciones de hosts) /64 (2^64 direcciones de host) Notación Octetos en punto-decimal (192.0.2.239) Bloques de 4 hexadecimales separados por dos puntos (2001:db8:1234:9fef::1) Abreviación Suprimir ceros a la izquierda en cada octeto > Suprimir ceros a la izquierda en cada bloque > Reemplazar el grupo más largo de ceros seguidos por ::
  17. 17. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Direcciones IPv6 • Espacio de 2128 direcciones • 264 nodos por subred • Subredes de tamaño fijo -> Eficiencia en enrutamiento Interface ID (64 bits)Network ID (64 bits) 128 bits
  18. 18. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Direcciones IPv6  X:X:X:X:X:X:X:X donde X = 0000 ... FFFF (hexadecimal) 8 Bloques de 4 hexadecimales: 8 x 4 bloques x 4 bits / bloque = 128 bits  Ejemplo: 2001:0DB8:0000:0000:0008:8000:0000:417A  2001:DB8:0:0:8:8000:0:417A  2001:DB8::8:8000:0:417A  2001:DB8:0:0:8:8000::417A  2001:db8::8:8000:417A
  19. 19. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Tipos de direcciones IPv6 Tipo de Dirección Bits de Prefijo Prefijo Link-Local 1111 1110 10 FE80::/10 Unspecified 0000‫‏821(‏0‏…‏‬bits) ::/128 Loopback 0000‫‏821(‏10‏…‏‬bits) ::1/128 Multicast 1111 1111 FF00::/8 IPv4-Mapped 000‫‏69(‏11111111111110‏…‏‬bits) ::FFFF/96 IPv4-Compatible 000‫‏69(‏00000000000000‏…‏‬bits) ::/96 ULA 1111 110 FC00::/7 Global Unicast 001 2000::/3 Anycast
  20. 20. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Tipos de direcciones IPv6 Rango de direcciones IPv6 “Globales” (2000::/3) Desde: 2000::1 Hasta: 3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF ¡¡2125 direcciones globales disponibles!!
  21. 21. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Esquema de producción de direcciones IANA RIR RIR NIR ISP/LIR EU ISP/LIR EU EU (ISP) ARIN, APNIC, RIPECC AFRINIC, LACNIC… National Internet Registry (APNIC) End User Internet Service Provider / Local Internet Registry
  22. 22. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • Esquema de producción de direcciones • LIR e ISP: bloques /32 del RIR correspondiente ▫ Prefijos en producción hoy día: 2001, 2002, ..., etc. ▫ Se pueden solicitar bloques más grandes, previa justificación • Redes internas a la LIR y empresas: bloques /48 • Desde /48 a /128 son asignadas a usuarios finales ▫ RFC 3177 ▫ /48 caso común. /47 si se justifica adecuadamente ▫ /64 si una y sólo una red se requiere Interface IDSubnet IDGlobal Routing Prefix001 64 bits16 bits3 bits 45 bits
  23. 23. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • ICMPv6 (Internet Control Message Protocol) ¡…En IPv6 desaparece el concepto de BROADCAST…!
  24. 24. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 El nuevo protocolo • IPv6 MTU & Path MTU Discovery (PMTUD) MTU 1500 MTU 1480 MTU 1280 1500 byte packet Packet too big – MTU = 1480 1480 byte packet ICMPv6 Packet too big – MTU = 1280 1280 byte packet Entrega exitosa del paquete
  25. 25. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 DNS en IPv6  DNS traduce nombres de dominio completos como:  ipv6.google.com En una dirección IP como:  2607:f8b0:4002:c06::8a  Los servidores DNS mantienen registros que asocian los nombres con las direcciones IP numéricas  Las aplicaciones usan clientes DNS (resolver) para acceder a los registros (p.ej. nslookup)  Cada entrada DNS contiene mútiples tipos de Registros de Recursos (RR) e información asociada  No se requiere modificación del protocolo para soportar direcciones IPv6 en el sistema DNS, sólo los nuevos RR  El software más nuevo de DNS soporta acceso tanto de IPv4 como de IPv6
  26. 26. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 DNS en IPv6 • RR: ▫ A records para direcciones IPv4 ▫ AAAA record direcciones IPv6 ▫ A6 no se ha utilizado más = fue una alternativa para records de direcciones IPv6 • Ejemplo de configuración de servidor DNS Bind9 (Linux)
  27. 27. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición Transición de IPv4 a IPv6 • El problema: ▫ La transición de IPv4 a IPv6 es gradual ▫ Dispositivos IPv6 necesitan comunicarse con IPv4 ▫ IPv6 necesita comunicarse sobre enlaces IPv4 • Las soluciones: ▫ Dual Stack (IPv4 e IPv6 en el mismo nodo) ▫ Traducción de Protocolos y Aplicaciones ▫ Túneles • RFC 4213: Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers
  28. 28. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Dual Stack • Routers y terminales Dual Stack: poseen tanto el stack IPv4 como el stack IPv6 • La capa de aplicación realmente no necesita saber cuál es el protocolo de red subyacente, en general • Posibilidad de comunicarse tanto con IPv4 como con IPv6 Ethernet IPv6 (type 0x86DD)‫‏‬IPv4 (type 0x0800)‫‏‬ TCP,UDP Aplicación
  29. 29. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Traducción Host IPv6 Host IPv4 IPv4 Internet Router NAT-PT IPv6 IPv4 • NAT-PT: Network Address Translation – Protocol Translation • ALG: Application Layer Gateway ALG
  30. 30. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Túneles • Túneles – Encapsulado de IPv6 sobre IPv4 • RFC 4213: Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers ▫ Configuración manual: Point-to-Point , RFC 4213 ▫ Configuración automática: 6to4,Teredo, direcciones ISATAP • Permiten que hosts o redes IPv6 se comuniquen a través de IPv4 • 6bone – Red IPv6 experimental conectada por un Tunnel-Broker que provee enlaces temporales ▫ Proyecto cerrado en junio de 2006: Ahora freenet6 (Broker gogo6) 3ffe:0db8::1/64 3ffe:0db8::2/64 200.2.11.133 184.105.253.14 IPv6 en IPv4 IPv4
  31. 31. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Túneles • El paquete IPv6 es encapsulado en un paquete IPv4 IPv4 header IPv4 payload IPv6 header IPv6 payload Campo Protocol = 41
  32. 32. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Túneles • Los dispositivos de borde en los túneles (routers, servidores) deben ser dual stack • Los firewalls deben permitir el paso con paquetes IPv4 Protocolo 41 Túnel IPv6 in IPv4 Red IPv4 Red IPv6 Router Dual stackHost IPv4-only Hosts IPv6-only ::192.168.1.1
  33. 33. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Túneles Configuración de túnel: 6to4 • RFC 3056: Connection of IPv6 domains via IPv4 clouds‫‏‬ • Soportado por la implementación de Microsoft con el Microsoft provided 6to4 endpoint. • Prefijo reservado (IANA): 2002::/16 • Uniendo el prefijo 6to4 2002::/16 y la dirección IPv4 de la interfaz, queda un bloque de la forma 2002:v4addr::/48 ▫ Ejemplo: 192.1.2.3 = c001:0203 Resulta con el prefijo 6to4: 2002:c001:203::/48 • Routers Relés 6to4 tal como aquellos provistos por Microsoft posibilitan capacidad de tránsito entre dominios 6to4 y la Internet IPv6 nativa • Alternativa: 6RD (Rapid Deployment). Generalización del prefijo
  34. 34. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Mecanismos de Transición: Tunnel Brokers • Tunnel Broker: Servicio que provee un túnel de red, para proveer conectividad encapsulada sobre una infraestructura existente • Los Tunnel Brokers para IPv6: Ofrecen los llamados túneles protocolo 41 o mejor conocidos como proto-41 tunnels • Los túneles proto-41 no trabajan cuando hay NAT • Si las direcciones IP de alguno de los extremos del túnel varían, se deben reconfigurar los túneles. Sin embargo, se pueden usar protocolos de túneles automáticos como Tunnel Setup Protocol (TSP) o Heartbeat
  35. 35. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Ejemplo: Configuración hacia IPv6 via HE Red IPv6-Only (Internet) Red IPv4-Only (Internet) Red IPv6-Only (Local) 2001:470:1f11:2a0::/64 Linux Debian 7.0.4 DHCPv6 IPv6 host Hurricane Electric (HE) Servidor (Chicago) 200.2.11.133 184.105.253.14 2001:470:1f10:2a0::2/64 2001:470:1f10:2a0::1/64 Tunel IPv6 sobre IPv4 ipv6.google.com 2607:f8b0:4002:c07::8a V6.gogo6.com 2001:5c0:1000:10::2 Facebook.com 2a03:2880:f000:801:face:b00c:0:1 http://he.net
  36. 36. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Nuevos modelos y aplicaciones Internet of Things (IoT)
  37. 37. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Nuevos modelos y aplicaciones Smart Cities
  38. 38. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Nuevos modelos y aplicaciones Smart Cities
  39. 39. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Nuevos modelos y aplicaciones Smart Cities
  40. 40. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Enlaces de Interés • http://ipv6forum.org ▫ Ebook: The Second Internet http://ipv6forum.org/dl/books/the_second_internet.pdf ▫ Ebook: IPv6 for all http://ipv6forum.org/dl/books/ipv6forall.pdf • http://portalipv6.lacnic.net • http://ipv6-test.com/validate.php • http://6lab.cisco.com • http://www.ipv6observatory.eu • http://www.6deploy.eu
  41. 41. Naveguemos con IPv6 XII Jornadas de Ingeniería de Telecomunicaciones, UCAB 2014 Cierre • IPv6 es un nuevo protocolo, indispensable para la continuidad de Internet • Ya es posible conectarse a la nueva Internet, técnicamente los mecanismos están disponibles. Sin embargo su despliegue será lento, y en el marco de una transición desde IPv4 • Para septiembre de 2013 sobre 4% de los nombres de dominio y 17% de las redes en Internet tienen soporte de IPv6… • Algunos gobiernos están tomando cartas en el asunto: China y EEUU exigen soporte de IPv6 en las nuevas adquisiciones de equipos de red para sus infraestructuras tecnológicas. • ¡Hay mucho trabajo por hacer! 
  42. 42. ¡Gracias! Naveguemos por Internet con IPv6 Ing. Wilfredo J. Torres Moya witorres@ucab.edu.ve Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) Caracas - Venezuela

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