IPv6

Internet Protocol - Verso 6

Prof. Mauro Tapajs

Por que evoluir o IP?

Exausto do espao de endereamento

Crescimento das redes e da Internet

Sucesso e grande uso do TCP/IP

Endereamento de dois nveis (network e host) IPv4 disperdia endereos

Necessidades de novos tipos de servio de rede novas aplicaes exigem suporte adicional do protocolo

Modelo da Ampulheta

No atual mundo das redes interconectadas, o IP o elo de ligao entre aplicaes e redes

Uma nova verso para o IP

Em 1990 o IETF iniciou os trabalhos para se gerar uma nova verso para o protocolo IP

Objetivos:

Suportar muitos hosts (endereamento mais amplo)

Reduzir o tamanho das tabelas de roteamento

Simplificar o protocolo para tornar o processamento nos roteadores mais rpido

Oferecer opes de segurana

Oferecer melhor suporte tipos de servio

Permitir mobilidade IP

Facilitar futuras evolues

Garantir a coexistncia com a verso atual do protocolo

IPv6

Apresentado em linhas gerais na RFC 2460

Compatvel com todos os protocolos da sute TCP/IP, menos com o prprio IPv4

Tambm chamado IPng (Next Generation)

Existia uma verso 5 em testes com transmisso de dados de tempo real, assim esta nova verso a de nmero 6

Oferece melhores endereamento (128 bits), suporte a opes, segurana e definio de tipo de servio sendo transmitido

Espao de endereamento expandido (128 bits)

Mecanismo de opes melhorado

Cabealhos opcionais usados somente quando h necessidade

Esquema facilmente expansvel

Descarrega os roteadores do processamento necessrio na anlise de vrios campos

Autoconfigurao dinmica de endereos

Maior flexibilidade de endereamento

Anycast entregue apenas a um dos componentes de um conjunto de hosts

Maior escalabilidade de endereos multicast

Suporte reserva de recursos

Identifica pacotes de um determinado fluxo de dados

IPv6 - Caractersticas

Cabealho IPv6

Possui um cabealho fixo de 40 bytes

Cabealhos opcionais podem ser concatenados no cabealho fixo para agregar informaes adicionais

Cabealho Fixo IPv6

Cabealho IPv6

Mais simples que o do IPv4 (menos campos e maior suporte aos campos opcionais)

Verso : valor fixo 6

Traffic Class : permite aos ns de origem ou roteadores identificarem e distinguirem as classes de prioridades do pacotes (ainda em definio)

Flow Label : permite a identificao de um fluxo, juntamente com os endereos de origem e destino (suporte a protocolos como RSVP)

Payload length : o tamanho do pacote excluindo o cabealho fixo de 40 bytes

Cabealho IPv6

Next Header : identifica o prximo cabealho do pacote (se houver) ou o protocolo sendo encapsulado

Hop Limit : o limite de saltos estipulado para o pacote no ficar vagando para sempre

Source Address

Destination address

No h mais um campo de checksum do cabealho com a finalidade de agilizar o processamento j que camadas de enlace e transporte normalmente j fazem suas checagens

Endereos IPv6

Possuem 128 bits

Existem 3 tipos bsicos de endereos:

Unicast (nica interface de rede)

Anycast (indica vrios hosts, mas somente um deles receber o pacote normalmente o mais prximo)

Multicast (indica vrios hosts, todos eles recebero o pacote)

Uma nica interface pode ter muitos endereos unicast

Endereos IPv4 em IPv6?

Endereos iniciados em 80 bits zeros so reservados para IPv4. Os 16 bits restantes determinam caractersticas do tunelamento atravs das redes IPv4

Endereos Multicast IPv6

Alm do prefixo possuem 4 bits de flags e 4 bits de escopo (limite do grupo multicast)

Endereos Provedor

Atribudos por provedores de acesso Internet para seus clientes

Endereos IPv6

Uso local Link/Site : s fazem sentido dentro de organizaes e no podem sair destas

A maior parte dos endereos IPv6 ainda no usada (reservados para aplicaes futuras)

Cabealhos de Extenso

Os campos descartados do cabealho IPv4 so incorporados como cabealhos de extenso no IPv6

Estes cabealhos sao codificados de acordo com a necessidade e permitem aos roteadores trabalharem mais rapidamente analisando somente os cabealhos que lhes interessa

Os diversos campos de tamanho varivel dos cabealhos so codificados segundo uma trinca TLV (tag-etiqueta, length-comprimento, value-valor)

Campos variveis tem no mximo 255 bytes

Cada cabealho de extenso deve iniciar com um campo next header para indicar o prximo cabealho

Cabealhos de Extenso

Os seguintes cabealhos de extenso so definidos (sempre em mltiplos de 8 bytes) :

Cabealhos de Extenso

Estrutura do pacote IPv6 (exemplo com TCP)

Estrutura do pacote IPv6 (exemplo com TCP)

Cada campo next header aponta para o prximo cabealho

Depois do ltimo cabealho opcional IPv6 usado no pacote o campo apontar para o protocolo que est sendo encapsulado pelo IP

Cabealho de opes
Salto-a-Salto (ID=0)

Este cabealho deve ser analisado por todos os roteadores no caminho

Header extension length: indica o tamanho do cabealho em bytes alm dos 8 obrigatrios

Opes existentes:Jumbo payload (indica pacotes maiores que 64 kb)

Router alert (indica ao roteador que ele deve analisar o contedo do pacote suporte para protocolos como o RSVP)

Cabealho de Roteamento (43)

Lista os roteadores que devem ser visitados no percurso pela rede (souce routing)

Hdr Ext Len : tamanho do cabealho

Routing type : identifica a variante de roteamento usada (atualmente = 0 rot. de origem fixo/livre)

Segments left : o nmero de ns restando para serem visitados

Type-specific data : campos especficos do tipo de roteamento sendo usado

Cabealho de Fragmentao (44)

Todos os roteadores e hosts baseados em IPv6 devem ser capazes de manipular pacotes de no mnimo 1280 bytes

A fragmentao s pode ocorrer na origem do pacote, no nos roteadores intermedirios

Cabe origem descobrir o menor MTU do caminho

Se um roteador recebe um pacote muito grande, ele descartado e uma mensagem ICMP enviada para a origem saber que o pacote est muito grande para aquela rede

Cabealho de opes
de destino (60)

Este cabealho carrega informao opcional que s deve ser analisada pelo n de destino do pacote

O formato deste cabealho semelhante ao do cabealho hop-by-hop

Pode aparecer mais de uma vez no mesmo pacote

Ainda no tem opes bem definidas

ICMPv6

As funcionalidades de ARP, IGMP e ICMP so incorporados na nova verso do ICMP: ICMPv6

Descrito nas RFC's 2463 e 2461

Identificado por um valor de 58 no campo next header

2 tipos bsicos de mensagensType 0-127 mensagens de erro

Type 128-255 mensagens de informao

Os campos code e body variam de acordo com a mensagem

Procedimentos ICMPv6

Descoberta de vizinhos (neighbour discovery) permite que um n identifique outros hosts ou roteadores nos seus links semelhante a ARP, com processamento multicast

Descoberta de roteadores cada roteador divulga sua presena atravs de mensagens router advertisements

Redirecionamento de rotas com mensagens redirect

Neighbor Unreachability Detection destinos que se tornam inalcanveis

Stateless address autoconfiguration

Multicast Listener Discovery funes IGMP

Adaptao de Protocolos de Suporte IPv6

DNS como ser mais usado, so previstas extenses para acomodar endereos IPv6

DHCP apesar da possibilidade de autoconfigurao de endereos (stateless) ainda oferecido a possibilidade de controle sobre os esquemas de endereamento (statefull). Aspectos:Uso de um endereo temporrio para se obter o definitivo

Multicast pode ser usado para contactar o servidor DHCP

Pode distribuir mais de um endereo por interface

Default router no mais necessrio

Possibilidade de reconfiguraes (mensagens do servidor DHCPv6 para o cliente j em operao)

Roteamento IPv6 deve levar em conta aspectos como vrios endereos numa nica interface, endereos locais, fluxos, etc

Protocolos de Roteamento: RIPng, OSPFv3, I/IS-IS Integrated IS-IS for IPv6, MP-BGP Multiprotocol BGP e IDRP Inter-Domain Routing Protocol

Mobilidade IPv6 MIPv6

Mantm os papis de home agent e tunelamento dos pacotes do home agent para o local de visita

Ainda necessrio se obter um endereo care-of, mas ele pode ser obtido com autoconfigurao e descoberta de vizinhos sem a necessidade de foreign agents

Tunelamento IPv6-IPv6 j est definido

Como IPv6 deve implementar mecanismos eficientes de segurana, no se deve definir mecanismos de autenticao no padro MIPv6

Source Routing usado ao invs de tunelamento (com IPv4, SR apresentava problemas) pelos hosts que estiverem se comunicando com o visitante. O prprio host divulga seu endereo care-of.

Migrao IPv4 IPv6

Adoo ainda lenta da nova verso na Internet

Estratgias propostas pelo IETF:RFC 2893 Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers

RFC2185 Routing Aspects of IPv6 Transition

Tambm chamados de Simple Internet Transition (SIT)

Alternativas propostas:Implementaes duais IPv4/IPv6 nos hosts e roteadores

Incorporao de endereos IPv4 nos endereos IPv6 e mapeamento de endereos IPv6 em endereos IPv4

Tunelamento IPv6 sobre IPv4 para carregar trfego IPv6 sobre redes IP4

Traduo dos campos dos cabealhos IPv4 em campos IPv6

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Redes Avanadas - IPv6

Prof. Mauro Tapajs Santos