Implantação de Testbed IPv6 em uma rede 10 Gigabit Ethernet sobre DWDM com acessos GPON e WiFi

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1 Implantação de Testbed IPv6 em uma rede 10 Gigabit Ethernet sobre DWDM com acessos GPON e WiFi Luciano Martins, Fernanda O. Giolo, Niudomar S.A. Chaves, Wellington A.Oliveira, João F. Pozzuto Resumo Este artigo apresenta as fases da implantação de um Testbed IPv6 realizado na Rede Experimental do Projeto GIGA e resultados obtidos, onde foi possível o uso deste protocolo, integrado a tecnologias atuais e emergentes em redes LAN, MAN e WAN 10 Gigabit Ethernet, DWDM, GPON e WiFi. Estes protocolos e tecnologias constituem um cenário tecnológico do estado da arte e com grandes perspectivas de crescimento nos próximos anos. Abstract This paper presents the phases of implementation and results of an IPv6 Testbed performed on GIGA Project s Experimental Network, where the use of IPv6 integrated to current and emergent technologies used in LAN, MAN and WAN - 10 Gigabit Ethernet, DWDM, GPON and WiFi, was tested. These protocols and technologies are part of a brand new technological scenario that has great perspectives to be more and more adopted on the next years. N I. INTRODUÇÃO o dia 03 de fevereiro de 2011, foi anunciado pela autoridade mundial distribuidora de endereços IP a IANA (Internet Assigned Numbers Authority), o esgotamento de seu estoque de endereços IPv4. Com este anúncio, as entidades regionais distribuidoras de endereços (LACNIC na América Latina e Caribe, APNIC na Ásia e Pacífico, ARIN na América do Norte, AfriNIC na África e RIPE NCC na Europa, Meio Leste e Ásia Central) não poderão repor seus estoques de endereços IP, uma vez finalizados. A consequência deste acontecimento é a iminente falta de endereços IP mundial e a impossibilidade de expansão da atual Internet. Dentro deste contexto, percebe-se um grande crescimento do interesse pelo protocolo IPv6, discutido desde a década de 90 e que agora é tido como a solução mais viável para possibilitar a contínua expansão da Internet, tendo-se cada vez mais dispositivos conectados à grande rede mundial. Também é fato a adoção cada vez maior da tecnologia Ethernet com velocidades de 1 Gb/s, passando a 10 Gb/s e em futuro próximo 40 e 100 Gb/s. Tal tecnologia, que antes era restrita a redes locais, passa também a ser adotada em redes metropolitanas (MAN) e de longa distância (WAN). Documento recebido em 28 de Fevereiro de Este trabalho é suportado pela Fundação CPqD. O projeto GIGA tem o apoio financeiro da Finep e Funttel e apoio de infraestrutura para a Rede Experimental das operadoras Embratel, Intelig, Telefonica e Oi. Luciano Martins, Fernanda O. Giolo, Niudomar S.A. Chaves, Wellington A. Oliveira e João F. Pozzuto são pesquisadores em telecomunicações da Fundação CPqD - Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações, Rod. Campinas - Mogi-Mirim (SP-340), Km 118,5 Campinas-SP, Brasil, {lmartins, fgiolo, nchaves, woliveir, Juntamente com 10 Gigabit Ethernet, é cada vez mais comum a implantação de redes ópticas usando DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Tal tecnologia proporciona flexibilidade na quantidade de canais ópticos a serem utilizados em uma única fibra óptica, permitindo a criação de enlaces de altíssimas velocidades em MAN e WAN. Atualmente, vêm surgindo comercialmente serviços de banda larga baseados em fibras ópticas que chegam até a casa do assinante (FTTH Fiber To The Home). Esses serviços são baseados na tecnologia chamada GPON (Gigabit Passive Optical Network), que proporciona taxas da ordem de 2 Gb/s a distâncias de até 60 Km entre a casa do assinante e a central da operadora. Com isso, usuários passam a ter cada vez mais banda e qualidade em sua conexão. Somando-se a esse cenário tecnológico, têm-se as difundidas redes sem-fio (WiFi) que utilizam o padrão IEEE b/g/n, amplamente utilizadas dentro de organizações e domicílios. As tecnologias citadas fazem parte de um cenário tecnológico atual no mundo das comunicações e redes de próxima geração e as mesmas compõem um Testbed implantado dentro do contexto da Rede Experimental do Projeto GIGA, cujo objetivo permeia a integração tecnológica, a criação de um ambiente de testes para o desenvolvimento nacional e a capacitação em protocolos que estarão vigentes nas principais redes mundiais. Na seção II será dada uma visão geral das tecnologias para MAN e WAN - 10 Gigabit Ethernet e DWDM. Na seção III serão abordadas as tecnologias de acesso - GPON e WiFi. Na seção IV será apresentado o protocolo IPv6 e seu status atual. A seção V resume o que é a Rede Experimental do Projeto GIGA, ou simplesmente Rede GIGA. A seção VI detalha a topologia do Testbed IPv6 implantado na rede GIGA, usando as tecnologias aqui apresentadas. Na seção VII são informados os equipamentos utilizados no Testbed. A seção VIII detalha todas as fases da implantação do IPv6 no Testbed. Por fim, as seções IX e X apresentam os resultados alcançados com a implantação do Testbed e as conclusões sobre o trabalho, respectivamente. II. TECNOLOGIAS PARA MAN E WAN: 10 GIGABIT ETHERNET E DWDM A evolução da tecnologia de transmissão óptica promoveu o aumento das taxas de transmissão e a capacidade de multiplexar diversos comprimentos de onda em uma mesma fibra óptica.

2 Essa multiplexação permitiu às operadoras de redes de telecomunicações aumentar a capacidade de transmissão nas suas redes sem precisar investir na implantação de mais cabos ópticos, otimizando o uso do legado. Em 2002, o ITU- T padronizou a grade de frequências para a tecnologia DWDM [1]. Nessa tecnologia é possível agregar vários sinais ópticos, em diferentes comprimentos de onda, e transmiti-los em uma única fibra. O espaçamento entre os canais costuma ser de 100 GHz, utilizando a Banda C (de 1530 a 1565 nm) ou L (de 1565 a 1625 nm), mas já existem equipamentos que suportam até 160 canais usando espaçamentos de 50 GHz ou 25 GHz. Até recentemente, os enlaces de longa distância e alta capacidade eram implementados utilizando a tecnologia SDH/SONET. Com a rápida migração dos serviços e aplicações para o protocolo IP, a maior parte do tráfego sobre os enlaces WAN passou a ser constituído de pacotes IP. Com a padronização da tecnologia 10 Gigabit Ethernet pelo IEEE [2][3], a taxa disponível para transmissão nessa tecnologia (10 Gb/s) passou a rivalizar com a capacidade da tecnologia SDH, se tornando uma alternativa viável, que permite às operadoras montar redes de longa distância utilizando a mesma tecnologia utilizada em redes MAN, Campus e LAN. Isso pode representar uma redução considerável de CAPEX e OPEX, justificada por fatores como: Altíssima escala de produção e venda de equipamentos e interfaces Ethernet; Tecnologia homogênea fim a fim, uma vez que as redes locais e Campus costumam ser Ethernet; Não é necessário manter uma equipe para cada tecnologia: Ethernet e SDH. Menor empilhamento de tecnologias, reduzindo o overhead total; A tecnologia Ethernet é voltada para o tráfego de quadros, enquanto o SDH é uma tecnologia TDM (Time Division Multiplexing), de comutação de circuitos. A interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes é maior na tecnologia Ethernet do que na tecnologia SDH; Ethernet oferece maior flexibilidade para oferecimento de diferentes serviços aos usuários do que o SDH. III. TECNOLOGIAS DE ACESSO: GPON E WIFI Gigabit PON (Passive Optical Network), ou simplesmente GPON, é um padrão definido pelo ITU-T para transmissão digital de dados em redes PON. Essas redes são pontomultiponto, compostas por fibras ópticas e divisores ópticos passivos, ideais para prover acesso pois agregam baixo custo de implantação, operação e manutenção, com longo alcance (atualmente variando de 20 km a 60 km)[4][5], grande capacidade de banda (atualmente na ordem de 2 Gb/s, com estudos para chegar no futuro a 10 Gb/s e 40 Gb/s) e qualidade de serviço. As redes PON são transparentes à taxa de bit, aos formatos de modulação e aos protocolos. Essa característica permite a combinação de serviços e facilita a atualização destas redes, tanto no que diz respeito ao aumento da taxa de bit, quanto ao número de usuários e de serviços. No GPON, os componentes ativos são colocados nas bordas da rede. No lado central, o terminal de linha óptico ou OLT (Optical Line Termination) encapsula os pacotes do backbone da operadora e os envia para a rede PON, enquanto que no lado assinante, o terminal de rede óptico ou ONT (Optical Network Termination) encapsula os pacotes da rede local do assinante e os envia para a rede PON. Alguns pontos devem ser levados em consideração quanto à implantação da rede de distribuição óptica. São eles: Necessidade de grande capilaridade da rede nas proximidades do usuário; Necessidade de instalação de fibras ópticas dentro das dependências do usuário no caso de acesso FTTH Fiber To The Home. Existem soluções onde a fibra é terminada fora da residência, e usam par de cobre, com alguma tecnologia DSL, para entrar na residência; As tubulações residenciais costumam apresentar curvaturas incompatíveis com as necessárias para instalação de fibras comuns. Sendo assim, fibras adequadas que suportem curvaturas mais rígidas devem ser usadas neste contexto. Além do Brasil, os Estados Unidos e a maioria dos países da Europa utilizam o GPON para prover serviços de banda larga para assinantes por fibra óptica [6]. No que diz respeito à rede sem fio, o padrão mais utilizado ainda é o b/g. O padrão g trabalha na mesma faixa de frequência que o padrão b 2,4GHz. Isso permite que os dois padrões sejam compatíveis, garantindo assim que equipamentos sem fio mais antigos consigam acesso à rede. O modo de operação mixed é utilizado para a interoperabilidade entre os dois padrões, podendo causar perda de desempenho da rede, uma vez que, caso um dispositivo do padrão b se conecte à rede, todos os outros dispositivos conectados naquele ponto de acesso passam a trabalhar neste modo. Para que todos os usuários conectados à rede sem fio trabalhem com o padrão g, é necessário que todos os dispositivos sejam compatíveis com este padrão. O padrão g consegue alcançar velocidades de transmissão de até 54 Mb/s, ao contrário do padrão b, limitado a 11 Mb/s. O padrão b utiliza a técnica de espalhamento espectral chamada DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Já o padrão g utiliza OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), uma técnica mais eficiente que o DSSS, pois permite maximizar a SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) e oferecer maior robustez contra desvanecimento no canal rádio móvel [7][8]. Para minimizar os efeitos das perturbações eletromagnéticas entre os pontos de acesso, cada equipamento idealmente deve ser configurado para operar em um canal diferente do equipamento vizinho. No padrão b/g, operando na faixa de 2,4 GHz, para não haver sobreposição, os números dos canais usados devem ter uma distância de no mínimo cinco. Para otimizar o uso dos canais

3 disponíveis, garantindo que não há sobreposição e, portanto, interferência, são comumente usados no mercado os canais 1, 6 e 11. Atualmente, cada vez mais smartphones tem suporte a , o que implica um aumento expressivo da quantidade de dispositivos com necessidade de ter endereço IP. Desta forma, o IPv6 se tornará cada vez mais necessário. IV. PROTOCOLO IPV6 O IPv6 é uma evolução do protocolo IP (IPv4) e tem como objetivo solucionar diversas limitações do IPv4, tendo algumas características como: endereçamento expandido, formato do cabeçalho IPv6 simplificado, segurança e multicast embutidos, autoconfiguração Stateful e Stateless, e mecanismos de transição do IPv4 para IPv6 [9]. A principal motivação para a implantação de IPv6 é a maior capacidade de espaço para endereçamento, aumentando de 32 para 128 bits e, com isso, fornecendo endereços. Um exemplo de endereço IPv6 é o 2001:db8:3003:2:a:200f:fe18::4c/64, não utilizando mais o formato de um endereço IPv4, e sim utilizando números hexadecimais e : para separação a cada 16 bits. A distribuição dos endereços IP segue uma hierarquia de entidades responsáveis por esse controle, tendo a IANA como entidade mundial, a LACNIC como regional (para países da América Latina) e o NIC.br como nacional (Brasil). No início de fevereiro de 2011, foi constatado o esgotamento dos endereços IPv4 no estoque da IANA [10]. Com isso, as estatísticas apontam a data de 15 de maio de 2014 para o esgotamento dos endereços IPv4 da entidade regional LACNIC [11]. Assim, o IPv6 soluciona principalmente a questão do esgotamento dos endereços IP e também problemas como explosão da tabela de rotas, por permitir hierarquia no endereçamento dos elementos da rede, o que facilita a sumarização de rotas. Além disso, possibilita encaminhamento mais eficiente dos pacotes de dados e elimina problemas associados ao NAT (Network Address Translation), através do fornecimento de endereços válidos para todos os dispositivos. O RIPng, o OSPFv3, o IS-IS, o BGP, e o MBGP são exemplos de protocolos de roteamento que suportam IPv6. Projetistas, engenheiros e operadores de rede ouvem falar sobre o protocolo IPv6 desde a década de 90, mas foi com o anúncio da iminência do esgotamento dos endereços IPv4 em 2007 que o interesse pelo protocolo aumentou várias iniciativas de estímulo à implantação do IPv6 foram tomadas. Sendo assim, provedores de conteúdo, de serviços, organizações e universidades como Terra, IG, VIVO, Telefonica, Alog, IBTelecom, USP, UNESP, UFSCAR, Telebrás e CPqD, dentre outros, estão com projetos de planejamento de implantação do IPv6, ou até mesmo já suportam o protocolo em suas redes e serviços. Para o trânsito IPv6, alguns ASs (Autonomous Systems) se conectaram ao PTTMetro em São Paulo, onde atualmente provê-se trânsito IPv6 gratuito. Para motivar as organizações de todos os setores - provedores de serviços, fabricantes de hardware, desenvolvedores de sistemas operacionais e empresas de web - a preparar seus serviços para o IPv6 e assegurar uma transição bem sucedida quando os endereços IPv4 se esgotarem, foi concebida uma iniciativa chamada Test Drive Day, um dia global do IPv6 (08 de junho de 2011), onde provedores como Google, Facebook, Yahoo e outros participarão oferecendo seus conteúdos através do protocolo IPv6 para um teste de 24 horas [12]. Essa iniciativa ajudará os provedores de serviço e conteúdo, e operadores de rede a identificar problemas relacionados à implantação do protocolo e também ajudará a chamar a atenção de todos para esse assunto. V. PROJETO GIGA E SUA REDE EXPERIMENTAL O projeto GIGA e sua rede experimental foram apresentados em [13], onde foram informados: a coordenação do CPqD, com parceria da RNP (Rede Nacional de Ensino e Pesquisa) [14]; o financiamento pelo FUNTTEL por meio da FINEP; seus objetivos e atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I)[15]. A rede GIGA é uma plataforma de testes com o objetivo de apoiar a comunidade científica, empresas e operadoras que desejam realizar experimentos em uma infraestrutura dinâmica e flexível de alta velocidade, em nível nacional e internacional. Esta rede foi criada com uma infraestrutura Metro-Ethernet [16] com as tecnologias IP sobre Ethernet sobre WDM, com o meio físico sendo fibras ópticas monomodo, atingindo velocidades de 10 Gb/s atualmente. A rede experimental está presente nas cidades de Campinas, São Paulo, São José dos Campos, Cachoeira Paulista, Rio de Janeiro, Niterói e Petrópolis, atendendo a 26 instituições de pesquisa, universidades e operadoras dos estados de São Paulo e Rio de Janeiro, interligando mais de 70 laboratórios. Através da rede GIGA, o Testbed IPv6 com acessos GPON e WiFi, explanado na seção VI, se conecta a redes experimentais mundiais de alto desempenho, como Rede Ipê da RNP, RedClara, Internet2 e Géant, dentre outras, todas com suporte ao protocolo IPv6. VI. TOPOLOGIA DO TESTBED DE IPV6 USANDO 10 GIGABIT ETHERNET E DWDM NO BACKBONE E ACESSOS GPON E WIFI Conforme mostra a Figura 1, o Testbed IPv6 implementado na rede GIGA usa em seu núcleo as tecnologias 10 Gigabit Ethernet e DWDM com transponders (canais) de 10 Gb/s para o transporte dos quadros e pacotes. O núcleo da rede se interconecta à rede Ipê, operada pela RNP, no POP-SP localizado na USP de São Paulo, através da tecnologia 10 Gigabit Ethernet, em uma conexão ponto-aponto entre equipamentos (Router Switches) da rede GIGA e da RNP. A rede Ipê se conecta a outras redes de pesquisa e comerciais com suporte a IPv6, compondo, desta forma, a Internet IPv6 Mundial. De acordo com a figura, foram criadas 3 subredes IPv6 em Campinas (CPqD), sendo que em uma delas estão localizados os servidores Web e DNS com suporte a IPv6 implantados no Testbed.

4 Uma rede de acesso foi construída usando-se a tecnologia de acesso Wireless 802.1g, onde smartphones e notebooks com suporte a IPv6 tem acesso à rede IPv6 mundial. Também foi construída uma rede de acesso GPON, onde através da criação de VLANs específicas entre OLT e ONUs, desktops e notebooks também podem acessar a rede mundial através do protocolo IPv6. Figura 1 Topologia da rede GIGA com acessos IPv6 no CPqD e conexão à Internet IPv6 Mundial VII. EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO TESTBED A. DWDM Os equipamentos DWDM usados no Testbed são aqueles instalados na rede GIGA, com capacidade para 8 canais com diferentes comprimentos de onda. Fazem parte de sua composição os seguintes elementos: Transponder: elemento que transforma o sinal óptico entrante de um switch para o comprimento de onda específico do canal DWDM, entre 1500nm e 1600nm; Multiplexador: dispositivo que agrupa 8 canais diferentes de DWDM, vindo dos transponders, para sair por uma única fibra; Demultiplexador: dispositivo que separa 8 canais multiplexados em uma única fibra, cada um com um comprimento de onda específico de DWDM; Amplificadores EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier): elemento que tem a finalidade de aumentar a potência do sinal em até 30dB, para que maiores distâncias sejam alcançadas; Módulo Supervisor: módulo que tem a finalidade de gerenciamento de todos os elementos DWDM da rede; Compensador de Dispersão: elemento que tem a finalidade de compensar a dispersão cromática ocorrida nos comprimentos de onda do sistema. São fundamentais para canais de 10 Gb/s. B. 10 Gigabit Ethernet A rede GIGA é composta de Router Switches, ou switches de camada 3. Tais equipamentos possuem as seguintes configurações: 1 placa de 60 portas ópticas de 1 Gb/s; 2 placas de 2 portas ópticas de 10 Gb/s; 2 interfaces Xenpak de 10 Gb/s; 2 fontes redundantes; 1 módulo de gerência. Por se tratar de switches de camada 3, protocolos de roteamento como OSPFv2, OSPFv3, RIP, RIPng, BGP, MPLS e outros podem ser configurados através do sistema operacional do equipamento. No caso do Testbed, o protocolo IPv6 foi devidamente configurado e o protocolo de roteamento implantado foi o OSPFv3. C. GPON O Sistema GPON desenvolvido pelo CPqD, utilizado em uma das redes de acesso do Testbed, consiste em um módulo PizzaBox, com 1 RU (Rack Unit) de altura, com oito portas PON, oito portas para uplink de dados, sendo duas em 10 Gb/s, seis em 1 Gb/s e alimentação em tensão contínua e alternada. O projeto GPON CPqD apresenta as seguintes características, de acordo com a normalização ITU-T, apresentadas na Tabela 1: TABELA I Especificações e características estabelecidas para o desenvolvimento do Projeto GPON CPqD, de acordo com normas ITU-T Tecnologia GPON Padronização ITU-T G.984 Fibra Taxa descendente (Downstream) Taxa ascendente (Upstream) Interfaces de redes Interfaces de acesso Comprimento de Onda Bidirecional (única fibra) 2,488 Gb/s 1,244 Gb/s TDM e Ethernet TDM e Ethernet (100 Mb/s) 1490 nm (descida) / 1310 nm (subida) Número de ONTs 2, 8, 16, 32, 64 ou 128 A ONT (Optical Network Terminal) possui 2 portas Ethernet (100 Mb/s) e uma interface óptica para interconexão com a OLT (Optical Line Termination). Através destas portas, as máquinas terminais se conectam e recebem configurações IPv6 para o acesso mundial. Para o Testbed, a infraestrutura de acesso GPON não utiliza protocolos de camada 3, mas sim de camada 2, criando um domínio de broadcast entre o roteador de núcleo da rede GIGA e as máquinas ligadas às ONTs. A Figura 2 ilustra o equipamento GPON desenvolvido pelo CPqD e usado como acesso na rede GIGA:

5 Figura 2 Equipamento GPON desenvolvido pelo CPqD, usado no Testbed D. Roteadores/Access Points Sem Fio A rede de acesso sem fio da rede GIGA é constituída de roteadores/access-points que possuem um switch interno de 4 portas 10/100 Mb/s, no padrão b/g e criptografia WiFi Protected Access 2 (WPA2). No caso do Testbed, o roteador sem fio está sendo utilizado em modo bridge, não tendo funcionalidade de roteamento em IPv4 e em IPv6, permitindo que os dispositivos móveis se conectem via IPv6 diretamente com o roteador de núcleo da rede GIGA. VIII. FASES DE IMPLANTAÇÃO DO TESTBED A implantação do protocolo IPv6, para o Testbed descrito na seção VI, ocorreu de acordo com as seguintes fases: 1) Atualização/capacitação da equipe no protocolo IPv6; 2) Solicitação de prefixo de endereço IPv6; 3) Configuração do backbone da rede GIGA com roteamento IPv6 (OSPFv3); 4) Configuração de rota de saída para o provedor e distribuição dessa rota para a rede GIGA; 5) Configuração das LANs (GPON e WiFi) para distribuir prefixos IPv6 via Router Advertisement; 6) Configuração de servidor de DNS com registros AAAA para resolução de nomes; 7) Configuração de servidor WWW de teste; 8) Testes de navegação em sites com IPv6 nativo; 9) Implantação de monitoração a sites IPv6. Tais fases são básicas e similares para qualquer organização que pretenda iniciar a implantação e capacitação no protocolo IPv6. No que diz respeito à fase (1), é primordial a capacitação da equipe de TI de uma organização no protocolo IPv6, em suas funcionalidades básicas, nas melhorias que ele traz perante o protocolo IPv4, bem como nas modificações que outros protocolos e serviços de rede essenciais para uma infraestrutura de TI sofrem com a chegada do protocolo IPv6, como DNS, Web e outros. Outros assuntos fundamentais para a capacitação são os mecanismos de transição, já que o protocolo IPv4 e IPv6 devem conviver durante muitos anos. Em [17] pode-se assistir um curso online básico sobre o protocolo IPv6, promovido pelo Comitê Gestor da Internet para difundir o assunto. A fase (2) do Testbed foi a solicitação de uma faixa de endereços IPv6 para um provedor. No caso do CPqD, pelo fato de ser uma instituição usuária da RNP, foi natural solicitar tal faixa a ela. O CPqD recebeu a faixa de endereços IPv6 2001:12F0:0504::/48, e realizou um planejamento com subredes para loopbacks, links entre switches, subredes do CPqD e subredes da Rede GIGA. Através deste planejamento, a rede GIGA e o CPqD estão aptos a alocarem endereços IPv6 às subredes planejadas, certamente sem problemas de falta de endereços. A fase (3) tratou da configuração do núcleo da rede GIGA com endereços IPv6 planejados e também com o protocolo de roteamento OSPFv3, em que todos os switches de camada 3 trocaram as rotas IPv6 de forma adequada. Na fase (4) houve a configuração da interconexão da rede GIGA com a rede Ipê da RNP usando o protocolo IPv6, através da criação de uma rota default no equipamento da rede GIGA em São Paulo apontando para o roteador da RNP. A redistribuição desta rota para dentro da rede GIGA via OSPFv3 foi necessária para que os outros roteadores conhecessem a saída para o mundo externo. Para a fase (5), foram criadas VLANs específicas, uma para o acesso GPON e outra para o acesso WiFi, no equipamento da rede GIGA em Campinas. Tais VLANs receberam endereços IPv6 neste equipamento e em cada uma das VLANs foi configurado o protocolo Router Advertisement (RA), responsável por distribuir automaticamente o prefixo de endereço IPv6 daquela VLAN para os dispositivos (máquinas, notebooks, smartphones) pertencentes a ela. Tais dispositivos, ao receberem a mensagem do RA, autoconfiguram seu endereço IPv6, adicionando a ele o endereço MAC da placa de rede. Também ocorre a autoconfiguração do gateway default de saída daquela VLAN. Com isto, as máquinas dentro da VLAN de acesso WiFi recebem o prefixo 2001:12f0:504:2::/64 e as máquinas da VLAN de acesso GPON recebem o prefixo 2001:12f0:504:3::/64. Um exemplo de autoconfiguração de um notebook na VLAN de acesso WiFi pode ser visualizado a seguir: Adaptador Ethernet Conexão de rede sem fio: Endereço físico : 00-1C-BF-86-EB-00 Endereço IP : 2001:12f0:504:2 : 21c:bfff:fe86:eb00 Gateway padrão.fe80::204:96ff:fe10:5230 Na fase (6), um servidor Linux de DNS com BIND versão el4 foi configurado com um endereço IPv6, dentro de uma VLAN específica criada para a função de Server Farm. Foi criado um registro AAAA (quad-a) dentro do arquivo de zona do domínio giga.cpqd.com.br, para o nome www6, conforme mostrado logo abaixo. Sendo assim, qualquer usuário da Internet com acesso a IPv6 que tentar resolver o nome www6.giga.cpqd.com.br, obterá do servidor da rede GIGA o endereço 2001:12F0:0504:1::2. ww6 IN AAAA 2001:12F0:0504:1::2 Para a fase (7), um servidor Linux com Apache versão release 3 foi configurado com um endereço IPv6 na mesma VLAN do Server Farm citada acima. Nesse servidor foi criada uma página HTML de teste, acessível apenas via IPv6, através do nome www6.giga.cpqd.com.br, resolvido pelo DNS conforme descrito na fase (6) acima. Uma seção de Virtual Host foi inserida no arquivo de configuração do Apache, conforme mostrado a seguir: <VirtualHost www6.giga.cpqd.com.br > DocumentRoot /var/www/html/www6 ServerName www6.giga.cpqd.com.br DirectoryIndex /index.html </VirtualHost> A fase (8) foi dedicada à realização de testes de acesso a sites IPv6-enabled, como por exemplo o próprio site de teste do GIGA o site do CEPTRO e muitos outros, como os

6 enumerados em pants/, que contém uma lista de provedores que estão inscritos para o IPv6 Day. Por fim, na fase (9) foi instalada a ferramenta Smokeping versão 2.3.6, o que permitiu medições de atraso e perda de pacotes de sites IPv6-enabled. IX. RESULTADO DA IMPLANTAÇÃO DO TESTBED O Testbed IPv6 implantado na rede GIGA teve como principais resultados: Infraestrutura de conectividade, com resolução de nomes para o CPqD e para o Projeto GIGA e com servidor Web, pronta e adequada para suportar a evolução que está ocorrendo com a Internet, que terá cada vez mais o protocolo IPv6 em sua base; Conscientização organizacional sobre uma tecnologia que, apesar de relativamente antiga, está em um momento importante e decisivo para sua adoção em massa, após o anúncio do esgotamento dos endereços IPv4 na IANA, em fevereiro/2011. Criação de uma plataforma de testes que se estende para os estados de São Paulo e Rio de Janeiro, extremamente útil para desenvolvimentos tecnológicos que utilizem o IPv6, contribuindo com o desenvolvimento do mercado nacional e da Internet no Brasil; Capacitação de profissionais de TI na implementação de infraestrutura e serviços essenciais sobre o protocolo IPv6, algo que é muito discutido e tem sua importância reforçada nos principais eventos e comunidades de IPv6. Sob o aspecto técnico, foram realizados: Testes de IPv6 em tecnologias de acesso diferentes: GPON e WiFi; Acessos a sites IPv6 mundiais através de PCs, notebooks e smartphones; Servidor Web IPv6-enabled preparado para se tornar um dos servidores mundiais a serem utilizados no IPv6 Day. Medições de latência e perda de pacotes, realizadas a sites IPv6. Um dos sites com suporte a IPv4 e IPv6 monitorados pelo Smokeping, dentre outros (Kame, Facebook, etc.) foi o do Terra, conforme ilustra a Figura 3. Neste caso, o RTT médio (Round Trip Time) de pacotes IPv4 para o site do Terra foi de 74,1ms e a perda de pacotes, durante o tempo de medição (aproximadamente 7 horas) foi de 58,11%. Já para o IPv6, o RTT médio foi de 40,7ms e não houve perda de pacotes. Dentre os motivos do melhor desempenho alcançado através do IPv6 estão a otimização de roteamento e também o pequeno acesso de usuários até o momento aos servidores que tem suporte a este protocolo no mundo. Figura 3 Medida de RTT IPv4 e IPv6 usando Smokeping X.CONCLUSÃO Este artigo apresenta as principais fases de uma implantação do protocolo IPv6 em uma topologia de rede usada em provedores e operadoras, sendo uma referência para engenheiros, operadores e projetistas de redes que queiram buscar cases reais de implantação no Brasil. Além disto, o Testbed implantado na rede GIGA proporciona um ambiente com tecnologias emergentes de fundamental importância para o mundo das telecomunicações, servindo de plataforma para o desenvolvimento de equipamentos, protocolos, serviços e aplicações do Brasil. Sugestões para trabalhos futuros são: implantação de mecanismos de segurança, mobilidade, mecanismos de transição, peering e mecanismos de gerência adicionais. Referências [1] ITU TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) G.694.1: Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid, [2] IEEE 802.3ae-2002: Media Access Control (MAC) Parameters, Physical Layer, and Management Parameters for 10 Gb/s Operation, [3] IEEE : CSMA/CD (Ethernet) ACCESS METHOD, 2008 [4] ITU TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) G.984.1: General Characteristics of Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON), 2003a. [5] ITU TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) G.984.2: Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification, 2003b. [6] CAUVIN, A., FSAN Common Technical specification on a GPON System: first decision. FSAN, Disponível em fsanweb.org, acessado em 28/02/2011. [7] HEISKALA, J. e TERRY, J., OFDM Wireless LANs: A Theoretical and Practical Guide, Sams, [8] IEEE Std : Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, [9] Home Page do NIC.br, no link acessado em 28/02/2011. [10] Home Page do CEPTRO, no link ArtigoNoticiasFimdoIPv4, acessado em 28/02/2011. [11] Home Page do LACNIC, no link espacio-disponible-ipv4.html, acessado em 28/02/2011. [12] Home Page do World IPv6 Day, no link worldipv6day/, acessado em 28/02/2011. [13] MARTINS, L. et al, Fornecimento de Acesso em Banda Larga com Solução Híbrida GPON, WiMAX, WiFi-Ad Hoc e Mesh. Paper apresentado na InfoBrasil [14] Home Page da RNP, no link acessado em 28/02/2011. [15] Home Page do Projeto GIGA, no link acessado em 28/02/2011. [16] Home Page do Metro Ethernet Fórum, no link acessado em 28/02/2011. [17] Home Page do Curso Básico de IPv6, no link IPV6/ MenuIPv6CursoPresencial, acessado em 28/02/2011.

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