Trabalho de Redes. Protocolo IPV6. Aluno: Marco Antonio Macelan Pront.: Prof.: Kleber Manrique Trevisani

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1 Trabalho de Redes Protocolo IPV6 Prof.: Kleber Manrique Trevisani Aluno: Marco Antonio Macelan Pront.:

2 IPV6 No começo da década de 1990, iniciou um esforço para desenvolver o sucessor do protocolo ipv4. Uma motivação primária para esse esforço foi o entendimento que o espaço de endereços de 32 bits estava começando a escassear, Foi argumentado ainda que com a utilização de novas aplicações como voz e vídeos, o crescimento da internet que dobrava de tamanho a cada nove meses ou mais rápido ainda e que logo esgotaria os endereços disponíveis. (curose e comer). ALGUMAS MEDIDAS PALIATIVAS COMO: NAT (NAT (Network Address Translation) RFC Endereços Privados RFC 1918) fazendo que um computador de re interna acessando ( ) através do roteador que tem IP público [02](figura 1). DHCP - (DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) RFC 2131 ), Trata-se de um protocolo utilizado em redes de computadores que permite a estes obterem um endereço IP automaticamente. (figura 03) 2

3 CIDR - Final do esquema de Classes com a adoção do CIDR (Classless Inter Domain Routing) RFC 4632 ).(figura 02). Proporcionaram uma sobrevida do IPV4 desde então vem sendo apresentado e discutidas várias propostas de soluções. Finalmente em 1988 a RFC 2460 definiu o IPV6, contendo vários aspectos positivos como: [03] 3

4 128 bits para endereçamento; Cabeçalho base simplificado; Cabeçalhos de extensão; Identificação do fluxo de dados (QoS); Mecanismos de IPSec incorporados ao protocolo; Realiza a fragmentação e remontagem dos pacotes somente na origem e destino; Não requer NAT - todas conexões são fim-a-fim; Mecanismos que facilitam a configuração de redes. A implantação do IPV6 é necessária e inevitável. Embora o esgotamento dos endereços IPV4 não faça a Internet acabar, nem mesmo que ela deixe de funcionar, prevê-se que haverá uma diminuição na taxa de crescimento da rede. É possível também, que as conexões Internet fiquem mais caras. No entanto, a implantação do IPV6 não será algo rápido. Também não haverá uma data da virada para a troca de protocolo. A migração do IPV4 para IPV6 acontecerá de forma gradual, com o IPV4 ainda em funcionamento. Deste modo, haverá inicialmente um período de coexistência entre os dois protocolos. [04] O período de transição e de coexistência entre os protolocos IPv6 e IPv4 exigiu o desenvolvimento de técnicas auxiliares, inicialmente para resolver problemas de como conectar as novas redes IPv6 com o conteúdo das demais redes majoritariamente IPv4. Com o aumento da adoção do IPv6, essa cenário se inverterá e técnicas para garantir o acesso IPv6 a redes IPv4 legadas surgirão. Além disso, existe um terceiro tipo de técnica que busca aumentar a sobrevida do IPv4 enquanto a transição completa não ocorre. As técnicas de transição podem ser classificadas segundo sua funcionalidade: Pilha dupla: Consiste na convivência do IPv4 e do IPv6 nos mesmos equipamentos, de forma nativa, simultaneamente. Essa técnica é a técnica padrão escolhida para a transição para IPv6 na Internet e deve ser usada sempre que possível. Túneis: Permitem que diferentes redes IPv4 comuniquem-se através de uma rede IPv6, ou vice-versa. Tradução:Permitem que equipamentos usando IPv6 comuniquem-se com outros que usam IPv4, por meio da conversão dos pacotes. 4

5 REPRESENTAÇÃO DOS ENDEREÇOS O tamanho do endereço e a mudança mais observável. O IPV6 quadruplica o tamanho de um endereço IPV$ de 32 bits para 128 bits. [01] (figura 08) 32 bits dos endereços IPv4 são divididos em quatro grupos de 8 bits cada, separados por., escritos com dígitos decimais. Por exemplo: A representação dos endereços IPv6, divide o endereço em oito grupos de 16 bits, separando-os por :, escritos com dígitos hexadecimais (0-F). Por exemplo: 2001:0DB8:AD1F:25E2:CADE:CAFE:F0CA:84C1 Na representação de um endereço IPv6, é permitido utilizar tanto caracteres maiúsculos quanto minúsculos. Além disso, regras de abreviação podem ser aplicadas para facilitar a escrita de alguns endereços muito extensos. É permitido omitir os zeros a esquerda de cada bloco de 16 bits, além de substituir uma sequência longa de zeros por ::. Por exemplo, o endereço 2001:0DB8:0000:0000:130F:0000:0000:140B pode ser escrito como2001:db8:0:0:130f::140b ou 2001:DB8::130F:0:0:140B. Neste exemplo é possível observar que a abreviação do grupo de zeros só pode ser realizada uma única vez, caso contrário poderá haver ambigüidades na representação do endereço. Se o endereço acima fosse escrito 5

6 como 2001:DB8::130F::140B, não seria possível determinar se ele corresponde a 2001:DB8:0:0:130F:0:0:140B, a 2001:DB8:0:0:0:130F:0:140B ou 2001:DB8:0:130F:0:0:0:140B. Esta abreviação pode ser feita também no fim ou no início do endereço, como ocorre em 2001:DB8:0:54:0:0:0:0 que pode ser escrito da forma 2001:DB8:0:54::. Outra representação importante é a dos prefixos de rede. Em endereços IPv6 ela continua sendo escrita do mesmo modo que no IPv4, utilizando a notação CIDR. Esta notação é representada da forma endereço-ipv6/tamanho do prefixo, onde tamanho do prefixo é um valor decimal que especifica a quantidade de bits contíguos à esquerda do endereço que compreendem o prefixo. O exemplo de prefixo de sub-rede apresentado a seguir indica que dos 128 bits do endereço, 64 bits são utilizados para identificar a sub-rede. Prefixo 2001:db8:3003:2::/64 Prefixo global 2001:db8::/32 ID da sub-rede 3003:2 Esta representação também possibilita a agregação dos endereços de forma hierárquica, identificando a topologia da rede através de parâmetros como posição geográfica, provedor de acesso, identificação da rede, divisão da sub-rede, etc. Com isso, é possível diminuir o tamanho da tabela de roteamento e agilizar o encaminhamento dos pacotes. Com relação a representação dos endereços IPv6 em URLs (Uniform Resource Locators), estes agora passam a ser representados entre colchetes. Deste modo, não haverá ambiguidades caso seja necessário indicar o número de uma porta juntamente com a URL. Observe os exemplos a seguir: TIPOS DE ENDEREÇOS Existem no IPv6 três tipos de endereços definidos: Unicast este tipo de endereço identifica uma única interface, de modo que um pacote enviado a um endereço unicast é entregue a uma única interface; 6

7 Anycast identifica um conjunto de interfaces. Um pacote encaminhado a um endereço anycast é entregue a interface pertencente a este conjunto mais próxima da origem (de acordo com distância medida pelos protocolos de roteamento). Um endereço anycast é utilizado em comunicações de um-para-um-de-muitos. Multicast também identifica um conjunto de interfaces, entretanto, um pacote enviado a um endereço multicast é entregue a todas as interfaces associadas a esse endereço. Um endereço multicast é utilizado em comunicações de um-para-muitos. Maiores detalhes na figura abaixo. (figura 09) Diferente do IPv4, no IPv6 não existe endereço broadcast, responsável por direcionar um pacote para todos os nós de um mesmo domínio. No IPv6, essa função foi atribuída à tipos específicos de endereços multicast. 7

8 Endereços especiais Existem alguns endereços IPv6 especiais utilizados para fins específicos: Endereço Não-Especificado (Unspecified): é representado pelo endereço 0:0:0:0:0:0:0:0ou ::0 (equivalente ao endereço IPv4 unspecified ). Endereço Loopback: representado pelo endereço unicast 0:0:0:0:0:0:0:1 ou ::1 (equivalente ao endereço IPv4 loopback ). Este endereço é utilizado para referenciar a própria máquina, sendo muito utilizado para teste internos. Endereços IPv4-mapeado: representado por 0:0:0:0:0:FFFF:wxyz ou ::FFFF:wxyz, é usado para mapear um endereço IPv4 em um endereço IPv6 de 128-bit, onde wxyz representa os 32 bits do endereço IPv4, utilizando dígitos decimais. É aplicado em técnicas de transição para que nós IPv6 e IPv4 se comuniquem. Ex. ::FFFF: Algumas faixas de endereços também são reservadas para uso específico: 2002::/16: prefixo utilizado no mecanismo de transição 6to4; 2001:0000::/32: prefixo utilizado no mecanismo de transição TEREDO; 2001:db8::/32: prefixo utilizado para representar endereços IPv6 em textos e documentações. [06] POLÍTICAS DE ALOCAÇÃO E DESIGNAÇÃO Na hierarquia das políticas de atribuição, alocação e designação de endereços, cada RIR recebe da IANA (Internet Assigned Numbers Authority, em português Autoridade para Atribuição de Números da Internet) um bloco /12 IPv6. (figura 06) 8

9 O LACNIC, RIR que trabalha na América Latina e Caribe, trabalha com o bloco 2800::/12, alocado em 03/10/2006. O NIC.br, por sua vez, usa o bloco 2804::/16 (que é parte desse bloco do LACNIC). Antes da alocação dos /12 para os RIRs houve também algumas alocações menores. O LACNIC, por exemplo recebeu em 01/11/2002 o bloco 2001:1200::/23, e depois o bloco 2800:0000::/23, em 17/11/2005 (este último incorporado posterormente ao 2800::/12). O NIC.br trabalha também com blocos menores, provenientes dessas alocações antigas, o 2001:1280::/25 e o 2801:0080::/26. Ou seja: - blocos do LACNIC: 2800::/12 e 2001:1200::/23. - blocos do NIC.br: 2804::/16,2801:0080::/26 e 2001:1280::/25 (os blocos do NIC.br são subconjuntos dos blocos do LACNIC). A alocação mínima para ISPs é um bloco /32, no entanto, alocações maiores podem ser feitas mediante apresentação de justificativa de utilização. Um aspecto importante que merece destaque é que diferente do IPv4, com IPv6 a utilização é medida em relação ao número de designações de blocos de endereços para usuários finais, e não em relação ao número de endereços designados aos usuários finais. CABEÇALHO IPV6 9

10 O cabeçalho do IPV4 é composto por 12 campos fixos, podendo conter ou não opções, fazendo com que seu tamanho possa variar entre 20 e 60 bytes. [07] (figura cabeçalho IPV4). Estes campos são destinados a transmitir informações sobre: A versão do protocolo; O tamanho do cabeçalho e dos dados; A fragmentação; O tipo de dados; O tempo de vida do pacote; O protocolo da camada seguinte (TCP,UDP,ICMP); A integridade dos dados; A origem e o destino do pacote; Seis campos dos cabeçalhos IPV4 foram removidos, pois suas funções não sãomais necessários ou são implementadas pelos cabeçalhos de extensão. [07] (figura 07) 10

11 Quatro campos tiveram seus nomes alterados e seus posicionamentos modificados. Esses reposicionados foram definidos para facilitar o processamento dessas informações pelos roteadores. [7] (figura10) O campo Identificador de fluxo foi acrescentado, adicionando um mecanismo extra de suporte a Qos ao IP. (figura 11) 11

12 Deste modo, mesmo com um espaço para endereçamento de 128 bits, quatro vezes maior que os 32 bits do IPV4, o tamanho total do cabeçalho IPV6 é apenas duas vezes maior que o da versão anterior. (figura 12) Temos abaixo o cabeçalho IPV6 com os detalhes de seus respectivos campos. (figura 14) 12

13 O IPv4 e o IPv6 não são diretamente compatíveis, já que o IPv6 não foi projetado para ser uma extensão, ou complemento, do IPv4, mas sim, um substituto que resolve o problema do esgotamento de endereços. Embora não interoperem, os protocolos podem funcionar em paralelo nos mesmos equipamentos, possibilitando realizar a transição de forma gradual. Principais mudanças em relação ao IPV4 1) Quantidade de endereços: Arquitetura fim a fim sem NAT facilitando a rastreabilidade da rede e aplicações como antes impossibilitadas. 2) Modificação do cabeçalho: Cabeçalho mais simples e eficiente com 40 bytes fixos e previsão de cabeçalhos de extensão. 3) Segurança com IPSec: Com o suporte a IPSec mandatório, administradores poderão assegurar a autenticidade, privacidade e integridade de dados de suas redes. 13

14 4) Mecanismos de QoS: Identificação do fluxo de dados no cabeçalho permitirá implementação mais eficaz de políticas de QoS. 5) ICMP modificado: Mais eficaz, permitindo a autoconfiguração, descoberta de vizinhança e gerenciamento eficaz de grupos multicast. 6) Fragmentação feita somente na origem: Mais agilidade e menor carga no processamento dos pacotes nos roteadores intermediários. 7) Mobilidade: Suporte à mobilidade integrado ao protocolo irá facilitar aplicações de roaming e nomádicas. No entanto a mais significativa foi o MTU que o mínimo no IPv6 é de bytes (no IPv4 era 576 bytes), mas o recomendado é que ele seja maior que bytes, para que possa ser feita alguma forma de encapsulamento sem que a camada de rede precise fragmentar os dados. Ao contrário do IPv4, quando o protocolo da camada superior for o UDP, o checksum não é opcional. Ele é calculado e é levado em consideração o tamanho do pseudo-cabeçalho. Se o valor do checksum der 0x0000, ele deve ser passado para 0xFFFF. Assim, quando um nó IPv6 receber um pacote transportando UDP, se o checksum do UDP for 0x0000, o pacote será descartado. [09] Após algumas capturar pelo wireshark podemos ver um IPV 6 em execução. Figura 17 e figura 18) 14

15 Bibliografia: [1] - Comer, Douglas, 1949 Interligação de redes com TCP/IP, vol. 1 princípios, protocolos e arquitetura / Dopuglas E. Comer - Rio de Janeiro: Elsevier, ª reimpressão [02] -IPV6? Óxente, isso presta? Disponível em: Acesso : 03/04/2016 [03] - Transição Disponível em : - Acesso: 03/04/2016 [04] - CURSO DE INTRODUÇÃO DO IPV6 OFERECIDO PELO NIC.BR Disponível em: https://www.pop-ba.rnp.br/files/cursos/ipv6/ipv6_mod1.htm: A cesso 03/04/2016 [05] - IPV6 - RECURSOS EDUCACIONAIS ABERTOS - Disponível em: https://reaipv6.wordpress.com/ipv6xipv4/: Acesso 03/04/2016 [06] - Representação dos endereços Disponivel em: - Acesso em 04/04/20126 [07 ] Curso de introdução ao IPV6 - https://www.popba.rnp.br/files/cursos/ipv6/ipv6_mod1.htm - Acesso em 03/04/

16 [08]- Como funciona o IPv6 - https://technet.microsoft.com/enus/library/cc781672(v=ws.10).aspx - Acesso em 05/04/2016 [09]- IPv4 e IPv Acesso em 05/04/2016 [10] - CURSO IPv6 BÁSICO - - Acesso em 05/04/

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