Princípios de desenho do nível IP na Internet

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1 Princípios de desenho do nível IP na Internet 1. Ter a certeza que funciona. 2. Manter os protocolos simples. 3. Fazer escolhas claras. 4. Tirar proveito da modularidade. 5. Esperar heterogeneidade. 6. Evitar opções e parâmetros estáticos. 7. Procurar um bom desenho não é necessário o óptimo. 8. Ser rigoroso ao enviar, mas tolerante ao receber. 9. Ser escalável. 30. Ter em consideração o custo e o desempenho.

2 NAT (Tradução de Endereços de Rede) A utilização de tradução de endereços de rede (e de portos) nos routers permite que várias máquinas numa rede local possam comunicar com outras sem possuírem endereços IP válidos na Internet. É usado um equipamento de rede (geralmente, um router ou uma firewall) que possui pelo menos dois interfaces de rede e realiza a conversão do endereço IP (e dos portos) nos datagramas IP enviados e recebidos. Internamente, o equipamente gere uma tabela de traduções activas em cada instante: Endereço Porto Endereço Porto Porto Protocolo Privado Privado Externo Externo NAT TCP TCP Existem ligações das máquinas com os endereços e ao servidor Web no endereço Internet O servidor Web vê duas ligações originárias do mesmo endereço IP respectivamente com os portos e O NAT afecta o ICMP e todas as aplicações que passem endereços IP e portos como parte dos dados. Para manter a ilusão de transparência, o router que realiza o NAT pode interpretar e responder às mensagens ICMP, e substituir os endereços e portos em protocolos normalizados (ex. FTP), mas as aplicações genéricas não são suportadas.

3 DHCP O DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) estende o BOOTP, permitindo realizar a alocação dinâmica dos endereços IP a estações. Para cada rede existe pelo menos um servidor de DHCP com as configurações da rede e um conjunto de endereços IP a atribuir às máquinas. As máquinas obtêm o endereço IP durante o arranque, difundindo na rede um pacote DHCPDISCOVER para o endereço de difusão da rede ( ), e recebendo no endereço MAC uma mensagem DHCPOFFER dos servidores DHCP na rede. O protocolo está preparado para a existência de vários servidores DHCP numa rede após receber várias respostas realiza o aluguer de apenas uma das ofertas durante um período de tempo renovável (mensagens DHCPREQUEST e DHCPACK) Para além do endereço IP, fornece outro tipo de informação às estações: endereço IP do sistema de ficheiros endereço IP do router por omissão máscara da subrede a usar Nome de ficheiro com inicializações (pode ser uma imagem do sistema operativo, etc) O ficheiro de inicialização é obtido com um protocolo de transferência de ficheiros Limitação: O DHCP não inicializa o nome DNS da estação.

4 Os pacotes de difusão apenas circulam na rede local. O DHCP usa retransmissores DHCP para interligar várias redes locais a um servidor DHCP. Os retransmissores DHCP intersectam todas as mensagens DHCPDISCOVER e reenviam-nas para o servidor DHCP, recebendo a resposta e reenviando-na para a máquina. unicast para servidor Difusão Retransmissor DHCP Outras redes Servidor DHCP Máquina

5 Protocolos de encaminhamento da Cisco Para além do OSPF e do RIP, a Cisco disponibiliza nos seus routers dois protocolos proprietários: o IGRP e o EIGRP. O IGRP (Inter-Gateway Routing Protocol) é, como o RIP, um protocolo de vector de distâncias. Mas usa uma métrica configurável baseada em: D Atraso entre nós (em dezenas de microsegundos); B Largura de banda (em kbis/s); L Carga na rede (em % largura de banda 0 255); E taxa de erros no caminho (0 255); H Distância em número de troços (Máximo de 255); MTU o valor mínimo de MTU no caminho. A métrica é calculada com a fórmula: K 1* B + ( K 2 * B) ( 256 L) + K3* D + K5 ( E + K 4) O IGRP suporta balanceamento de carga entre múltiplos caminhos. O IGRP evita os problemas de "contagem para infinito" usando: Separação de horizontes; Holddown após aparecer um valor infinito, fixa o valor infinito durante um intervalo de tempo, antes de procurar novos caminhos); Actualização das tabelas desencadeada por modificação na rede (para além da actualização periódica de 90 em 90 seg). O EIGRP (Enhanced IGRP) é uma versão melhorada do IGRP, que também suporta: Encaminhamento para endereços IP sem classes (CIDR); Melhores métodos de convergência; Pacotes "Hello" (descoberta de nós vizinhos); Mecanismos de transporte fiável.

6 Transição IPv4 IPv6 Apesar da utilização de CIDR e de tradução de endereços (NAT) o número de endereços IPv4 está rapidamente a esgotar-se. É necessário adoptar o IPv6. Fonte: IEEE Communications, Junho 2002, pp A Internet não vai mudar toda de IPv4 para IPv6 a transição vai ser gradual num período de vários anos. A transição vai ocorrer inicialmente na Ásia e na Europa, devido à escassez de endereços IPv4. Japão: 2005 todos os ISPs devem suportar IPv6 Europa: UMTS vai usar IPv6 Neste momento: Os sistemas operativos já suportam IPv6: Windows XP, Windows 2000, Linux, Solaris, Vários fabricantes de encaminhadores já suportam IPv6: Juniper, Nortel, Hitachi, Cisco,

7 A IETF definiu um conjunto de mecanismos para suportar a transição para IPv6, que usam uma (ou mais) de três formas: Camada dupla (dual stack) Túneis Tradução App. IPv4 App. IPv6 Sockets API UDP/TCP v4 UDP/TCP v6 IPv4 IPv6 L2 L1 Na camada dupla (dual stack) os equipamentos terminais e encaminhadores instalam tanto a camada IPv4 como a IPv6. Funcionam: IPv4 IPv4? IPv6 IPv6? IPv6 IPv4? IPv4 IPv6? Sim. Sim. Parcialmente. Não. Para resolver completamente o problema de inter-operação IPv4-IPv6 é necessário recorrer a tradução. A tradução pode: ocorrer em várias camadas de protocolo: rede, transporte e aplicação; ocorrer tanto na máquina como num encaminhador; ser com estado ou sem estado; ser configurada ou transparente.

8 A instalação do IPv6 vai ser realizada inicialmente em subredes isoladas, que vão ser sucessivamente alargadas até cobrir a totalidade da rede. O último mecanismo de transição é a criação de túneis que interligam as ilhas IPv6 através da rede IPv4, e posteriormente, as ilhas IPv4 através da rede IPv6. O principal problema é a configuração dos túneis: manual; através DNS ou DHCP; embedendo informação no endereço IPv6 (prefixo); usando IPv6 anycast. Pode haver vários níveis hierárquicos de túneis: e.g. IPSec sobre IPv6 sobre IPv4 Os túneis são criados entre encaminhadores, ou entre máquinas.

9 Mecanismos de transição propostos pelo IETF Nome Conectividade Tipo Localização Comentário Dual stack IPv4-IPv4 sobre IPv4, Dual stack Num (S)istema ou Presente na maior parte dos sistemas IPv6-IPv6 sobre IPv6 (E)quipamento operativos SIIT (Stateless IP/ICMP IPv6-IPv4, IPv4-IPv6 Tradutor Num S ou E Ignora opções IPv4 e IPv6, usado no Translation) NAT-PT BIS (Bump-In-the-stack) IPv4-IPv6 Tradutor Num E Tradutor a nível de IPs, API igual BIA (Bump-In-the-API) IPv4-IPv6 Tradutor Num E Tradutor a nível de API NAT-PT (Network- IPv6-IPv4, IPv4-IPv6 Tradutor Num S Encaminhador NAT que interliga as Address-Translation- redes IPv6 e IPv4. Protocol Translation) MTP (Multicast IPv6-IPv4, IPv4-IPv6 Tradutor Num S Encaminhador NAT para Multicast Translation State) (multicast) FFxx::a.b.c.d/96 TRT (Transport Relay IPv6-IPv4 Tradutor Num S Tradução TCP/UDPv6 Translator) TCP/UDPv4 SOCK64 IPv6-IPv4, IPv4-IPv6 Tradutor Entre S e E API socket modificada 6over4 IPv6-IPv6 sobre IPv4 Túnel Entre S e E Embeber IPv4 nos últimos 64 bits IPv6, usa Network Discovery como ARP. ISATAP (Intra-Site- IPv6-IPv6 sobre IPv4 Túnel Entre S e E Usa endereços IPv6 compatíveis Automatic Tunnel com IPv4, DNS ou anycast para Addressing Protocol) seleccionar router remoto. DSTM (Dual Stack IPv4-IPv4 sobre IPv6 Túnel Entre S e E DHCPv6 atribuí IPv4 temporário, ou Translation Mechanism) DNS Configured IP-in-IP IPv4-IPv4 sobre IPv6, Túnel Entre S e E, dois S, Configuração estática IPv6-IPv6 sobre IPv4 dois E 6to4 IPv6-IPv6 sobre IPv4 Túnel Entre dois E Automática :EndV4:://48