IPv6 A nova versão do Protocolo IP

Transcrição

1 IPv6 A nova versão do Protocolo IP A internet precisa continuar crescendo...

2 Agenda A Internet e o TCP/IP Entendendo o esgotamento do IPv4 Por que IPv6? O que melhorou? Nova estrutura do IPv6 Técnicas de transição Oportunidades e desafios Cursos Livros Testes

3 Antes de tudo... Modelo OSI Modelo TCP/IP 7 Apresentação 6 Sessão 5 Aplicação 5 Aplicação 4 Transporte 4 Transporte 3 Rede 3 Rede 2 Enlace 2 Enlace 1 Física 1 Física IPv4/IPv6

4 A Internet e o TCP/IP Criação da ArpaNet Criação do protocolo IP (IPv4) ArpaNet adota TCP/IP como protocolo padrão IETF aponta que os endereços IPv4 serão insuficiente IEFT criada um grupo para desenvolver uma solução Primeiro Kernel Linux com suporte IPv6 Primeiro teste com IPv6 no Windows Primeiro MacOS com suporte IPv6 Governo do EUA obriga adoção do IPv6 até 2008 Esgotamento dos IPv4 na IANA

5 Distribuição dos endereços IPv4 No início houve um grande desperdício de endereços. Os mesmos eram classificados em 5 classes: A: 16 milhões de hosts - até B: 65 mil de hosts - de até C: 256 endereços - de até D: Multicast - de até E: Reservados IANA - de até

6 Distribuição dos endereços IPv4 Exemplo: Uma empresa cerca de 250 hosts recebia uma Classe C (256 hosts). Uma outra empresa com cerca de 400 hosts recebia uma Classe B (65 mil endereços), porém menos de 1% destes endereços eram realmente utilizados. Já uma empresa com mais de hosts, recebia uma Classe A (16 milhões de endereços), algumas empresas que receberão estas classes no início foram: Apple, HP, IBM, NASA, AT&T, Xerox e outras.

7 Mal começou e já está acabando... Um estudo realizado pelo ROAD (Routing and Addressing IETF)em 1992, demonstrou que os endereços IPv4 se esgotariam rapidamente, devido à má distribuição dos endereços: - 46 das 126 Classe A já estavam alocadas, restando apenas 81; das Classe B já estavam alocadas, restando apenas 10915; O estudo também relatou que esta taxa de alocação de IPs dobraria anualmente, se as alocações continuassem de tal forma, os endereços IPv4 disponíveis se esgotariam em 15 meses.

8 E agora... O ROAD visando resolver esta limitação, criou um grupo de estudos que apresentou algumas propostas para resolver estas limitações. RFC4632 CIDR (Classless Inter-Domain Routing) RFC1918 Address Allocation for Private Network RFC1631 NAT (Network Address Translate) RFC2131 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Todas estas soluções contribuíram para retardar o esgotamento dos endereços IPv4 e permitir a evolução da Internet até os dias de hoje, até que um novo protocolo fosse desenvolvido.

9 Qual a solução definitiva? RFC1752 The recomendation Generation Protocol). for the IP Next Em 1995 o IEEE Network recebeu 3 propostas: CATNIP concebido como um protocolo convergente, que permitia qualquer protocolo da camada de transporte ser executado sobre qualquer protocolo de rede, como OSI, Novell e outros. TUBA criou um mecanismo de expansão do espaço de endereçamento IPv4 através dos hosts e servidores DNS. SIPP concebido para ser uma etapa evolutiva do IPv4, aumentando o espaço de endereçamento para 64 bits.

10 Requisitos para o novo protocolo O IPv6, teve seu primeiro draft oficial escrito pela RFC2460 em Onde foram apresentados os requisitos definitivos para o substituto do IPv4. Expansão do espaço de endereçamento Simplificação do cabeçalho Suportar expansões opcionais Permitir TAG de identificação no cabeçalho Funções de autenticação e privacidade

11 IPv6 Cabeçalho O cabeçalho IPv4 se tornou muito complexo ao passar dos anos, o que exige uma capacidade de processamento muito alta para os roteadores. A proposta do cabeçalho IPv6 é de simplificá-lo, removendo alguns campos desnecessários. Cabeçalho IPv4 Cabeçalho IPv6

12 IPv6 Endereçamento O IPv4 utiliza 32 bits para endereçamento, agrupados em 4 octetos separados através de um ponto, utilizando endereços decimais. Host IPv4: Já o IPv6 utiliza 128 bits para endereçamento e é agrupado em 8 blocos separados por dois pontos (:), além de utilizar caracteres Hexadecimais. Host IPv6: 2001:0100:ABCD:1941:A0B1:3C4D:B0C4:1234

13 IPv6 Quantidade de endereços O IPv4 é formado por 32 bits, o que resulta em pouco mais de 4 bilhões de endereços diferentes, ainda temos que desconsiderar as classes não utilizáveis, sendo assim, teremos cerca de 85% dos endereços disponíveis para uso de fato. Classes reservadas que não podem ser utilizadas /8 (endereços reservados pela IANA) /8 (endereços para redes privadas) /8 (endereços de Loopback) /12 (endereços para redes privadas) /24 (endereços para documentação) /16 (endereço para redes privadas) /4 (endereços Multicast) /4 (endereços reservados para uso futuro)

14 IPv6 Quantidade de endereços Já o IPv6, endereçamento. utiliza 128 bits de espaço para Você imagina quantos endereços isso significa?

15 IPv6 Quantidade de endereços Em números absolutos isso significa: Colocando temos: estes números em algumas comparações, Comparado ao IPv4: 4 bilhões de vezes maior (2^96) Por ser humano na Terra hoje: 56 octilhões Por m² na Terra: 665 sextilhões Atualmente a quantidade de dispositivos novos conectados à Internet cresce em uma razão exponencial, mantendo este crescimento, os estudos apontam que os endereços IPv6 irão se esgotar por volta de 2080.

16 IPv6 Tipos de endereços UNICAST identifica de maneira única uma interface ou um nó IPv6. Este é o endereço mais conhecido e utilizado por nós. MULTICAST identifica um grupo de interfaces IPv6. Os pacotes enviados para estes endereços são processados por todos os membros deste grupo. ANYCAST é um endereço que pode identificar mais de uma única interface em múltiplos nós IPv6. Um pacote enviado para um IP ANYCAST será encaminhado para o nó ou interface mais próxima.

17 IPv6 Endereço UNICAST A grande diferença entre o endereço unicast IPv4 e o IPv6 é que na nova versão do protocolo IP, utiliza três tipos diferentes de endereços: GLOBAL LINK é o endereço IPv6 equivalente aos endereços públicos IPv4. São endereços roteáveis e acessíveis através da Internet. Correspondem aos IPv6 2000:: a 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff. LINK LOCAL é um endereço atribuído automaticamente, ele é o substituto dos endereços IPv Não devem ser roteados e acessíveis via Internet. UNIQUE LOCAL são os endereços reservados para uso em redes privadas, apesar de serem roteáveis, não são acessíveis via Internet. Substituirão os endereços , e

18 IPv6 Endereço MULTICAST Uma outra alteração de grande peso introduzida no IPv6 é a remoção do BROADCAST. Todas as funções que exigiam endereços envio de pacotes do tipo broadcast utilizam pacotes do tipo multicast. Segue alguns exemplos: Descoberta de vizinho (ARP) Descoberta de roteadores Servidores NTP Agentes DHCP Descoberta de OSPF routers Descoberta de RIP routers FF01::1 (all-nodes) FF01::2 (all-routers) FF02::101 FF05::1:4 FF02::5 FF02::6

19 IPv6 Autoconfiguração Além da configuração de IP automática utilizando servidor DHCP, no IPv6 chamado de statefull autoconfiguration ou DHCPv6. A nova versão do protocolo IP implantou uma segunda opção de autoconfiguração, sem a necessidade de utilizar um Servidor DHCP, conhecida também como stateless autoconfiguration. RS all-routers Internet Reply RA Prefix IPv6

20 IPv6 Roteamento O novo protocolo também afetou os protocolos de roteamento. Nem todos os protocolos conseguiram se adequar. Sem ter outra saída, foi necessário criar um novo para atender exclusivamente ao IPv6: Static RIP OSPF IS-IS EIGRP BGP apenas foi atualizado foi desenvolvido o RIPng foi desenvolvido o OSPFv3 apenas foi atualizado foi densenvolvido o EIGRPv6 apenas foi atualizado

21 IPv6 Mobilidade A função de mobilidade implantada no IPv6, permite mesmo que o host tenha se movido para outro local e recebido um outro endereço. O mesmo possa continuar acessível. Home Agent Internet Mobile Node Home address

22 IPv6 Mobilidade A função de mobilidade implantada no IPv6, permite mesmo que o host tenha se movido para outro local e recebido um outro endereço. O mesmo possa continuar acessível. Home Agent Home link Internet Mobile Node

23 IPv6 Segurança - IPSec Atualmente o valor das informações transmitidas pela Internet estão cada vez maiores. O aspecto de segurança é um ponto crítico para os acessos hoje. Como todos os hosts terão endereços públicos, o IPSEC, criptografia realizada no cabeçalho IP, foi implantado de forma nativa no IPv6. Garantindo que todos os dados transmitidos sejam criptografos, apenas os endereços de origem e destino devem ser consultados durante o caminho do pacote. Legal, muito bom! Mas... e o que acontece com os Firewall, IDS, IPS e demais soluções de controle de acesso?

24 IPv6 Outras funcionalidades Até agora foram exibidas as principais alterações e melhorias do protocolo, porém existem muitas outras: MTU Discovery Header opcionais no cabeçalho Removido o checksum do cabeçalho IP Qualidade de serviço Não utiliza broadcast Protocolo ARP foi substituído Entre muitas outras...

25 IPv6 Transição Coexistência O IPv6 não irá substituir o IPv4 completamente, pelo menos nos próximos 10 ou 15 anos a versão 4 do protocolo ainda será utilizado. O período de implantação do IPv6 irá demorar alguns anos e a Internet não pode parar. Por isso ambos irão coexistir nas redes. As três principais técnicas utilizadas são: PILHA DUPLA TUNELAMENTO TRADUÇÃO

26 IPv6 Pilha dupla Considerada pelos mais estudiosos e otimistas, esta opção seria a mais fácil e transparente para realizar a implantação do IPv6. Porém exige que todos os dispositivos da rede tenham suporte nativo ao IPv6. E isto requer investimento... DNS AAAA DNS 2a03:2880:2110:cf01:face:b00c:0:9 HTTP request via IPv6 Internet IPv4/IPv6 HTTP reply via IPv6 Host IPv4: IPv6: 2001:CB0:100::F4C4 Switch Gateway IPv4: IPv6: 2001:CB0:100::1 IPv4: IPv6: none Facebook.com IPv4: IPv6: 2a03:2880:2110:cf01:face:b00c:0:9

27 IPv6 Pilha dupla Considerada pelos mais estudiosos e otimistas, esta opção seria a mais fácil e transparente para realizar a implantação do IPv6. Porém exige que todos os dispositivos da rede tenham suporte nativo ao IPv6. E isto requer investimento... DNS AAAA DNS AAAA sem resposta DNS A DNS A HTTP request via IPv4 HTTP reply via IPv4 Host IPv4: IPv6: 2001:CB0:100::F4C4 Switch Gateway IPv4: IPv6: 2001:CB0:100::1 Internet IPv4/IPv6 IPv4: IPv6: none Facebook.com IPv4: IPv6: 2a03:2880:2110:cf01:face:b00c:0:9

28 IPv6 Tunelamento A técnica de tunelamento é a técnica mais indicada para iniciar os testes com IPv6. Atualmente existem várias operadoras que oferecem túneis gratuitamente na Internet. Esta técnica não exige que todos os equipamentos suportem IPv6. A grande maioria dos provedores de acesso, ainda disponibiliza conexão IPv6 para clientes residenciais. Internet IPv6 Facebook.com IPv4: IPv6: 2a03:2880:2110:cf01:face:b00c:0:9 Host IPv4: IPv6: 2001:CB0:100::F4C4 Internet IPv4 Switch Gateway IPv4: IPv6: 2001:CB0:100::1 Servidor Broker IPv4: IPv6: 2001:B50:23::67AB

29 IPv6 Tradução (NAT64) Esta técnica é similar ao NAT utilizado no IPv4, porém é feita uma tradução completa do protocolo. Este escopo será utilizado em último caso, visto que é a técnica que requer maior complexidade para configuração e utiliza muito processamento e memória. Acesso via IPv4 (tradução) Conexão IPv6 Conexão IPv4 Internet IPv4/IPv6 Gateway IPv4 (NAT): IPv6: 2001:CB0:100::1 Host IPv6 IPv6: 2001:CB0:100::F4C4 IPv4: IPv6: none Facebook.com IPv4: IPv6: 2a03:2880:2110:cf01:face:b00c:0:9 Switch Conexão IPv6 Acesso via IPv6 (nativo)

30 FAQ sobre o IPv6 A implantação do IPv6 será feita gradualmente. Considerando que o esgotamento do IPv4 é uma realidade, o IPv6 já está totalmente desenvolvido e grande parte das aplicações, sistemas operacionais e dispositivos novos já suportam a nova versão do protocolo. Algumas questões que dificultam a implantação do IPv6: - Adaptação dos fabricantes - Investimento de infraestrutura - Pouco conteúdo ou pouco acesso? - Falta de capacitação técnica

31 Alguns números sobre o IPv6 O PTT é um projeto mantido pelo Nic.br que incentiva a troca de tráfego nas regiões de todo o Brasil. Em São Paulo o PTT é responsável por boa parte do tráfego nacional. Os gráficos abaixo mostram exatamente qual é a comparação entre tráfego IPv4 e IPv6.

32 Alguns sites disponíveis em IPv6

33 Saiba mais... Link Assuntos Blog da RJ Network. Saiba de tudo que rola no mundo das redes e Internet Página da RJ Network no Facebook Página da RJ Network no Linkedin Página da RJ Network Twitter Mais informações sobre IPv6! Aproveite e realize um teste de ping e traceroute!

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