O IP atual (IPv4)

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O IP atual (IPv4)

• Extremamente bem sucedida
• Dotou a Internet com a capacidade de
• conectar redes heterogêneas
• suportar mudanças dramáticas de hardware
• suportar o crescimento em escala da rede

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Por que mudar?

• Limitado espaço de endereçamento
• IP 32 bits (acomoda milhões de rede)
• Crescimento exponencial da Internet
• Encaminhamento cada vez mais difícil
• Tendência esgotamento de endereços
• Segurança não integrada

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Por que mudar?

• IP atual não define um tipo de serviço que possa
  ser usado para entrega de áudio e vídeo em tempo
  real
• Capacidade para novos tipos de endereçamento e de
  routing, que permitam implementar técnicas de
  colaboração, capazes de suportar comunicações
  entre um grupo de utilizadores análogos como por
  exemplo em teleconferências

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O nome e o número da versão

• IP atual versão 4
• novo IP IP next generation (IPng)
• muitas propostas com este nome ambiguidade
• Então Ipv5
• já era o número da versão de um protocolo
  experimental ST
• Solução IPv6

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Objetivos do novo IP

• Suporte a bilhões de hosts
• Redução da tabela de roteamento
• Protocolo passível de expansão, através do uso de
  cabeçalhos de extensão
• Simplificação do cabeçalho do protocolo,
  diminuindo o tempo de processamento na análise
  dos cabeçalhos, por parte de roteadores e hosts

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Objetivos do novo IP

• Garantia de mais segurança (autenticação e
  privacidade)
• Criação de um campo que suporte mecanismos de
  controle de qualidade de serviço, gerando maior
  sensibilidade ao tipo de serviço, como, por
  exemplo, serviços de tempo real
• Melhorias no roteamento, inclusive no que tange a
  hosts móveis

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Objetivos do novo IP

• Permissão para máquinas wireless mudarem
  fisicamente de lugar sem mudança em seus
  endereços IP
• Habilitação de máquinas se auto configurarem
  (número IP, servidor de nome) ao serem ligadas na
  rede
• Endereços anycast ,multicast e unicast
• Coexistência das duas versões do protocolo por um
  bom tempo!

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IPv6

• Espaço de endereçamento muito maior (128 bits de
  endereço)
• Endereçamento global, único e hierárquico
• Mecanismo para auto-configuração de interfaces de
  rede
• Classes de serviço
• Encaminhamento mais eficiente
• Segurança Nativa (IPSec AH e ESP)
• Mecanismos de autenticação e criptografia
• Mecanismos de transição IPv4 - IPv6
• Coexistência com IPv4

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Endereçamento

• Número de endereços 2128 3,40 x 1038
• Acredita-se que o espaço de endereçamento será
  suficientemente grande para, no futuro, responder
  à exigência de endereços
• Se a atribuição de endereços for à taxa de 1
  milhão em cada 1 microssegundo, serão necessários
  1019 anos para atribuir todos os endereços
  possíveis
• A superfície da terra tem aproximadamente
  5,1x108 km2 , o que significa a existência de
  6,6x1023 endereços por m2 (36.166 efetivos)

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Notação de Endereços IPv6

• Os endereços de 128-bit escritos numa notação
  decimal necessitam de 16 grupos separados por
  pontos, ou seja, quatro vezes mais em relação ao
  endereço IPv4
• 105.220.136.100.255.255.255.255.0.0.18.128.140.10.
  255.255
• Para facilitar usa-se uma notação hexadecimal com
  8 grupos de 16 bits separados por
• 80000000000000000123456789ABCDEF

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Simplificações nos endereços IPv6

• Supressão de zeros à esquerda de cada grupo
• 10800008800200C417A
• 00000001
• Usa a notação para representar múltiplos
  grupos de 16 bits com zeros, só pode ser usado
  uma vez em cada endereço
• 800012356789ABCDEF
• 00000001 ou 1
• Os endereços IPv6 que começam com 96 zeros são
  interpretados como contendo endereços IPv4 nos 32
  bits de mais baixa ordem

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Endereçamento

• Unicast identifica uma única interface IPv6
• Anycast especifica um conjunto de computadores
  com o mesmo prefixo o datagrama é encaminhado
  pelo caminho mais curto para um deles
• Multicast identifica um conjunto de interfaces.
  Um pacote com um endereço de destino multicast é
  enviado para todas as interfaces identificadas
  por esse endereço multicast

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Endereçamento

• Não existem endereços de broadcast em IPv6
• Todos as interfaces têm pelo menos um endereço
  unicast local
• A uma interface podem ser atribuídos vários
  endereços IPv6 de qualquer tipo (unicast,
  anycast, multicast)

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Atribuição dos endereços IPv6

• Apenas 15 do espaço de endereçamento será
  inicialmente atribuído
• Os restantes 85 são reservados para uso futuro

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Auto-configuração

• Um terminal deve ser capaz de obter a sua
  informação de configuração automaticamente
• Deve ser possível alterar elementos de
  configuração da rede e ter estas alterações
  propagadas por todos os terminais automaticamente

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Auto-configuração

• Métodos de auto-configuração
• Stateless configuração é determinada pela
  rede, o endereço é gerado pelo terminal através
  informações locais (endereço MAC) e por
  informações dos roteadores (prefixo)
• Statefull configuração é determinada pelo
  gestor de rede, modelo cliente-servidor que
  utiliza DHCPv6 para atribuir os endereços.
• Processo
• criação de um endereço link-local
• verificação de unicidade do endereço
  link-local
• determinação de informação a ser auto
  configurada (endereços, gateways, )

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Pacote IPv6

• O pacote IPv6 é composto por 3 partes
• Cabeçalho de base
• Tamanho fixo de 40 octetos com 8 campos de
  informação.
• Cabeçalhos de extensão
• Campos de informações opcionais.
• Informação

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Cabeçalho do IPv4
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Cabeçalho de base do IPv6
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Diferenças

• Hlength eliminado (fixo)
• Informação de fragmentação cabeçalhos de
  extensão
• TTL mudou para hop limit
• Service Type mudou para Flow Label
• O campo protocolo passou a ser o campo next
  header (próximo header)
• Campo Checksum do cabeçalho eliminado,pois
  assume-se que a detecção de erros é efetuada nas
  camadas superiores ou inferiores

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Campos do cabeçalho IPv6

• Version número da versão
• Priority identifica a prioridade de entrega
  desejada de pacotes, relativos a outros pacotes
  do mesmo remetente
• Flow label rotula os pacotes para que respondam
  a manipulações especiais dos roteadores e
  identifica os pacotes de um mesmo fluxo

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Campos do cabeçalho IPv6

• Payload Length tamanho do payload. O dado (sem
  o header) transportado
• Next header se existir header de extensão
  especifica o seu tipo, caso contrário identifica
  o protocolo acima do IP, mesmos valores do IPv4
• Hop Limit Número máximo de hops pelos quais o
  pacote pode trafegar, descartado quando chega em
  0
• Source Address (128 bits)
• Destination Address (128 bits)

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Cabeçalhos de extensão

• Informação opcional do IPv6 - cabeçalhos
  separados, denominados por cabeçalhos de extensão
• Colocados entre o cabeçalho de base do IPv6 e o
  cabeçalho do protocolo de transporte
• Um pacote IPv6 pode transportar 0, 1, ou mais
  cabeçalhos de extensão
• Devem ser processados na ordem em que aparecem

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Cabeçalhos de extensão

• a) cabeçalho base dados
• b) cabeçalho base cab. Roteamento dados

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Tipo de cabeçalhos de extensão

• Opções nó-a-nó
• Encaminhamento
• Fragmentação
• Opções de Destino
• Autenticação
• Privacidade

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Tipos de cabeçalho de extensão

• Hop-by-Hop (nó-a-nó)Usado para carregar
  informações opcionais que devem ser examinados
  por todos os nós até o destino (único que é
  processado por nós intermediários)

-------------------------
------- Next Header Hdr Ext Len
---------
-------

.
. .
Options . .

.
-----------
---------------------
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Tipos de cabeçalho de extensão

• Routing (encaminhamento) usado por um remetente
  para listar um ou mais nós intermediários para
  serem visitados no caminho

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  ------------------------
-------- Next Header Hdr Ext Len
Routing Type0 Segments Left
------------------------
-------- Reserved
Strict/Loose Bit Map
------------------------
--------

Address1

----------------
---------------- .
.
. . .
. .
.
. ------------------------
--------

Addressn

----------------
----------------

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Tipo de cabeçalhos de extensão

• Fragment (fragmentação) usado por uma remetente
  para enviar pacotes maiores do que caberiam no
  MTU.
• A fragmentação é realizada pelos remetente,
  diferentemente do IPv4. Os roteadores só fazem
  descartar os datagramas maiores que o MTU

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Pacote Original ---------
-----------------------------------//---------
--- Unfragmentable first second
last Part fragment
fragment .... fragment
--------------------------------------------
//------------

Pacotes do Fragmento ---------------
------------------------- Unfragmentable
Fragment first Part
Header fragment ------------------------
----------------   --------------------------
-------------- Unfragmentable Fragment
second Part Header
fragment ----------------------------------
------ o -----------------
------------------- Unfragmentable
Fragment last Part Header
fragment ----------------------------------
--
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MTU no IPv6

• O transporte do IPv6 requer que todas as ligações
  ao longo de um percurso, tenham um MTU mínimo de
  1280 octectos
• Um pacote que exceda o MTU de uma ligação é
  descartado e uma mensagem ICMP é enviada para o
  nó de origem
• O nó de origem precisa determinar o MTU mínimo do
  percurso até ao destino (Path MTU Discovery RFC
  1981)
• Fragmentação dos pacotes efetuada apenas no nó de
  origem
• Os nós que não implementam Path MTU Discovery
  usam o MTU1280

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O Propósito de vários headers

• Economia
• não é necessário que o header contenha todas as
  informações de todas as potencialidades
• isso reduz consumo de largura de banda
• Capacidade de Expansão
• IPv4 header fixo - mudanças caras
• IPv6 novas funções facilmente adicionáveis.
  Basta criar um novo header p/ ela.

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Desempenho nos Roteadores

• Não há cálculo do tamanho do cabeçalho
• Não há cálculo do checksum do cabeçalho
• Não há procedimentos de fragmentação/montagem

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6Bone - o que é?

• Rede internacional de testes IPv6
• Operacional desde Julho de 1996, hoje participam
  mais de 53 países
• Serve de suporte a testes de implementação do
  protocolo IPv6 em diversas plataformas
• No Brasil, foi criado o BR-6Bone, um backbone
  IPv6 ligado ao 6bone coordenado pela RNP

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6Bone - Objetivos

• Introdução dos mecanismos de transporte e
  encaminhamento na rede global Internet, através
  da rede 6Bone.
• Geração de RFCs informativos sobre os
  conhecimentos obtidos com a experimentação e
  utilização de diversas tecnologias IPv6.
• Colaboração com os grupos IETF ligados ao IPv6.
• Desenvolvimento de técnicas e mecanismos de
  transição para IPv6.
• Desenvolvimento de técnicas e mecanismos de
  encaminhamento sobre IPv6.