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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Escola Politécnica
Departamento de Engenharia Eletrônica e de Computação
Redes de Computadores II
Shim 6 e IPv6 multihoming
Aluna
Priscilla Lusie Coelho Velozo
Professores
Otto Carlos M. Bandeira Duarte
Luis Henrique M. K. Costa
Novembro/2009
Sumário
1.
2.
3.
Introdução
Multihoming
Protocolo IP
3.1 IPv4
3.2 IPv6
3.2.1 Motivação
3.2.2 Tipos de endereços
3.2.3 Fragmentação
3.3.4 Cabeçalho
3.3.5 Cabeçalho Extra
3.3 IPv4 x IPv6
4.
5.
Shim 6
Conclusão
1. Introdução
 “Escassez” de endereços IP
 Uso comercial atual da internet
 Múltiplos endereços IP por interface
 Serviços sobre IP


VoIP
Streaming de vídeo em tempo real
2. Multihoming
 Múltiplos pontos de conexão


Evita a falha de conexão
Permite o equilíbrio da carga de computadores
 Posicionamento dos roteadores e switches

Evitar ponto único de controle de hardware
2. Multihoming - continuação
 Link único, Múltiplos endereços IP

Falha do link, queda da conexão
 Múltiplas interfaces, endereço IP único
por interface



Cada interface tem um ou mais endereços IP
Se um link falhar, basta utilizar outro endereço IP
Conexões existentes não poderão ser continuadas
por outra interface
2. Multihoming - continuação
 Múltiplos links, endereço IP único



Multihoming de fato
Utiliza o protocolo BGP para controlar o roteamento
das mensagens
Mais comumente usado para um site e não para
uma estação única
 Múltiplos links, múltiplos endereços IP



Permite usar todos os links ao mesmo tempo
Aumento da banda passante disponível
Detecção de saturação ou falha em tempo real
3. Protocolo IP

Camada 3 do modelo TCP/IP

Encaminhamento de dados

Dados enviados em pacotes

Não há identificação prévia
entre os hosts

Confiabilidade deve ser adicionada na
camada de transporte
Modelo TCP/IP
3. Protocolo IP
 Versão atual mais utilizada: IPv4
 IPv5
 protocolo experimental
 intenção de coexistência com IPv4
 Nova versão: IPv6
3.1. IPv4
 Endereço com 32 bits
 4 octetos
 Ex: 240.67.128.2
 Endereço: rede + host
 4,29 bilhões de endereços
3.1. IPv4 - continuação
 Dividido em classes
3.2. IPv6
 Scott Bradner e Allison Marken
 1994
 RFC 2460
 Endereço com 128 bits
 3,4 * 10³⁸ endereços
3.2. IPv6
 8



octetos
1F44.25AB.112E.0000.0988.87EC.9900.0076
3ffe:6a88:85a3:0000:0000:0000:0000:7344
3ffe:6a88:85a3::7344
 Endereço: rede + host
 Não existem classes de endereços
 Logo, não é definida qualquer fronteira
3.2.1. IPv6 - motivação

Mais endereços:


Internet -> aumento da população
Nova geração de dispositivos



PDA
Telefones móveis
Exaustão de endereços IP

Suporte para atribuição automática de endereços

Autoconfiguração de endereços


Plug-and-play de máquinas na Internet
Simplificação das tabelas de roteamento

Menor carga de processamento
3.2.1. IPv6 - motivação

Cabeçalhos de extensão como opção
 Generalidade
 Eficiência

Conexões apropriadas de áudio e vídeo
 exigências em termos de qualidade de serviço (QoS)


Simplifica a adição de novas especificações
Opções de segurança
 Autenticação
 Integridade
 Confidencialidade
3.2.2. IPv6 – Tipos de Endereços
 unicast

cada endereço corresponde a uma interface
 multicast


cada endereço corresponde a múltiplas interfaces
enviada uma cópia para cada interface
 anycast


múltiplas interfaces que partilham um prefixo comum
enviado para um dos dispositivos, por exemplo, o mais
próximo
3.2.3. IPv6 - Fragmentação

Maximum Transmission Unit (MTU)
 Percurso pode ser alterado
 Processo dinâmico de descoberta

Internet Control Message Protocol (ICMP)
 Host envia pacotes ICMP de vários tamanhos
 Fragmenta-se com o tamanho do pacote que alcançou o
destino

Prefixo não fragmentável copiado para todos os fragmentos

Informação guardada num cabeçalho de extensão
3.2.4. IPv6 - cabeçalho

Versão
 4bits
 Protocolo do pacote, no caso, 6

Classe de tráfego
 8 bits
 Classe de serviço a que o pacote pertence
 Diferenciação do tratamento conforme exigência da
aplicação
 Qualidade de serviço (QoS) na rede
3.2.4. IPv6 - cabeçalho

Identificação de fluxo
 20 bits
 Bom desempenho
 Envia datagramas ao longo de um caminho pré-definido
 Fluxo orientado -> demanda muitos pacotes
 Fluxo não-orientado -> não demanda muito tráfego

Comprimento dos dados
 16 bits
 Volume de dados em bytes

Próximo cabeçalho
 8 bits
 Aponta para o primeiro header de extensão
3.2.4. IPv6 - cabeçalho

Limite de saltos
 8 bits
 número máximo de saltos do datagrama
 semelhante ao Time to Live - TTL (IPv4)

Endereço da fonte
 128 bits
 Endereço de origem

Endereço de destino
 128 bits
 Endereço de destino
3.2.4. IPv6 - cabeçalho
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra
 A serem processados na seguinte ordem:
 Hop-By-Hop Options Header
informações opcionais a serem examinadas em cada
nó
 somente uma opção foi criada
 suporte a datagramas que excedem 64Kb.

 Routing Header

Lista um ou mais nós intermediários
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra
 Fragment Header



Gerencia os fragmentos de um datagrama
Fragmentos múltiplos de 8 octetos
Cada cabeçalho indica se há outros fragmentos ou não
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra

Next Header: próximo cabeçalho que o segue

Reserved: uso futuro

Fragment Offset: posição na mensagem onde o dado de um
determinado fragmento aparece;

More Fragments: indica a existência de mais fragmentos.
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra

Authentication Security Payload Header
 Garante a identidade da origem



Next Header: próximo cabeçalho que o segue;
Payload Length: tamanho de Authentication Data em palavras de 32 bits;
Reserved: reservado para uso futuro
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra

Security Parameters Index 



Sequence Number




Valor pseudo-aleatório em 32 bits
Associação de segurança do datagrama
Valor zero - não há associação de segurança
contador contra replays
incrementado a cada pacote enviado
quando completa um ciclo, voltando a valer zero, uma
nova chave é criada
Authentication Data

Valor de verificação de integridade
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra

Encapsulating Security Payload Header
 Garante confidencialidade e a integridade



Security Parameters Index: segurança do datagrama
Sequence Number: contador contra replays
Payload Data: informações de tipo do campo Next Header
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra

Padding



Limite dos parâmetros dos algoritmos utilizado
Completa o número de bytes que faltam
Payload Length

Tamanho do campo Authentication Data em palavras de 32
bits

Next Header: próximo cabeçalho

Authentication Data: valor de verificação de integridade
3.2.5. IPv6 – cabeçalho extra


Destination Options Header
 informações opcionais
 Examinadas apenas pelo nó de destino
Upper Layer Header
3.3. IPv4 x IPv6

IPv4
 4,29 bilhões de endereços
 Fragmentação feita pelos roteadores intermediários
 Mapeamento para IPv6


::FFFF:<endereço IPv4>
IPv6




3,4 * 10³⁸ endereços
Fragmentação feita pelo host
Compatibilidade com IPv4

::<endereço IPv4>


Surge o registro AAAA
Surge o registro A6
DNS ainda não é facilmente estendido
4. Shim 6



Protocolo que especifica a camada 3
Provê agilidade abaixo dos protocolos de transporte
Capacidade de failover – para que a técnica de multihoming
possa ser fornecida através do IPv6

Esconde o
multihoming das
aplicações
4. Shim 6

Múltiplos prefixos de endereços IP
 Criticado devido aos impactos operacionais

Os servidores em um site com múltiplos provedores alocados
com prefixos IPv6 usarão o protocolo do SHIM6.

Possibilidade de multihoming um site sem a necessidade de um
prefixo de endereço IPv6 independente de provedor

RFCs 5533 a 5535
5. Conclusão

Vantagens:
 Pode resolver vários problemas da internet
 Maior segurança
 Auto-configurações e outros meios que facilitam a
montagem de uma rede

Desvantagens:
 Necessárias adaptações nos S.O.s
 Em geral, mais complexo para os administradores de rede
 Aumento de roteamento
 Logo, maior tabela -> pode ser demasiado elevado para os
atuais hardwares de roteamento lidar de forma eficiente

novo hardware com maior memória deve ser produzido a um
custo menor