IPv6 - Astro Video Locadora S/c

IPv6
(Parte 1: Protocolo e Serviços Básicos)
Edgard Jamhour
2002, Edgard Jamhour
Problemas do IP Versão 4
• Em 1998: 29,5 milhões de hosts em 190 países.
– IPv4 permite endereçar 32 bilhões de hosts.
• Esgotamento do espaço de endereçamento pelo
uso de classes.
– CIDR (Classless Inter Domain Routing) reduziram a
pressão por IP´s mas aumentam em demasia as
tabelas de roteamento dos backbones na Internet.
– Endereços IPv4 privados podem ser utilizados apenas
por clientes.
• Novas aplicações estão aumentando a necessidade de
mais endereços IPv4 para servidores.
2002, Edgard Jamhour
Estrutura da Internet
- Como as
informações são
roteadas na
Internet?
INTERNET
Coleção de Roteadores
- Quem configura
os roteadores da
Internet?
2002, Edgard Jamhour
Estrutura da Internet
• A internet é estruturada na forma de sistemas autônomos:
A
B
C
F
E
G
I
D
SISTEMA AUTÔNOMO 1
H
J
SISTEMA AUTÔNOMO 2
X
Y
Z
SISTEMA AUTÔNOMO 3
2002, Edgard Jamhour
Sistema Autônomo
(Autonomous System - AS)
• Um AS é uma rede que divulga seus endereços para
outras redes da Internet.
• Propriedades do AS
– Possui os seus próprios IP’s.
– Seus endereços independem do provedor de acesso.
– Pode conectar-se a vários provedores simultaneamente.
Redes
pertencentes
ao AS
Conexão com outro AS
F
G
I
H
J
Conexão com outro AS
2002, Edgard Jamhour
Exemplo de AS
• Bloco de Endereços do AS:
G: 200.17.1.1
H: 200.17.2.1
J: 200.17.3.1
– 200.17.0.0/16 (255.255.0.0)
– 200.17.0.0 ao 200.17.255.255
200.17.1.0/24
AS: 200.17.0.0/16
Conexão com
outro AS
F
Conexão com
outro AS
200.17.2.0/24
G
I
H
J
200.17.3.0/24
2002, Edgard Jamhour
Tipos de AS
• Sistemas autônomos podem ser:
– Redes Privadas:
• Transportam apenas o seu próprio tráfego.
– Provedores:
• Transportam o tráfego de outras redes.
privado
público
público
privado
público
2002, Edgard Jamhour
Quem usa os endereços do Provedor não é um AS
Gateway Default da
Rede Corporativa
A
B
C
F
E
G
I
D
H
J
SISTEMA AUTÔNOMO 2
SISTEMA AUTÔNOMO 1
X
Y
Z
SISTEMA AUTÔNOMO 3
2002, Edgard Jamhour
Roteadores na Internet
•
Os roteadores da Internet são de dois tipos:
•
Exterior Gateways
– Troca informações com roteadores pertencentes a outros AS.
– Equipamento muito caro, com alta capacidade de memória.
•
Interior Gateways
– Troca informações apenas no interior do seu AS.
– Roteador comum.
Gateway Interno
F
G
I
H
J
Gateway
Externo
2002, Edgard Jamhour
Sistema Autônomo
• As rotas na Internet são atualizadas
automaticamente.
• A estratégia de roteamento no interior do sistema
autônomo rede é escolhida pelo administrador do
sistema.
– IGP: Internal Gateway Protocol
• A estratégia de roteamento entre sistemas
autônomos é definida por um protocolo de
roteamente padrão:
– BGP: Border Gateway Protocol
2002, Edgard Jamhour
EGP e IGP
Conhece todas
as rotas da
Internet
Conhece apenas
as rotas no
interior do AS
216.1.2.0/24
AS: 216.1.2.0/16
IGP
A
IGP
B
IGP
IGP
F
E
D
G
IGP
IGP
IGP
SISTEMA
AUTÔNOMO 1
H
I
IGP
J
IGP
IGP
E
I
AS: 220.2.0.0/16
IGP
IGP
IGP
C
IGP
EGP
SISTEMA
AUTÔNOMO 2
220.2.1.0/24
2002, Edgard Jamhour
EGP
SA3
IGP
Y
Z
•
ROTAS
•
•
200.17.0.0/16 por Z
200.18.0.0/16 por Z
IGP
X
IGP
W
IGP
EGP
200.17.0.0/16
200.18.0.0./16
•
ROTAS
•
•
•
210.7.0.0/16 por E
200.17.0.0/16 por E
200.18.0.0/16 por E
IGP
B
IGP
E
IGP
C
D
F
IGP
EGP
IGP
IGP
IGP
G
I
IGP
J
IGP
SA2
210.7.0.0/16
SA1
2002, Edgard Jamhour
Correção de Rotas
• Tabelas de roteamento são alteradas nos
gateways quando uma mensagem indica que:
– Uma nova rede foi encontrada.
– Um caminho melhor para uma rede foi encontrado.
– Um caminho considerado anteriormente “melhor” foi
degradado.
2002, Edgard Jamhour
BGP: Border Gateway Protocol
• Função
– Troca de informação entre sistemas autônomos
• Criado em 1989
– RFC 1267
– Substitudo do EGP
• Utiliza mensagens de “update” para informar aos
roteadores sobre alterações nas tabelas de
roteamento.
2002, Edgard Jamhour
BGP
Mensagem de UPDATE
A
BGP
B
C
SISTEMA
AUTÔNOMO 4
E
F
G
H
D
SISTEMA
AUTÔNOMO 1
I
SISTEMA
AUTÔNOMO 2
BGP Speaker
SISTEMA
AUTÔNOMO 3
PROPAGAÇÃO DAS ALTERAÇÕES
2002, Edgard Jamhour
IGP: Internal Gateway Protocol
• IGP: Interior Gateway Protocols
– RIP e OSPF
• RIP: Routing Information Protocol
– Utilizado para redes pequenas e médias
– Utiliza número de saltos como métrica
– Configuração simples, mas limitado.
• OSPF: Open Shortest Path First
– Utilizado em redes grandes e muito grandes (mais de 50 redes)
– Atualiza rotas de maneira mais eficiente que o RIP.
2002, Edgard Jamhour
OSPF
• OSPF: Open Shortest Path First
– Protocolo do tipo IGP
– Específico para redes IP
• RIP funciona para outros protocolos, e.g. IPX
– Ao contrário do que o nome sugere, o algoritmo
trabalha com o melhor caminho ao invés do primeiro.
2002, Edgard Jamhour
Características do OSPF
• Leva em conta o campo TOS (Type Of Service)
do IP.
• Permite balanceamento de carga.
• Permite a divisão da rede em áreas.
• Os roteadores trocam mensagens autenticadas.
• Flexibilidade na criação de rotas (mascara de
subrede variável).
2002, Edgard Jamhour
Terminologia OSPF
BACKBONE
OSPF
Area 0.0.0.0
Area 0
N1
R0
Fronteira
de Área
R1
Area 1
R2
N2
R3
Fronteira
de AS
R7
R4
Area 2
R6
R5
N1
2002, Edgard Jamhour
IPv6
•
IPv6: Internet Protocolo, versão 6.
– Também denominado IPng (ng: next generation)
•
Características:
1. Endereçamento hierárquico, baseados em prefixos,
permite manter as tabelas de roteamento pequenas e
roteamento eficiente no backbone.
2. Mecanismos de autoconfiguração de interfaces de
rede.
3. Suporte ao encapsulamento de si mesmo e dos
outros protocolos.
2002, Edgard Jamhour
Características do IPv6
4. Classe de serviço para distinguir o tipo de dados.
5. Suporte a roteamento multicast aperfeiçoado.
6. Autenticação e criptografia embutidas.
7. Métodos de transição para migrar para IPv4.
8. Métodos de compatibilidade para coexistir e
comunicar com IPv4.
2002, Edgard Jamhour
Datagrama IPv6
• IPv6 utiliza um formato de datagrama completamente
diferente do IPv4.
• O cabeçalho do IPv6 é composto de duas partes:
– um cabeçalho de tamanho fixo
– zero ou mais cabeçalhos de extensão
Cabeçalho
Base
tamanho fixo
Cabeçalho
Extensão
...
Cabeçalho
Extensão
Dados
IPv6
tamanho fixo ou variável
Cabeçalho
Com todos as funções
DADOS
IPv4
2002, Edgard Jamhour
Cabeçalho IPv6
• A figura abaixo mostra a porção fixa do cabeçalho IP.
– O cabeçalho IPv6 tem menos campos que o IPv4
– No total, o IPv6 utiliza um cabeçalho de 40 bytes.
byte 1
Version
byte 2
Priority
Payload length
byte 3
byte 4
Flow Label
Next Header
Hop Limit
Source Address
(16 bytes)
Destination Address
(16 bytes)
2002, Edgard Jamhour
Cabeçalho IPv6
• Version (4 bits)
– Contém o número fixo 6.
– Será utilizado pelos roteadores e demais hosts para
determinar se eles podem ou não transportar o pacote.
IPv4
IPv6
O roteador analisa o campo de
versão para determinar como o
restante do cabeçalho deve ser
interpretado.
2002, Edgard Jamhour
Cabeçalho IPv6
• Priority (4 bits)
– Utilizado como descritor de tráfego.
– 0 a 7: tráfego assíncrono.
• a aplicação admite reduzir a taxa de comunicação em
caso de congestionamento.
– 8 a 15: tráfego em tempo real.
• a aplicação precisa manter o atraso constante, mesmo
que isso implique em perdas de pacotes.
– Quanto menor a prioridade, mais atraso pode ser
tolerado:
• Exemplo: 1 (News), 4 (FTP), 6 (Telnet), 0 (Não Importa)
2002, Edgard Jamhour
Controle de Fluxo
• Flow Label (24 bits)
– Permite identificar 16 milhões de conexões entre 2 pares de IP.
– Permite controlar a banda associada a uma conexão.
– O tratamento dado a uma conexão deverá ser pré-definido em
cada roteador que participar da rota do datagrama, previamente a
comunicação.
No IPv6 os roteadores podem diferenciar as conexões.
FL=1
IPB
IPA
FL=2
2002, Edgard Jamhour
Cabeçalho IPv6
• Payload Lenght (16 bits)
– Indica quantos bytes seguem o cabeçalho fixo de 40 bytes.
– O valor é zero no caso do jumbograma.
• Next Header (8bits)
– Se houver cabeçalhos de extensão, indica o seu tipo.
• Atualmente são definidos 6 tipos de cabeçalho de extensão
– Se não houverem, indica o cabeçalho de transporte.
• Hop Limit (8 bits)
– Equivalente ao Time to Live do IPv4.
2002, Edgard Jamhour
Cabeçalhos de Extensão
• 6 tipos de cabeçalhos de extensão estão definidos
atualmente:
– Hop-by-hop options (0):
• informações para analisadas pelos roteadores
– Routing (43)
• rota completa ou parcial que a mensagem deve seguir
– Fragmentation (44)
• Gerenciamento de fragmentos de datagrama
– Authentication (51)
• Verificação da identidade do transmissor
– Encrypted security payload (50)
• Informação sobre o conteúdo criptografado
– Destination options (60)
• Analisadas apenas pelos computadores.
– Sem próximo cabeçalho (59)
2002, Edgard Jamhour
Comparação com IPv4
• Os seguintes campos do IPv4 foram eliminados do
cabeçalho básico IPv6:
– Identificação, Flags de Fragmentação e Deslocamento de
Fragmento.
• O TCP tende a eliminar a fragmentação de datagramas.
• Quando necessário pode ser definido num cabeçalho de
extensão.
• O IPv6 especifica uma MTU de 576 bytes ou mais.
– Checksum de Cabeçalho
• Eliminado para reduzir a carga na CPU dos roteadores.
• Pode ser implementado pelo TCP ou pelo cabeçalho de
autenticação.
– Tipo de Serviço (TOS)
• Substituído pelo conceito de fluxo
2002, Edgard Jamhour
Cabeçalhos de Extensão
• Os datagramas IPv6 podem ter 0 ou vários cabeçalhos
de extensão, conforme mostra o exemplo abaixo:
cabeçalho base
NEXT = IPv6 (41)
Cabeçalho
IPv6
cabeçalho base
NEXT = TCP
segmento
TCP
cabeçalho base
NEXT = ROUTE
cabeçalho ROUTE
NEXT=TCP
segmento
TCP
cabeçalho base
NEXT = ROUTE
cabeçalho ROUTE
NEXT=AUTH
cabeçalho AUTH
NEXT=TCP
segmento
TCP
2002, Edgard Jamhour
Hop-by-hop Header
• Define opções sobre o datagrama transportado, que todos os
roteadores devem analisar (todos os nós IPv6, incluindo o destino).
• Formato dos cabeçalhos de extensão: T-L-V (Type – Length – Value)
– Tamanho variável
• Type (8 bits): XX – Y – ZZZZZ
– XX: indica como um nó IPv6 que não reconhece a opção deve proceder.
• Ignorar, Descartar em Silêncio, Descartar enviando ICMP
– Y: se a opção muda ou não ao longo do trajeto .
• Se muda, não incluir no checksum
– ZZZZZ: bits que definem a opção
• E.G. Exemplo de opção: 194 (Jumbograma)
– Suportar datagramas com mais de 64K
2002, Edgard Jamhour
Exemplo: Jumbograma
indica o tipo de cabeçalho de extensão (hop by hop)
indica o tamanho do cabeçalho de extensão
(menos 8 bytes que são mandatários)
indica a opção “jumbograma”
1 byte
1 byte
1 byte
1 byte
Next
Header
0
194
4
Tamanho do campo valor, em
bytes.
Jumbo payload length
tamanho do datagrama,
valor superior a 64k (até 4 Gbytes)
2002, Edgard Jamhour
Destination Options Header
• Permite passar informações que devem ser interpretadas
apenas pelo destinatário.
– É destinado para suportar o desenvolvimento de novos softwares
sem causar problemas com os roteadores existentes.
– Essa opção permitirá a criação flexível de novos protocolos de
roteamento (para os roteadores) e novos protocolos entre
usuários finais.
1 byte
1 byte
2 bytes
Next
Header
Length
opcoes
opcões
seqüência de opções
individuais.
2002, Edgard Jamhour
Routing Header
• Indica um ou mais roteadores que devem compor o
caminho do pacote até o destinatário.
– o caminho completo pode ser especificado (strict routing)
– o caminho parcial pode ser especificado (loose routing)
Número de saltos restantes
(máximo de 23)
1 byte
Próximo
Cabeçalho
1 byte
Tamanho do
Cabeçalho
1 byte
Tipo
(0)
Bit map
1 – 24 endereços
1 byte
Endereços
Restantes
indica se cada
endereço
pertence a uma
rota “strict” ou
“loose”.
2002, Edgard Jamhour
Roteamento
strict routing
B
A
4-ABCDE
3-ABCDE
C
D
2-ABCDE
1-ABCDE
E
0-ABCDE
5-ABCDE-00000
B
loose routing
A
3-ACE-111
2-ACE
2-ACE
C
D
1-ACE
1-ACE
E
0-ACE
2002, Edgard Jamhour
Fragmentation Header
• A fragmentação no IPv6 funciona de maneira similar ao
IPv4.
– Ao contrário do IPv4, o IPv6 só permite efetuar a fragmentação na
origem.
– Os roteadores não podem fragmentar os pacotes. Se o pacote for
muito grande para ser colocado num quadro, ele é descartado
pelo roteador e uma mensagem ICMP é enviada de volta ao
cliente.
1 byte
Next
Header
1 byte
13 bits
Reservado
Fragment Offset
1 bit 1 bit
res
MF
Datagram Identification
indica se
é o último
fragmento
ou não.
indica a posição do fragmento (múltiplo
de 8 bytes).
2002, Edgard Jamhour
Autenticação e Criptografia
• IPv6 traz funções de segurança que não eram
contempladas pelo IPv4.
• Essas funções de segurança permitem:
– Autenticar quem enviou o pacote para o receptor.
– Gerenciar a criptografia dos dados.
• O IPv6 assume a utilização de um mecanismo de
criptografia baseado em chaves.
– Antes que os dados possam ser trocados de forma
segura, um contrato, denominado “SECURITY
ASSOCIATION (SA)”, deve ser estabelecido entre dois
computadores.
2002, Edgard Jamhour
Security Association
• Num SA, ambos os computadores concordam em como
trocar e proteger a informação, definindo:
– Tipo de autenticação, Tipo de criptografia, Algoritmo de
Criptografia, Tamanho da Chave, etc.
• Serviços de rede implementados pelo sistema
operacional:
– ISAKMP
• Internet Security Association and Key Management Protocol
• centraliza a administração de associações de segurança,
reduzindo o tempo de conexão.
– Oakley
• Oakley generation protocol.
• Gera e gerencia as chaves de segurança utilizadas para proteger
a informação.
2002, Edgard Jamhour
Security Associations
• Os pacotes IPv6 são protegidos de acordo
com os critérios definidos em uma
Associação de Segurança.
Protocolo de Criptografia
Algoritmo de Hashing
Tamanho da Chave
Método de Autenticação
Etc.
Protocolo de Criptografia
Algoritmo de Hashing
Tamanho da Chave
Método de Autenticação
Etc.
2002, Edgard Jamhour
Security Parameter Index - SPI
•
Um servidor pode ter ao mesmo tempo várias associações de segurança
diferentes (SA), pois pode manter comunicações seguras com vários
usuários ao mesmo tempo.
•
Um parâtretro de 32 bits denominado SPI é enviado junto como os pacotes
IPv6 para indicar qual SA foi usado para proteger a mensagem.
IPV6 –SPI1
SA1
SPI1
IPV6 –SPI2
SA2
SPI1
SA1
SPI1
SA2
SPI2
SA3
SPI3
2002, Edgard Jamhour
Distribuição de Chaves no IPv6
• Os pacotes IPv6 possuem um campo de 32 bits, denominado
“Security Parameter Index”, que indica qual associação de segurança
foi utilizada para proteger o pacote. O receptor utiliza esse indicador
para determinar como interpretar a informação recebida.
Segurança
no IPv6
IPv6
IPv6
2002, Edgard Jamhour
Autenticação do Transmissor
• O princípio de autenticação adotado pelo IPv6 consiste
em enviar uma mensagem para o servidor com uma
assinatura digital.
– A mensagem é o próprio datagrama, pois ele contém o endereço
do emissor.
Pacote Assinado
Cabeçalho de
Base
Assinatura
Digital
Dados
Cabeçalho extensão
2002, Edgard Jamhour
Authentication Header
• Permite identificar para o receptor de um datagrama quem foi que o
enviou.
– Length:
• comprimento do cabeçalho em múltiplos de 32.
– Security Parameter Index:
• identificador de 32 bits, com a SA compartilhada pelo transmissor e pelo
receptor.
– Authentication Data:
• Checksum de 32 bits gerado pelo MD5 (ou outro protocolo)
1 byte
Next Header
1 byte
Length
1 byte
reserved
1 byte
reserved
Security Parameter Index
Authentication Data
More Data
2002, Edgard Jamhour
Encrypted Security Payload Header
• A transmissão de dados criptografados pelo IPv6 é feita
através do cabeçalho Encrypted Security Payload.
– a chave de criptografia utilizada é definida pelo campo Security
Parameter Index.
– o algoritmo de criptografia pode ser qualquer, mas o DES CipherBlock Chainin é o default.
1 byte
Next Header
1 byte
Length
1 byte
reserved
1 byte
reserved
Security Parameter Index
Encrypted Payload
(dados criptografados)
2002, Edgard Jamhour
Endereços IPv6
• Definido pela RFC 2373
– IPv6 Addressing Architecture
• Exemplo de Endereço IPv6:
– FE80:0000:0000:0000:68DA:8909:3A22:FECA
• endereço normal
– FE80:0:0:0:68DA:8909:3A22:FECA
• simplificação de zeros
– FE80 ::68DA:8909:3A22:FECA
• omissão de 0’s por :: (apenas um :: por endereço)
– 47::47:192:4:5
• notação decimal pontuada
– ::192:31:20:46
• endereço IPv4 (0:0:0:0:0:0:0:0:192:31:20:46)
2002, Edgard Jamhour
Categorias de Endereço IPv6
• Unicast:
– O destinatário é um único computador.
• Anycast:
– O endereço de destino define um grupo de
hosts. O pacote é entregue para qualquer um
deles (o mais próximo)
• Multicast:
– O destinatário é um grupo de computadores,
possivelmente em redes físicas distintas.
2002, Edgard Jamhour
Categorias de Endereço
unicast
OU
anycast
multicast
2002, Edgard Jamhour
Classes de Endereço IPv6
Prefix (hexa)
Fraction of
Address Space
Reserved
0::/8
1/256
Unassigned
NSAP Allocation
…
200::/7
…
1/128
IPX Allocation
400::/7
1/128
Unassigned
…
…
Aggregatable Global Unicast
2000::/3
1/8
Unassigned
Addresses
…
…
Link Local Unicast
. Addresses
FE80::/10
1/1024
Site Local Unicast Addresses
FEC0::/10
1/1024
Allocation
Multicast Addresses
Total Alocado
FF00::/8 1
1/256
15%
2002, Edgard Jamhour
Endereços Unicast Especiais
•
Loopback:
– ::1
•
Não especificado (todos os bits iguais a ‘0’)
– ::
•
Compatível com IPv4 (prefixo de 96 bits ‘0’)
– ::AB:CD equivalente a A.B.C.D (e.g. ::0102:0304)
•
Mapeado (prefixo de 80 bits ‘0’)
– ::FFFF:<IPv4>
– Permite que hosts IPv6 falem com servidores IPv4 (eg. ::FFFF:0102:0304)
•
Local ao Enlace:
– Endereços de rede física ou enlace (privado não roteáveis)
•
Local ao Site:
– Endereços de redes privada (privado roteáveis)
2002, Edgard Jamhour
Aggregatable Global Unicast
• Especificado pela RFC 2374
• Endereçamento com três níveis hierárquicos
Topologia Pública
Topologia Site
Interface
Rede Organização
Individual
Site
2002, Edgard Jamhour
Aggregatable Global Unicast
FP:
AGGR
3
FP
001
13
TLA ID
8
TLA
NLA
Organização
SLA
SITE
SITE
Organização
BACKBONE
BACKBONE
Format Prefix (AGGR)
TLA ID:
Top Level Aggregation Identifier
NLA ID:
Next Level Aggregation Identifier
SLA ID:
Site Level Aggregation Identifier
Interface ID:
Link Level Host Identifier
24
16
RES NLA ID SLA ID
64
Interface ID
2002, Edgard Jamhour
Arquitetura Internet IPv4 X IPv6
• O IPv6 prevê 8192 TLA, correspondentes as
entradas nas tabelas de roteamento dos
roteadores de mais alto nível.
• No caso do IPv4, são atualmente mais de 50000
entradas e elas continuam crescendo.
• Cada TLA pode controlar até 224 organizações
(16 milhões de organizações).
• Cada organização pode ter até 216 sites (64K
sub-redes).
2002, Edgard Jamhour
Backbone IPv6
6bone
www.6bone.net
Backbone
experimental,
Organizado pelo
IETF.
Conta com
participantes do
mundo todo.
TLA:
3FFE::/16
2002, Edgard Jamhour
Endereços de Multicast IPv6
• O formato de endereços Multicast IPv6:
– PF: valor fixo (FF)
– Flags:
• 0000 endereço de grupo dinâmico
• 1111 endereço de grupo permanente
– Escopo:
• 1: nó local, 2: enlace local, 5: site local, 8: organização
• 14: global.
8
PF
4
Flags
4
112
Escopo
ID de Grupo
2002, Edgard Jamhour
Endereços Multicast Especiais
• RFC 2375
– FF01::1: todas as interfaces do nó (host)
– FF02::1: todos os nós do enlace (rede local)
– FF01::2 todos os roteadores locais ao nó
– FF05::2 todos os roteadores do site
– FF02::B agentes móveis locais ao enlace
– FF02::1:2 agentes DHCP do enlace
– FF05::1:3 servidores DHCP do site
– FF02::1::FFxx:xxxx endereço de nó solicitado (formado com os 24
bits de endereço unicast do host).
2002, Edgard Jamhour
ICMPv6
• As funções do protocolo ICMP foram estendidas
no IPv6.
• O ICMPv6 (RFC 1885: Internet Control Message
Protocol for IPv6) recebeu também as funções:
– De controle das informações de grupos Multicast
(feitas pelo IGMPv4)
– Da resolução de endereços IPv6 (feitas pelo ARP)
• As funções do ICMPv6 também estão descritas
na RFC 2461 (Neighbor Discovery for IPv6)
2002, Edgard Jamhour
Mensagens ICMP
• Identificadas como Next Header = 58
– Tipo:
• 0 a 127: erro
– Destino inalcançável, pacote muito grande, TTL excedido,
problema de parâmetro
• 128 a 362: informativas
– Echo request, Echo response, Consulta de Adesão ao Grupo,
Relatório de Adesão a Grupo, Redução de Adesão ao Grupo,
Solicitação de Roteador, Anúncio de Roteador, Solicitação de
Vizinho, Mensagem de Redirecionamento, etc.
8
Tipo
8
Código
16
Checksum
Corpo da Mensagem
2002, Edgard Jamhour
Descoberta de Vizinho
• O ICMPv6 permite ao host IPv6 descobrir outros
hosts IPv6 e roteadores em seu enlace.
• Esse mecanismo permite também ao roteador
redirecionar o host para outro roteador caso ele
não seja a melhor escolha para rota.
– Essa função também existe no IPv4.
• A descoberta de vizinhos permite também ao
host determinar a cada instante se o destinatário
continua acessível (NUD: neighbor unreachability
detection).
2002, Edgard Jamhour
Resolução de Endereços
Host A
Host B
IP FE80::0800:5A12:3456
IP FE80::0800:5A12:3458
MAC 08005A123456
MAC 08005A123458
Ethernet
Host C
Host D
IP FE80::0800:5A12:3457
IP FE80::0800:5A12:3459
MAC 08005A123457
MAC 08005A123459
2002, Edgard Jamhour
Neighbor Solicitation
• Comunicação de A para B
– A envia uma mensagem de “neighbor solicitation”
• Campos do IP
– Próximo 58 (ICMP)
– Saltos (255)
– IP Destino (endereço de nó solicitado: multicast)
• ICMP
– Tipo 135 (Neighbor Solicitation)
– Endereço Alvo: IP do destinatário
– MAC de origem
2002, Edgard Jamhour
Neighbor Adverstisement
– B envia para A um Neigbor Adverstisement
• Campos do IP
– Próximo 58 (ICMP)
– Saltos (255)
– IP Destino (endereço de nó A)
• ICMP
–
–
–
–
Tipo 136 (Neighbor Adverstisement)
Endereço Alvo: IP de B
MAC de origem (o MAC de B)
Flags RSO (3 bits)
» R Flag Roteador: A resposta foi de um roteador
» S Flag Solicitado: O anúncio é resposta a uma solicitação.
» 0 Flag SobreEscrito: Solicitação de Atualização da Cache
de MAC enviada espotaneamente pelo HOST B.
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Descoberta de Roteador e Prefixo
• Os roteadores enviam mensagens
periodicamente mensagens ICMP denominadas
“Router Advertisements” (configurado no
roteador)
• Essas mensagens permitem:
– Descoberta de Prefixo
• Permite ao host determinar qual o intervalo de endereços
IP dos hosts da mesma LAN que ele.
– Descoberta de Roteador
• Permite ao host determinar, quando o destinatário não
pertence a sua rede, para qual roteador o pacote deve ser
enviado.
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Router Advertisement
• Campos do IP:
– Next Header: 58 (ICMP)
– Saltos: 255
– Endereço de Destino:
• Multicast Especial (todos os nós do enlace): FF02:1
• Campos do ICMP:
– Tipo:
• 134 (router adverstisement)
– Flags:
• M e O: Utilizados na configuração de endereços sem estado.
– Tempo de Vida do Roteador
• Tempo em ms que o roteador deve ser considerado disponível
sem outra mensagem de router adverstisement.
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Router Advertisement
• Campos do ICMP (continuação):
– Tempo de Vida do Roteador
• Tempo em ms que o roteador deve ser considerado disponível sem
outra mensagem de router adverstisement.
– Tempo Atingível
• Configura os hosts com o tempo em ms que os hosts podem guardar as
respostas de vizinhos na cache.
– Tempo de Restransmissão
• Configura os hosts com o tempo em ms que eles devem aguardar para
retransmitir as mensagens de solicitação de vizinho quando não há
resposta.
– Opção 1:
• MAC do roteador
– Opção 2:
• MTU do enlace
– Opção 3:
•
Prefixo para o Enlace
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Router Solicitation
• Um host que queira descobrir um roteador acessível no
enlace sem aguardar a próxima mensagem de router
advertisement pode enviar uma mensagem de router
solicitation.
• Essa mensagem ICMP (tipo 133) é enviada ao endereço
de multicast:
– Todos os roteadores do enlace: FF02::2
• O roteador que recebe a mensagem responde com uma
mensagem de router advertisement diretamente para o
nó solicitante.
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Redirecionamento
• Pelas mensagens de “router advertisement” um host pode aprender
sobre a existência de mais de um roteador na rede.
• Nesse caso, quando ele envia a mensagem ele pode escolher o
roteador errado (como gateway default).
• Se o roteador não for o melhor posicionado para fazer a entrega ele
envia uma mensagem Redirect (ICMP tipo 137) informando ao host
sobre a existência de uma rota melhor para o destino.
• Ao receber a mensagem, o host atualiza sua tabela de roteamento.
1
2
A
B
Router adverstisement
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Autoconfiguração de IP sem Estado
• Atribuição automática de IP na inicialização de uma
interface pode ser feita de duas formas.
– Stateful: via DHCP
– Stateless: via ICMPv6 (RFC 1971)
• O processo stateless envolve os seguintes passos:
– 1. O host cria um endereço de enlace local:
• FE80::/10 combinando com seu endereço MAC
– 2. O host verifica se o endereço já existe com uma mensagem de
neighbor advertisement. Se já existir, a autoconfiguração falhou.
– 3. O host envia mensagens de solicitação de roteador, se nenhum
responder, o host tenta DCHP, se nenhum responder, ele se
comunica apenas no interior do enlace.
2002, Edgard Jamhour
Autoconfiguração de IP sem Estado (continuação)
– 4. Se o host receber uma mensagem de router
advertisement:
• Se o flag M estiver setado (endereço gerenciado):
– O nó deve solicitar seu endereço via DHCP
• Se o flag O estiver setado (outras configuração de
estado):
– O nó deve obter também as demais informações de
configuração de rede via DHCP.
• Se o flag A estiver setado
– O host autoconfigura seu endereço sem DHCP
• Opção de Prefixo:
– Se o flag A estiver setado, o host reconstrói seu endereço
utilizando o prefixo recebido e seu endereço MAC.
2002, Edgard Jamhour
DNS no IPv6
• Foram definidas extensões no DNS para suportar
IPv6 (RFC 1886).
• As extensões definem:
– Um registro AAAA para mapear host IPv6 em nomes
de domínio.
– Um novo domínio para consultas do tipo endereçodomínio (zona reversa – registros PTR).
– Mudança nas consultas existentes para efetuar
processamento correto das consultas A e AAAA.
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Zona IPv6 Reversa
• Por exemplo,
• se o host
– www6.ppgia.pucpr.br
• possui o endereço:
– 222:0:1:2:3:4:5678:9ABC
• A entrada no arquivo de zona reversa será:
C.B.A.9.8.7.6.5.4.0.0.0.3.0.0.2.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.2.2.2.2.IPv6.INT
PTR
www6.ppgia.pucpr.br.
2002, Edgard Jamhour
Mudança no Formato dos Registros
• O formato hierárquico de endereços IPv6 permite que
uma organização troque de prefixo de público (TLA ou
NLA) sem grandes alterações na rede.
• Todavia, utilizando a construção dos arquivos de zona
padrão, a atualização das entradas dos arquivos de zona
no caso da mudança de prefixo seria muito grande.
• Por isso uma nova proposta de representação de nomes
de domínio associada a prefixos foi definida para o IPv6 :
• RFC 2874: DNS Extensions to Support IPv6 Address
Aggregation and Renumbering
2002, Edgard Jamhour
Definição do Registro AAAA
• Um entrada de registro AAAA seria definida da seguinte
maneira:
– Dominío do Host
– AAAA
– Endereço IPv6
– P
– Nome de Domínio do Prefixo
• Onde:
– O endereço IPv6 contém apenas os bits de menor ordem que
independem do prefixo.
– P é o tamanho do prefixo.
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Exemplo
(ip6.top1.com)
TLA: 2111/16
(ip6.top2.com)
TLA: 2122
(ip6.prov1.com)
NLA: 00AB/32
(ip6.prov2.com)
NLA: 00BC
Mudança
de
Provedor
(ip6.ppgia.pucpr.br)
00A1/16
(ip6.ppgia.pucpr.br)
00B1/16
(www6)
Interface: 0000:1000:5A12:3456
(www6)
Interface: 0000:1000:5A12:3456
2111:00AB:00A1::1000:5A12:3456
3
FP
001
13
TLA ID
8
24
RES
NLA ID
16
SLA ID
64
Interface ID
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Configuração do Arquivo de Zonha
• Antes da mudança de provedor
• www6.ppgia.pucpr.br AAAA ::1000:5A12:3456 80 ip6.ppgia.pucpr.br
• ip6.ppgia.pucpr.br AAAA 0:0:00A1:: 32 ip6.prov1.com
• ip6.prov1.com AAAA 0:00AB:: 16 ip6.top1.com
• ip6.top1.com AAAA 2111::
• ip6.prov2.com AAAA 0:00BC:: 16 ip6.top2.com
• ip6.top2.com AAAA 2122::
• Para efetuar a mudança de provedor basta mudar um único registro:
• ip6.ppgia.pucpr.br AAAA 0:0:00A1:: 32 ip6.prov2.com
2002, Edgard Jamhour