IPv6 (IPng) IP de próxima geração

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1 IPv6 (IPng) IP de próxima geração

2 Material do curso Endereço da sala virtual

3 Perspectiva As redes IP “tradicionais” preenchem as necessidades das novas redes? Grande abrangência: muito maior do que a existente Suporte a vários tipos de serviço, incluindo Serviços de tempo real Qualidade de serviço Segurança intrínsica

4 Histórico A versão 4 do protocolo IP (a que usamos hoje) foi a primeira versão que permaneceu quase inalterada desde o seu surgimento no final da década de A longevidade da versão 4 mostra que o projeto é flexível e poderoso. A versão número 5 do protocolo foi descartada para evitar posteriores confusões e ambigüidade e pulada depois de uma série de erros e implementações mal-sucedidas. Foram necessários vários anos para que o IETF pudesse projetar uma nova versão desse protocolo: a versão 6. No fim de um primeiro momento, o projeto ficou conhecido como SIP (Simple IP), porém hoje essa nomenclatura é usada para Session Initial Protocol, não mais se referenciando ao Simple IP. O Simple IP tornou-se base para uma proposta estendida, que incluía idéias de outras propostas que ficou conhecida como SIPP (Simple IP Plus). Ao final dessa fase do projeto, o IETF decidiu atribuir à revisão do IP o nome de IPv6 (ele também é conhecido como IPng – IP The Next Generation).

5 Histórico Embora a força motriz por trás desse fenômeno de crescimento esteja relacionada a aplicações de computadores, estamos verificando a demanda cada vez maior de vários outros mercados, como: Dispositivos Pessoais de comunicação: PDAs, telefones celulares, e outros dispositivos de comunicação sem fio endereçáveis na rede. Todos esses dispositivos requerem um endereço único e devem ser capazes de reconfigurar-se automaticamente com um endereço correto quando passam de uma localidade remota para outra. Entretenimento em rede: Vídeo sob demanda, som estéreo de alta qualidade e televisão interativa serão acessíveis via Internet. Por exemplo, no universo de televisão conectada à rede, toda TV torna-se uma máquina da Internet e precisa de um endereço IP. Dispositivos controlados por rede: Uma gama de dispositivos de aplicações simples, tais como dispositivos eletrônicos de segurança, etc. controlados por chaveamento analógico atualmente, serão controlados via rede de pacotes e necessitam de endereçamento para acesso à rede. Cada um desses por si só já representa um considerável número de terminais. Além disso, outras necessidades estão surgindo: necessidade de roteamento em larga escala, configuração e reconfiguração automática, autenticação e encriptação de dados.

6 Histórico Com a demanda de crescimento exponencial ininterrupto do uso da Internet, temos enfrentado cada vez mais: Problema de endereçamento IP: já vimos que “todos” os aparelhos eletrônicos vão se ligar à rede Falta de suporte para as novas aplicações, que exigem: Reserva de recursos Atrasos controlados Variação de atraso (jitter) dentro de parâmetros específicos O IPv4 foi criado em uma situação muito diferente... Assim, surgiu o IPv6

7 Histórico O que é IPv6 ? Características principais:
IPv6 é uma nova geração do protocolo IP Tem como principais objetivos: Aumentar o número de endereços de rede e Prover uma melhor eficiência na transmissão de pacotes nas redes de computadores, além de suprir deficiências do IPv4. Características principais: Capacidade de endereçamento expandida: de 32 bits para 128 bits; Maior suporte para campos opcionais e extensões; Capacidade para identificação de fluxo (QoS nativo no protocolo); Autenticação e Privacidade baseada no IPSec;

8 IPv4 x IPv6 1 - Formato do cabeçalho:
Formato do pacote – Existem duas diferenças importantes: suporte a campos para garantia de qualidade de serviço e existência de cabeçalhos de extensão. No IPv4, existe o campo TOS (Type of Service), que é usado pela estação origem para definir a prioridade do pacote e para tratar, de maneira diferenciada, os pacotes de maior prioridade. No caso do IPv6, além de um campo equivalente ao TOS, denominado campo de prioridade, tem-se, também, um campo de rótulo de fluxo (Flow Label). Esse campo pode ser empregado para realizar label ou tag switching, podendo ser definidos diversos fluxos na rede, associados a tipos de tráfego diferentes,com tratamento diferenciado pelos roteadores e switches. Os cabeçalhos de extensão do IPv6, por sua vez, são empregados para fins de roteamento, fragmentação e autenticação. A figura abaixo, mostra a diferença entre os campos dos pacotes IPv4 e IPv6.

9 IPv4 x IPv6 O novo espaço do endereço é a mudança mais evidente
2 – Espaço do Endereçamento: O novo espaço do endereço é a mudança mais evidente O IPv6 representa um endereço usando 128 bits, contra os 32 bits usados no IPv4. Assim, o espaço disponível, ou seja, o nro de endereços disponíveis, agora é proporcional a 2128 • Tamanho de endereçamento – O novo tamanho do endereço é a mudança mais observável. O IPv6 tem um endereço de tamanho 128 bits contra o do IPv4 que tem 32. O endereçamento é considerado uma das restrições mais sérias do IPv4. No IPv4, os campos de endereço têm 32 bits e são definidas cinco classes de endereços: A, B, C, D e E. Normalmente, um endereço IP é subdivido em dois subcampos: endereço da rede e endereço do host. No IPv6, os campos de endereço têm 128 bits, sendo que parte dele pode conter o endereço físico local da interface ou host. Isso implica que em muitos casos será possível dispensar a utilização de um protocolo do tipo ARP (Address Resolution Protocol), responsável pela tradução de endereços lógicos em físicos, usado no caso do IPv4.

10 IPv4 x IPv6 3 – Fragmentação
A fragmentação de pacotes IPv4 é realizada, usualmente, pelos gateways. No caso do IPv6, isso é feito pela estação origem. Vamos voltar a falar disso daqui a pouco

11 IPv4 x IPv6 4 – Outras diferenças
Três tipos de endereço (unicast, multicast e anycast) Hierarquia de endereço estendida Formato de cabeçalho flexível Suporte para auto-reconfiguração e auto-endereçamento Suporte para alocação de recursos Segurança 1.1 Endereço Unicast Identifica uma única interface. Um pacote destinado a um endereço unicast é enviado diretamente para a interface associada ao endereço. Foram definidos alguns tipos de endereços unicast, que são: Aggregatable Global Unicast Addresses : é o endereço unicast que será globalmente utilizado na Internet. Seu novo formato possui sete campos: o prefixo de 3 bits (001), um identificador TLA (Top-Level Aggregation), um campo RES reservado, um identificador NLA (Next-Level Aggregation), um identificador SLA (Site-Level Aggregation) e o identificador da interface: 1.2 Endereço Anycast Identifica um grupo de interfaces de nodes diferentes. Um pacote destinado a um endereço anycast é enviado para uma das interfaces identificadas pelo endereço. Especificamente, o pacote é enviado para a interface mais próxima de acordo com a medida de distância do protocolo de roteamento. Os endereços anycast são alocados no mesmo espaço de endereçamento unicast, utilizando qualquer um dos formatos dos endereços unicast. Assim, ambos os tipos de endereços não são distinguíveis sintaticamente. Quando um endereço unicast é configurado em mais de uma interface num mesmo node, ele se torna num endereço anycast e o node deve ser explicitamente configurado para reconhecer este endereço. Um dos possíveis uso deste tipo de endereço seria identificar o grupo de roteadores pertencentes a um provedor Internet. Ou então, identificar um conjunto de roteadores conectados a uma sub-rede, ou ainda identificar os roteadores provendo entrada para um domínio de roteamento específico. Na prática, a experiência com endereços anycast na Internet ainda é muito incipiente e existem algumas complicações no uso generalizado desse endereço. Por isso, até que se adquira mais experiência e as soluções resolvam tais problemas, as seguintes restrições são impostas: Um endereço anycast não pode ser utilizado como endereço de origem (source address) de qualquer pacote IPv6; Um endereço anycast não pode ser configurado num host IPv6, ou seja, ele só pode ser associado a roteadores. 1.3 Endereço Multicast Igualmente ao endereço anycast, este endereço identifica um grupo de interfaces ou um grupo de nodes, mas um pacote destinado a um endereço multicast é enviado para todas as interfaces do grupo. Um node pode pertencer a mais de um grupo multicast. Hierarquia de endereço entendida – O IPv6 utiliza o espaço de endereço maior para criar níveis adicionais de hierarquia de endereçamento, por exemplo, permitindo que um ISP aloque blocos de endereços para um cliente. • Formato de cabeçalho flexível – O formato do cabeçalho é completamente diferente e incompatível com a versão anterior, incluindo um conjunto de informações opcionais no cabeçalho. • Opções avançadas – O IPv6 permite que um datagrama inclua informações de controle opcionais e provisão para extensão do protocolo; ao invés de especificar todos os detalhes, a capacidade de extensão do protocolo permite que o IETF adapte o protocolo ao novo hardware de redes e novas aplicações. • Suporte para auto-reconfiguração e auto-reendereçamento – O IPv6 permite que os computadores em uma rede isolada atribuam endereços locais automaticamente com suporte DHCP, que um servidor gerente renumere redes em um site dinamicamente e que o pacote seja roteado automaticamente para outro novo endereço. • Suporte para alocação de recursos – O IPv6 inclui uma abstração de fluxo e bits para a especificação de serviço diferente (DiffServ). • Segurança – Suporte à autenticação, privacidade e confidencialidade dos dados. No que diz respeito à segurança, no IPv4 não são suportados mecanismos de segurança. No IPv6 são definidos dois cabeçalhos de segurança: o primeiro contém informações de autenticação, o segundo transporta informações de segurança que serão empregadas para decriptografar os dados do pacote IPv6.

12 Datagrama A figura abaixo mostra o conteúdo e o formato de um cabeçalho IPv6 básico (40 bytes) V (Version) TF (Traffic Class) FL (Flow Label) PL (Payload Length) NH (Next Header) HL (Hop Limit) SA (Source Address) DA (Destination Address) Formato e conteúdos de um cabeçalho básico IPv6. O tamanho de cada campo é dado em bits. Fonte: RFC 1752, RFC 1883, RFC 2373. V (Version) – Esse campo de 4 bits especifica o número da versão do protocolo. Para o IPv6 esse valor é 0110. • TC (Traffic Class) – Especifica a prioridade do pacote de dados. Dividido em dois grupos: no primeiro (prioridade de 0 a 7) corresponde a pacotes que podem responder a controle de congestionamento, a exemplo das redes Frame Relay. O segundo (prioridade de 8 a 15) corresponde a pacotes que não respondem a controle de congestionamento, usado normalmente para dados críticos como voz e vídeo. Além disso, um novo mecanismo no IPv6 admite reserva de recurso e permite que um roteador associe cada datagrama a determinada alocação de recurso. A abstração básica, um fluxo, consiste em um caminho por uma Internet junto à qual roteadores intermediários garantem uma qualidade de serviço específica • FL (Flow Label) – Campo de rótulo de fluxo corresponde a pacotes que necessitam de tratamento especial. Um de seus usos é prover qualidade de serviço (QoS) via RSVP. Esse campo no cabeçalho básico contém informações que os roteadores utilizam para associar um datagrama a um fluxo específico e prioridade. Por exemplo, duas aplicações que precisam enviar vídeo podem exigir que um assinante especifique a qualidade de serviço desejada e depois use um fluxo para limitar o tráfego que um computador específico ou aplicação enviam. Observe que os fluxos também podem ser usados dentro de uma determinada organização para gerenciar recursos da rede e garantir que todas as aplicações recebam uma fatia justa. Um roteador usa a combinação de endereço de origem do datagrama e identificador de fluxo ao associar um datagrama a um fluxo específico. • PL (Payload Length) – Especifica o comprimento dos dados do usuário que seguem o cabeçalho. No IPv4, o campo correspondente incluía o cabeçalho e os dados. • NH (Next Header) – Esse campo substitui o campo de protocolo do IPv4. NH especifica o tipo de cabeçalho que segue o cabeçalho do IPv6. Ele permite que extensões de cabeçalho possam ser inseridas entre o cabeçalho do IP e do TCP (ou do UDP) que precedem os dados do usuário. Um exemplo desses campos é o uso de cabeçalhos para autenticação IPSec e criptografia para segurança. Esse campo substitui os campos de comprimento do cabeçalho e opções do IPv4. • HL (Hop Limit) – Esse campo de limite de saltos é usado para especificar o número de segundos em que um pacote pode permanecer ativo na Internet. O valor desse campo é decrementado em 1 segundo cada vez que ele passa pelo roteador. O campo Limite de salto, corresponde ao campo Tempo de vida (TTL-time-to-live) do IPv4. Diferente do IPv4, que interpreta um tempo de vida como uma combinação de contagem de saltos e tempo máximo, o IPv6 interpreta o valor como dado um limite restrito sobre o número máximo de saltos que um datagrama pode fazer antes de ser descartado. • SA (Source Address) – Esse é o endereço IP de origem. Tem o mesmo propósito do SA do IPv4, difere apenas no tamanho e localização no pacote. • DA (Destination Address) – Esse é o endereço IP de destino. Da mesma forma que o SA, o DA tem o mesmo propósito do IPv4, diferenciado pelo tamanho e localização no pacote.

13 Datagrama – campos do cabeçalho
FL (Flow Label) – 24 bits Implementa um mecanismo de reserva de recurso através da definição de “fluxos” Um fluxo é um “grupo” de datagramas associados (por exemplo, os vários pacotes que pertencem a um vídeo) O campo FL define um rótulo (um número) que é usado pelos roteadores, em conjunto com o endereço de origem, para associar o datagrama a um particular fluxo. Tamanho máximo de payload – 64K

14 Datagrama – alguns campos do cabeçalho
TF (Traffic Class) – 4 bits Especifica a prioridade do pacote de dados. Define dois grupos de pacotes: No primeiro (prioridade de 0 a 7), pacotes podem responder a controle de congestionamento, a exemplo das redes Frame Relay. Usado para pacotes que não sofrem com variações de tempo O segundo (prioridade de 8 a 15) corresponde a pacotes que não podem sofrer controle de congestionamento ou seja, dados críticos como voz e vídeo. NH (Next header)- 8 bits: indica o tipo do próximo cabeçalho do datagrama (protocolo de camada mais alta ou cabeçalho de extensão IP) Tamanho máximo de payload – 64K - Nessa referência encontra-se uma tabela com os valores padrão para o campo NH

15 Datagrama – campos do cabeçalho
Valores do Campo Next Header Tamanho máximo de payload – 64K - Nessa referência encontra-se uma tabela com os valores padrão para o campo NH

16 Cabeçalhos de extensão
Na versão IPv4, as várias opções do protocolo estão disponíveis no cabeçalho padrão, tornando o processamento complexo (sempre) O IPv6 usa um esquema mais flexível Existe um cabeçalho obrigatório, presente em todos os datagramas Opções são definidas através de cabeçalhos de EXTENSÃO, opcionais Formato geral do datagrama IPv6 - Fonte: RFC 1752, RFC 1883, RFC 2373. Tamanho máximo de payload – 64K

17 Cabeçalhos de extensão
Cada um dos cabeçalhos básico e de extensão contém um campo PRÓXIMO CABEÇALHO (NEXT HEADER) que os roteadores intermediários e o destino final utilizam para desmembrar o datagrama. O processamento é seqüencial – o campo PRÓXIMO CABEÇALHO em cada cabeçalho diz o que aparece em seguida. Fonte:

18 Os cabeçalhos de extensão
Os cabeçalhos de extensão podem ser “salto-a-salto”: examinados em todos os saltos ou “fim-a-fim”: significativo apenas para o último salto. Existe uma ordem para a montagem dos cabeçalhos: Para diminuir o tempo de processamento, o IPv6 exige que os cabeçalhos de extensão utilizados por roteadores intermediários sejam colocados antes dos cabeçalhos de extensão usados pelo destino final. Bits tipo Significado 00 Pular essa opção 01 Descartar datagrama: não enviar mensagem ICMP 10 Descartar datagrama: enviar mensagem ICMP à origem 11 Descartar datagrama: enviar mensagem ICMP se não multicast Tabela – Bits e significado

19 Os cabeçalhos de extensão: formato geral
TIPO TAMANHO VALOR Bits 0/2 do campo Option Type – especificam o que fazer caso o roteador (nó) não reconheça o cabeçalho opcional. Bits tipo Significado 00 Pular essa opção 01 Descartar datagrama: não enviar mensagem ICMP 10 Descartar datagrama: enviar mensagem ICMP à origem 11 Descartar datagrama: enviar mensagem ICMP se não multicast Tabela “unrecognized option action” – Bits e significado Cada opção é descrita por um conjunto de três informações: Tipo Tamanho do campo de dados (o valor) Valor (os dados em si)

20 Os cabeçalhos de extensão: formato geral
Bits 0/2 do campo Option Type – especificam o que fazer caso o roteador (nó) não reconheça o cabeçalho opcional. Bits tipo Significado 00 Pular essa opção 01 Descartar datagrama: não enviar mensagem ICMP 10 Descartar datagrama: enviar mensagem ICMP à origem 11 Descartar datagrama: enviar mensagem ICMP se não multicast Tabela “unrecognized option action” – Bits e significado Fonte:

21 Cabeçalho de Fragmentação
No IPv6, a fragmentação é fim-a-fim, sendo que nenhuma fragmentação ocorre nos roteadores intermediários. A origem, que é responsável pela fragmentação, tem duas escolhas: ela pode usar a MTU (*) mínima garantida de 1280 octetos ou realizar a descoberta de MTU do caminho (Path MTU Discovery) para identificar a menor MTU ao longo do caminho até o destino. De qualquer forma, a origem fragmenta o datagrama de modo que cada fragmento seja menor que a MTU esperada do caminho. CONSEQUENCIA: o IPv6 não suporta alterações de rota. (*)MTU – Maximum Transmit Unit Para entender a conseqüência da fragmentação fim-a-fim, lembre-se que o IPv4 foi projetado para permitir que as rotas mudem a qualquer hora. Por exemplo, se uma rede ou roteador falhar, o tráfego pode ser roteado por um caminho diferente. A principal vantagem desse sistema é a flexibilidade – o tráfego pode ser roteado ao longo de um caminho alternativo sem atrapalhar o serviço sem informar a origem ou o destino. Porém, no IPv6, as rotas não podem ser alteradas tão facilmente, pois uma mudança em uma rota pode alterar também a MTU do caminho. Se a MTU do caminho ao longo de uma nova rota for menor que a MTU do caminho ao longo da rota original, então um roteador intermediário precisa fragmentar o datagrama ou a origem precisa ser informada. O problema pode ser resumido desta forma: Um protocolo de internet que usa a fragmentação fim-a-fim exige que o emissor descubra a MTU do caminho para cada destino e fragmente qualquer datagrama de saída que seja maior do que a MTU do caminho. A fragmentação de fim-a-fim não acomoda mudanças de rota. Para resolver o problema de mudanças de rota que afetam a MTU do caminho, o IPv6 inclui uma nova mensagem de erro do ICMP. Quando um roteador descobrir que a fragmentação é necessária, ela enviará a mensagem de volta à origem. Ao receber tal mensagem, a origem realizará outra descoberta de MTU do caminho para determinar uma nova MTU mínima e depois fragmentará os datagramas de acordo com o novo valor.

22 Cabeçalho de Roteamento
O cabeçalho de roteamento contém uma lista de um ou mais nodos que devem ser "visitados" no caminho para o destino. Os cabeçalhos de roteamento sempre começam com um bloco de 32 bits divididos em 4 campos de 8 bits cada O IPv6 retém a capacidade para um emissor especificar uma rota de origem solta, através de um cabeçalho de extensão separado. Diferente do IPv4, em que o roteamento de origem é fornecido por opções, o IPv6 usa apenas uma. Como mostra na figura abaixo, os quatro primeiros campos do cabeçalho de roteamento são fixos. O Tipo de roteamento (Routing Type) especifica o tipo de informação de roteamento; o único tipo que foi definido, tipo 0, corresponde ao roteamento de origem solto. O campo Dados específicos do tipo (Type-Specific Data) contém uma lista de endereços de roteadores através dos quais o datagrama precisa passar. O campo Seg restantes (Seg Left) especifica o número total de endereços da lista. Finalmente, o campo Tamanho do cabeçalho extensão (Hdr Ext Len) especifica o tamanho do cabeçalho de roteamento. < ENDEREÇO 1 > < ENDEREÇO 2>

23 Cabeçalho de Roteamento
Campos do cabeçalho de roteamento: Next Header (8 bits): identifica o próximo cabeçalho; Header extension length (8 bits): tamanho do header em unidades de 64 bits; Routing type (8 bits): identifica um tipo de roteamento; O único tipo definido até o momento é o “roteamento de origem não estrito” (Routing type = 0) Segments left: (8 bits): número de nodos intermediários (listados explicitamente) que devem ainda ser visitados antes do destino. O IPv6 retém a capacidade para um emissor especificar uma rota de origem solta, através de um cabeçalho de extensão separado. Diferente do IPv4, em que o roteamento de origem é fornecido por opções, o IPv6 usa apenas uma. Como mostra na figura abaixo, os quatro primeiros campos do cabeçalho de roteamento são fixos. O Tipo de roteamento (Routing Type) especifica o tipo de informação de roteamento; o único tipo que foi definido, tipo 0, corresponde ao roteamento de origem solto. O campo Dados específicos do tipo (Type-Specific Data) contém uma lista de endereços de roteadores através dos quais o datagrama precisa passar. O campo Seg restantes (Seg Left) especifica o número total de endereços da lista. Finalmente, o campo Tamanho do cabeçalho extensão (Hdr Ext Len) especifica o tamanho do cabeçalho de roteamento.

24 Cabeçalho de Roteamento
O cabeçalho para o roteamento de origem não estrito tem mais 8 bits reservados e 24 bits de “strict/loose bit map”. Esses bits são numerados da esquerda para a direita, cada um correspondendo a um hop, indicando se o próximo destino deve ser um vizinho deste (1 = strict) ou não (0 = loose) O IPv6 retém a capacidade para um emissor especificar uma rota de origem solta, através de um cabeçalho de extensão separado. Diferente do IPv4, em que o roteamento de origem é fornecido por opções, o IPv6 usa apenas uma. Como mostra na figura abaixo, os quatro primeiros campos do cabeçalho de roteamento são fixos. O Tipo de roteamento (Routing Type) especifica o tipo de informação de roteamento; o único tipo que foi definido, tipo 0, corresponde ao roteamento de origem solto. O campo Dados específicos do tipo (Type-Specific Data) contém uma lista de endereços de roteadores através dos quais o datagrama precisa passar. O campo Seg restantes (Seg Left) especifica o número total de endereços da lista. Finalmente, o campo Tamanho do cabeçalho extensão (Hdr Ext Len) especifica o tamanho do cabeçalho de roteamento. Quando se usa o roteamento de tipo 0, a origem não precisa informar separadamente o destino do datagrama, pois ele é considerado como sendo o último endereço listado no cabeçalho de roteamento (address [n] na figura), sendo que o cabeçalho básico do IPv6 tem como destino o primeiro endereço listado no header de roteamento. Antes desse nodo ser atingido, o header de roteamento não é examinado, mas quando for a hora, o próximo nodo listado no cabeçalho de roteamento é colocado no cabeçalho básico, o datagrama é enviado, e o segments left é decrementado.

25 1030 endereços IP por habitante da Terra!
Endereçamento no IPv6 1030 endereços IP por habitante da Terra!

26 Endereçamento no IPv6 Para fazer com que esse diagrama fique na escala correta, o retângulo do espaço de endereçamento do IPv6 deveria ser representado por um quadrado do tamanho do sistema solar!! Fonte:

27 Endereçamento - Notação
Os endereços IPv6 possuem 128 bits (16 bytes) que são divididos em 8 blocos separados por ":” (dois pontos). Cada bloco possui 16 bits em notação hexadecimal. Forma Padrão: X:X:X:X:X:X:X:X, onde cada X representa um valor hexadecimal. Ex.: FE80:0000:0000:0000:0202:B3FF:FE1E:8329 Forma Abreviada: quando um endereço possui uma seqüência de zeros, existem duas possíveis formas de abreviação.  A primeira simplificação é possível quando uma das divisões do endereço (16 bits) possui apenas zeros, neste caso não é necessário escrever todos os zeros apenas um:

28 Endereçamento - Notação
 A segunda é possível quando várias divisões consecutivas do endereço possuem apenas zeros, nestes casos usa-se o operador "::" para indicar grupos de 16 bits (divisões) contendo apenas zeros. Esta notação só pode ser utilizada uma vez no endereço para substituir uma seqüência de zeros iniciais e/ou finais deste:

29 Endereçamento - Notação
Combinação IPv4/IPv6: Combinação de Endereços IPv4 e IPv6, em ambientes que utilizam simultaneamente endereços IPv4 e IPv6 pode-se utilizar uma notação onde os formatos dos endereços das duas versões são representados no mesmo endereço. O formato do endereço segue a seguinte sintaxe: X:X:X:X:X:X:d.d.d.d Ex.: 0000:0000:0000:0000:0000:0000: 0000:0000:0000:0000:0000:FFFF:

30 Endereçamento Tipos de Endereços:
Unicast: endereço utilizado para identificar uma interface IPv6. Multicast: endereço utilizado para especificar um grupo de interfaces Anycast: especifica um conjunto de computadores com o mesmo prefixo; o datagrama é encaminhado pelo caminho mais curto para um deles. Observação: não existe endereço de broadcast em IPv6.

31 Alocação de espaços Bits iniciais Fração do espaço total Alocação
Definida na RFC 3513 (substitui a 2373) Diferentes “categorias” de endereço são codificadas nos primeiros bits do prefixo (do terceiro ao décimo) Exemplos de alguns espaços já atribuídos pelo IETF: Bits iniciais Fração do espaço total Alocação 1/256 Endereços especiais (loopback e outros) 001 1/8 Endereços Unicast (com agregação) 1/1024 Endereço Link local Unicast Endereços Multicast

32 Alocação de espaços Uma maneira mais simples de entender a alocação dos endereços IPv6 é considerar que o espaço de endereçamento foi dividido em oito partes (oitavas): A que tem endereços que começam com “001” foi reservada para endereços Unicast A que tem endereços que começam com “000” foi reservada para gerar blocos especiais menores (nem todos estão definidos) A que tem endereços que começam com “111” foi reservada para sub-blocos de endereços locais e multicast (também, nem todos estão definidos) Todos as outras cinco “oitavas” do espaço de endereçamento não foram ainda atribuídas (e não estão em uso). RESULTADO: apenas 14% do espaço total de endereços está atualmente em uso!! 86% dos endereços ainda estão reservados para “uso futuro”.

33 Formato geral do endereço Unicast
Os endereços Unicast (a oitava que começa com “001”) são os endereços destinados às interfaces de sistemas como computadores e dispositivos genéricos Como são os mais comuns, esses endereços têm uma estrutura bem definida, chamada de “Global Unicast Address Format” Nome do campo Tamanho (em bits) Descrição Prefix “n” Global Routing Prefix: o identificador da rede ou prefixo do endereço, usado para roteamento - Definido pelos organismos gestores da Internet Subnet ID “m” Subnet Identifiier: número que indica uma sub-rede dentro da rede (local) - Definido internamente, pelos administradores de rede (ISP ou empresas) Interface ID 128-(n+m) Interface ID: identificador único dentro de uma rede e sub-rede (não pode ter outro igual) - Definido pelo administrador da rede

34 Formato geral do endereço Unicast
Em teoria: “n” e “m” podem ter qualquer valor Mas, na prática, adotou-se: Prefixos têm 48 bits, ou seja, “n” = 48 Subnet IDs têm 16 bits, ou seja, “m” = 16 O formato geral de um endereço Unicast então fica 001 Os três primeiros bits são iguais a “001” Fonte:

35 Formato geral do endereço Unicast
Dada essa formatação, empresas “normais” receberão um bloco de endereços definido por um prefixo de 48 bits O campo Subnet ID pode ser usado para segmentar suas subredes internas (casa haja necessidade) O campo de Prefixo tem apenas uma restrição: os três primeiros bits são “001”. Houve muita discussão, inclusive com a publicação de uma RFC já obsoleta, sobre a estruturação dos 45 bits restantes. Atualmente, não há um formato para o campo do Prefixo. Ele foi deixado em aberto para que organizações de distribuição nacional (como a Fapesp) e ISPs distribuam suas redes a seus clientes da maneira mais eficiente possível. O mais importante é considerar que não há estruturas fixas (classes como no IPv4) para manter o esquema de endereçamento flexível.

36 Formato geral do endereço Unicast
Relembrando: usando 64 bits para o prefixo e o identificador de subrede, ainda “sobram” 64 bits para o identificador da interface. No padrão IPv4, endereços IP não tinham nenhuma relação com os endereços de nível 2 (MAC). Agora, no padrão IPv6, há espaço suficiente para se fazer um mapeamento direto entre esses dois endereços. O formato EUI-64, ligeiramente modificado, (definido para endereços MAC pelo IEEE) está sendo sugerido como base para o identificador da interface. Problema desse esquema: toda vez que o hardware mudar, o endereço IP da interface também mudará.

37 Endereços Unicast especiais
Além dos endereços padrão descritos até agora, foram definidos também endereços especiais para necessidades específicas. Existem dois tipos de endereços especiais Reservados e privados Endereços Reservados: prefixo iniciado por “ ” Usados para integração com endereços IPv4, para endereço de loopback e para definir um endereço “não especificado”

38 Endereços UNICAST reservados
Endereços IPv6 compatíveis com IPv4: este tipo de endereço é utilizado para fazer tunelamento de pacotes IPv6 dinamicamente sobre uma infra-estrutura IPv4. Exemplo: :: Endereços IPv6 mapeados em endereços IPv4: este tipo de endereço é utilizado para representar endereços de host que somente possuam endereçamento IPv4 e também quando um host IPv6 envia um pacote para um nó que só suporta IPv4. Exemplo: ::FFFF:

39 Endereços Unicast reservados
Endereço de loopback: O endereço “0:0:0:0:0:0:0:1” ou “::1” foi reservado para testes de interface Nenhuma interface pode ter esse endereço Endereço “não especificado” O endereço “0:0:0:0:0:0:0:0” ou “::” foi reservado para funções específicas nos protocolos de auto-endereçamento

40 Endereços UNICAST privados
Esses endereços não podem ser roteados fora da rede e portanto, são usados exclusivamente dentro dessa mesma rede O endereço de link local é utilizado em um único link para configuração de auto-endereçamento, descoberta de vizinhança ou quando nenhum roteador está presente. Os endereços deste tipo seguem a seguinte estrutura: O endereço de site local foi projetado para ser utilizado em um único site sem a necessidade de um prefixo global (similar aos endereços privados do IPv4). Este endereço possui a seguinte estrutura:

41 Endereços MULTICAST Os endereços multicast são utilizados para identificar um conjunto de nós. Um endereço multicast é identificado através do prefixo FF ( ) nos bits mais significativos do endereço. O protocolo IPv4 já suportava o endereçamento multicast, mas este foi redefinido e melhorado no IPv6. O formato de um endereço multicast no IPv6 segue o formato:

42 Endereços MULTICAST Tabela dos bits do campo ESCOPO
Os bits do campo “escopo” definem o alcance do endereço, que pode ir de um segmento de rede à toda a Internet. Tabela dos bits do campo ESCOPO Fonte:

43 Endereços MULTICAST Fonte:

44 Endereços ANYCAST Os endereços anycast são endereços atribuídos a um grupo interfaces de rede. Definida pela RFC 1546 A princípio, os endereços anycast possuem dois usos: identificar um grupo de roteadores que provê acesso a um determinado domínio; identificar todos os roteadores da empresa que provêem acesso à Internet. A diferença em relação ao Multicast é que o datagrama é entregue para apenas uma interface (não todas)

45 Endereços ANYCAST Os endereços Anycast não tem nenhum formato especial
Basta “atribuir” o mesmo endereço Unicast a mais de uma interface. Os endereços anycast têm as seguintes restrições: - Um endereço anycast não pode ser utilizado como endereço de origem - Um endereço anycast não pode ser assinalado a um host, mas somente a um roteador IPv6 (pelo menos por enquanto)

46 Endereçamento - Autoconfiguração
A autoconfiguração de endereços permite uma operação plug-and-play de hosts na Internet. Quando a máquina for ligada, ela deve automaticamente associar um endereço IP à sua interface de rede. Existem duas formas de autoconfiguração no IPv6: configuração stateful: onde há um servidor de configuração, com o qual o host se comunica. configuração stateless: onde o host constrói seu endereço IP a partir do seu endereço de interface de rede. Esse endereço é único, aplicado apenas para hosts e não para roteadores. Não necessita de configuração manual, mas não especifica os servidores de DNS, o prefixo, lifetime e default route. Assume que a interface tem um único interface ID. Com base no seu endereço de placa de rede, resta, portanto, saber o prefixo ao qual o host pertencerá. Uma forma é se usar o prefixo de uso local, que atende essa necessidade. Para redes que não estão conectadas, é uma ótima solução. Para redes conectadas, o roteador dessa rede deve informar aos hosts o devido prefixo da rede. Maiores informações, consulte a RFC 2462

47 Conclusão Aumento no número de endereços (de 232 a 2128)
• Simplificação do header aumentando a eficiência • Arquitetura hierárquica de rede aumentando eficiência de roteamento • Suporte para a maioria dos protocolos de roteamento • Suporte para autoconfiguração e plug-and-play • Eliminação da necessidade de NAT • Implementação de IPSec e QoS embutida no protocolo • Suporte avançado para Mobile IP e dispositivos móveis • Aumento no número de endereços multicast

48 Fim