2008, edgard jamhour ipv6 (protocolo e serviços básicos)
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2008, Edgard Jamhour
IPv6(Protocolo e Serviços Básicos)
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Problemas do IP Versão 4
• Crescimento do IPv4– 07/2007 490 milhões de hosts
– 01/2008 542 milhões de hosts
– IPv4 permite endereçar 32 bilhões de hosts.
PREVISÃO DE ESGOTAMENTO
= 1994
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Previsão do Esgotamento IPv4
• A análise da alocação de endereços IPv4 é feita em blocos /8
• Todo o espaço de endereçamento da Internet pode ser dividido em 256 blocos /8.
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Previsão de Esgotamento
• Novas alocações da IANA: 2012
• Esgotamento de todos os endereços já alocados: 2018
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Soluções Alternativas
• 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.
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Exemplo de Roteador de Borda
• Roteadores de borda atuais precisam suportar aproximadamente:– 222.000 rotas (junho 2007)
– Mais 50% para rotas privadas de clientes
• A fim de processar essas rotas sem grande atraso na propagação dos pacotes os roteadores precisam:– Muita memória de acesso rápido
– Alta capacidade de processamento
• Roteadores com essa capacidade podem ter custos superiores a U$ 50K.
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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.
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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.
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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
Cabeçalho Extensão
Dados... Cabeçalho Extensão
tamanho fixo tamanho fixo ou variável
CabeçalhoCom todos as funções
IPv6
DADOSIPv4
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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.
Version Byte DS Flow Label
Payload length Next Header Hop Limit
Source Address(16 bytes)
Destination Address(16 bytes)
byte 1 byte 2 byte 3 byte 4
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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
IPv6O roteador analisa o campo de versão para determinar como o restante do cabeçalho deve ser
interpretado.
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Cabeçalho IPv6
• O campo TOS (8bits) foi renomeado para:– byte DS.
• Este campo é formado da seguinte maneira:– DSCP (Differentiated Services CodePoint)
• 6 bits (classe de tráfego para o pacote)
– ECN: Explicit Congestion Notification (experimental)
• 2 bits (reservado)
DSCP
(6 bits)
ENC
(2 bits)
BYTE DS
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Controle de Fluxo
• Flow Label (20 bits)– Permite identificar 1 milhão 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.
IPA IPB
FL=1
FL=2
No IPv6 os roteadores podem diferenciar as conexões.
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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.
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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)
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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
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Cabeçalhos de Extensão
• Os datagramas IPv6 podem ter 0 ou vários cabeçalhos de extensão, conforme mostra o exemplo abaixo:
cabeçalho baseNEXT = TCP
segmento TCP
cabeçalho baseNEXT = ROUTE
cabeçalho ROUTENEXT=TCP
segmento TCP
cabeçalho baseNEXT = ROUTE
cabeçalho AUTHNEXT=TCP
segmento TCP
cabeçalho ROUTENEXT=AUTH
cabeçalho baseNEXT = IPv6 (41)
Cabeçalho IPv6
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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
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Exemplo: Jumbograma
Next Header
194
Jumbo payload length
1 byte 1 byte
0
1 byte
tamanho do datagrama, valor superior a 64k (até 4 Gbytes)
indica a opção “jumbograma”
indica o tamanho do cabeçalho de extensão (menos 8 bytes que são mandatários)
indica o tipo de cabeçalho de extensão (hop by hop)
4
1 byte
Tamanho do campo valor, em bytes.
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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.
Next Header
opcoes
opcões
1 byte 1 byte
Length
2 bytes
seqüência de opções individuais.
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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)
Próximo Cabeçalho
Tipo(0)
1 byte 1 byte
Tamanho do Cabeçalho
Número de saltos restantes (máximo de 23)
Endereços Restantes
Bit map
1 – 24 endereços
1 byte 1 byte
indica se cada endereço pertence a uma rota “strict” ou “loose”.
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Roteamento
A
B
C
D
E
5-ABCDE-00000
4-ABCDE
3-ABCDE
2-ABCDE
1-ABCDE
0-ABCDE
A
B
C
D
E
3-ACE-111
2-ACE
2-ACE
1-ACE
1-ACE
0-ACE
strict routing
loose routing
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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.
Next Header
Fragment Offset
1 byte 1 byte
Reservado res
Datagram Identification
13 bits 1 bit
indica se é o último fragmento ou não.
MF
1 bit
indica a posição do fragmento (múltiplo de 8 bytes).
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Autenticação e Criptografia
• A especificação do IPv6 determina que as extensões de segurança IPsec são mandatórias.
• Essas extensões de segurança permitem:– Autenticar quem enviou o pacote para o receptor.
– Gerenciar a criptografia dos dados.
• Adicionalmente, o IPsec determina a utilização do IKE (Internet Key Exchange) para criação automática de associações de segurança entre hosts IPv6.
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Tipos de IPSec
• IP Autentication Header (AH) – Protocolo 51
– Oferece recursos de:
• Autenticação• Integridade
• IP Encapsulating Security Payload (ESP) – Protocolo 50
– Oferece recursos de:
• Confidencialidade• Autenticação• Integridade
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Protocolo AH
• Definido pelo protocolo IP tipo 51
• Utilizando para criar canais seguros com autenticação e integridade, mas sem criptografia.
• Permite incluir uma “assinatura digital” em cada pacote transportado.
• Protege a comunicação pois atacantes não conseguem falsificar pacotes assinados.
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AH e Modo Túnel e Modo Transporte
IP TCP/UDP DADOS
IP TCP/UDP DADOSAH
IP TCP/UDP DADOSAH IP
IPv6
IPv6 com autenticação
IPv6com autenticação e tunelamento
Especifica os Gateways nas Pontas do Tunnel
Especifica os Computadores
IP Normal
Modo Transporte
Modo Tunel
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Authentication Header
Next Header reserved
1 byte 1 byte
Length reserved
SPI: Security Parameter Index
Authentication Data(ICV: Integrity Check Value)
Campo de Tamanho Variável, depende do protocolo de autenticação utilizado
1 byte 1 byte
• Provê serviços de autenticação e Integridade de Pacotes.
Sequence Number
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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)
Next Header reserved
1 byte 1 byte
Length reserved
Security Parameter Index
Authentication Data
1 byte 1 byte
More Data
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Campos do IPsec AH
• Next Header:– Código do protocolo encapsulado pelo IPsec, de acordo com os
códigos definidos pela IANA (UDP, TCP, etc ...)
• 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: – Código de verificação de integridade (ICV) de tamanho variável,
depende do protocolo utilizado.
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Authentication Data
• Para enviar um pacote:1. O transmissor constrói um pacote com todos os campos IP e
protocolos das camadas superiores.
2. Ele substitui todos os campos que mudam ao longo da transmissão com 0’s (por exemplo, o TTL)
3. O pacote é completado com 0’s para se tornar múltiplo de 16 bits.
4. Um checksum criptográfico é computado para concatenação:
– Algoritmos: HMAC-MD5 ou HMAC-SHA-1
– MAC: Message Authentication Code
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Autenticação
• Para receber um pacote:1. O receptor utiliza o SPI para determinar qual o algoritmo a ser
utilizado para validar o pacote recebido.
2. O receptor substitui os campos mutáveis por “0” e calcula o checksum criptográfico do pacote.
3. Se ele concordar com o checksum contido no cabeçalho do pacote de autorização, ele é então aceito.
IP TCP/UDP DADOSAH
Algoritmo de Integridade ICV
ICV
iguais?
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HMAC
• h = função de hashing (MD5 ou SHA1)
• k = chave secreta
• ipad = 0x363636 ... 3636
• opad = 0x5c5c5 ... c5c5c
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Security Association
• Uma vez definida uma política comum a ambos os computadores, uma associação de segurança (SA) é criada para “lembrar” as condições de comunicação entre os hosts.
• Isso evita que as políticas sejam revistas pelo IPsec a cada novo pacote recebido ou transmitido.
• Cada pacote IPsec identifica a associação de segurança ao qual é relacionado pelo campo SPI contido tanto no IPsec AH quanto no IPsec ESP.
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Associação de Segurança
• SA: Associação de Segurança– Contrato estabelecido após uma negociação que estabelece
como uma comunicação IPsec deve ser realizada.
• Algoritmo de Autenticaçã/Criptografia• Chave de Sessão
• SPI: Secure Parameter Index• Número inteiro (32 bits) que identifica um SA.• É transmitido junto com os pacotes IPsec para permitir ao destinatário
validar/decriptografar os pacotes recebidos.
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Security Association (SA)
• Dois computadores podem possuir um conjunto amplo de políticas para transmissão e recepção de pacotes.
• É necessário encontrar uma política que seja comum ao transmissor e ao receptor.
A B
Eu transmito para qualquer rede sem IPsecEu transmito para qualquer rede em IPsec AH MD5Eu aceito pacotes de qualquer rede em com IPsec AH MD5
Eu transmito para qualquer rede em IPsec AH MD5Eu transmito para qualquer rede em IPsec AH SHA1Eu aceito pacotes de qualquer rede em com IPsec AH MD5Eu aceito pacotes de qualquer rede em com IPsec AH SHA1
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Campos do IPsec AH
• Sequence Number:– Numero incremental, que começa a contagem quando o SA é criada.
– Permite que apenas 232-1 pacotes sejam transmitidos na mesma SA. Após esse número, uma nova SA deve ser criada.
Host A Host B
negociam SA e definem SPI
SPI=deAparaB e SN=1
SPI=deAparaB e SN=2
...
SPI=deBparaASPI=daAparaB.
SPI=deAparaBSPI=deBparaA
SPI=deBparaA e SN=1
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Transmissão dos Dados
A B
Quando transmitir para B use SPI=5
SPI=5algo. SHA1chave: xxxx
SPI=5algo. SHA1chave: xxxx
IP AH DADOS
SPI=5 assinatura Algo SHA1
IP AH DADOS
SPI=5 assinatura Algo SHA1
assinaturacomparação
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AH Modo Tunel e Transporte
SA
INTERNET
SA
SA INTERNET SA
Conexão IPsec em modo Túnel
IPsec AH IPsec AH IPsec AH IPsec AH IPsec AH
Conexão IPsec em modo Transporte
IPsec AH IPsec AH IPsec AH
IP
IPIP
IP
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Protocolo ESP
• Definido pelo protocolo IP tipo 50
• Utilizando para criar canais seguros com autenticação, integridade e criptografia.
• Além da criptografia, permite incluir uma “assinatura digital” em cada pacote transportado.
• Protege a comunicação pois atacantes não conseguem falsificar pacotes assinados e criptografados.
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ESP IPSec : Tunel e Transporte
TCPUDP
DADOSESP HEADER
ESPTRAILER
ESPAUTH
criptografado
autenticado
TCPUDP
DADOSIP
IP TCPUDP
DADOSESP HEADER
ESPTRAILER
ESPAUTH
criptografadoautenticado
IP
IP
MODO TRANSPORTE
MODO TUNNEL
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Encrypted Security Payload Header
• ESP provê recursos de autenticação, integridade e criptografia de pacotes.
Next HeaderPad (0 – 255 bytes)
1 byte 1 byte
Pad Length
Security Parameter Index
Encrypted Payload(dados criptografados)
1 byte 1 byte
Sequence Number
Authentication Data(tamanho variável)
HEADER
TRAILER
AUTH
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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 Cipher-Block Chainin é o default.
Next Header reserved
1 byte 1 byte
Length reserved
Security Parameter Index
Encrypted Payload(dados criptografados)
1 byte 1 byte
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Campos do IPsec ESP
• Header:– SPI e Sequence Number: Mesmas funções do AH
– O algoritmo de criptografia pode ser qualquer, mas o DES Cipher-Block Chaining é o default.
• Trailler:– Torna os dados múltiplos de um número inteiro, conforme requerido pelo
algoritmo de criptografia.
– O trailler também é criptografado.
• Auth:– ICV (Integrity Check Value) calculado de forma idêntica ao cabeçalho AH.
Este campo é opcional.
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Transmissão dos Dados
A C
Quando transmitir para C use SPI=6
SPI=6algo. DES
chave: yyyyy
SPI=6algo. DES
chave: yyyy
IP ESP DADOS CRIPTO.
SPI=6
DES com chave yyyy
ESP
enchimento
IP ESP DADOS CRIPTO.
SPI=6
DES com chave yyyy
ESP
enchimento
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ESP Modo Tunel e Transporte
SA
INTERNET
SA
SA INTERNET SA
Conexão IPsec em modo Túnel
IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP
Conexão IPsec em modo Transporte
IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP
IP
IPIP
IP
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Configuração do IPsec
• Cada dispositivo de rede (Host ou Gateway) possui uma política de segurança que orienta o uso de IPsec.
• Uma política IPsec é formada por um conjunto de regras, muito semelhantes as regras de um firewall.
• As políticas IPsec são definidas de maneira distinta para os pacotes transmitidos e para os pacotes recebidos.
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Estrutura Geral do IPsec
Enlace
IP/IPsec(AH,ESP)
Transporte (TCP/UDP)
Sockets
Protocolo Aplicação
AplicaçãoIKE
Base de SAs
Base de Políticas
consultarefere
consulta
Administrador
configura
Solicita criação do SA
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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)
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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.
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Categorias de Endereço
unicast
anycast
multicast
OU
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Reserved
Allocation
0::/8 1/256
Prefix (hexa) Fraction of Address Space
Unassigned … …
NSAP Allocation 200::/7 1/128
IPX Allocation 400::/7 1/128
Unassigned … …
Aggregatable Global Unicast
Addresses
2000::/3 1/8
Unassigned … …
Link Local Unicast Addresses. FE80::/10 1/1024
Site Local Unicast Addresses
FEC0::/10
1/1024
Multicast Addresses FF00::/8 1 1/256
Total Alocado 15%
Classes de Endereço IPv6
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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)
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Aggregatable Global Unicast
• Especificado pela RFC 2374
• Endereçamento com três níveis hierárquicos
Topologia Pública Topologia Site Interface
Site
Rede Organização Individual
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TLA ID NLA ID SLA ID Interface ID
3 13
19 16 6413
FP 001
Sub -TLA
Aggregatable Global Unicast
FP: 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
AGGR
Organização
BA
CK
BO
NE SITE
SITE
TLA
BA
CK
BO
NE
NLA
Organização
SLA
global routing prefix
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Arquitetura Internet IPv4 X IPv6
• O IPv6 prevê 8192 TLA, correspondentes as entradas nas tabelas de roteamento dos roteadores de mais alto nível.
• A alocação de endereços está sendo feita através de blocos menores, denominados sub-TLAs
• Cada sub-TLA pode controlar até 219 organizações (524288 organizações).
• Cada organização pode ter até 216 sites (64K sub-redes).
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Backbone IPv6
6bonewww.6bone.net
Backbone experimental,
Organizado pelo IETF.
Conta com participantes do
mundo todo.
TLA:3FFE::/16
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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.
Flags ID de Grupo
8 4 4PF Escopo
112
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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).
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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)
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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.
Código
Corpo da Mensagem
8 8 16
Tipo Checksum
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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).
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Resolução de Endereços
Host A
IP FE80::0800:5A12:3456
MAC 08005A123456
Host B
IP FE80::0800:5A12:3458
MAC 08005A123458
Host C
IP FE80::0800:5A12:3457
MAC 08005A123457
Host D
IP FE80::0800:5A12:3459
MAC 08005A123459
Ethernet
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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
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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.
2008, Edgard Jamhour
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.
A
1 2
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.
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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.
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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 endereço-domínio (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.
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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
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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.prov1.com)NLA: 00AB/32
(ip6.ppgia.pucpr.br)00A1/16
TLA ID NLA ID SLA ID Interface ID
3 13 19 16 6413
FP 001
SUB – TLA ID
(www6)Interface: 0000:1000:5A12:3456
(ip6.top2.com)TLA: 2122
(ip6.prov2.com)NLA: 00BC
(ip6.ppgia.pucpr.br)00B1/16
(www6)Interface: 0000:1000:5A12:3456
Mudança de
Provedor
2111:00AB:00A1::1000:5A12:3456
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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