Prednosti IPv6 protokola

1. Prednosti IPv6 protokola Prof. dr Zoran Jovanović Računarski Centar Univerziteta u Beogradu

2. IPv4 • IPv4 je osnovni protokol Interneta, čiji inicijalni dizajn nije predviđao okolnosti koje su se pojavile ekspanzijom i popularnošću Interneta i računarski tehnologija. • Ove okolnosti se ogledaju u sledećim problemima i potrebama: • Eksponencijalni rast Interneta • Nedostatak IPv4 adresnog prostora • Velike tabele rutiranja • Autokonfiguracija • Bezbednost podataka na IP nivou • QoS (Quality of Service)

3. IPv6 • Kako bi se zadovoljili zahtevi današnjeg (i budućeg) Interneta, IPv6 donosi sledeće karakteristike: • Veći adresni prostor • Jednostavnije zaglavlje za efikasniju obradu paketa • Slojevitost u hijerarhijskoj strukturi mreže za efikasnije rutiranje • Fleksibilno zaglavlje sa nizom opcija • Podršku za široko primenjene protokole rutiranja • Podršku za autokonfiguraciju računara • Podršku za bezbednost podataka sa IPSec implementacijom • Poboljšana podrška za Mobile IP • Ugrađena podrška za alokaciju resursa i kvalitet servisa (QoS) • Povećan broj multicast adresa

4. Osnovno zaglavlje IPv6 • IPv6 zaglavlje je jednostavnije u odnosu na IPv4

5. Format IP paketa

6. Šta je izbačeno od obaveznih polja IPv4 • Header length (Fiksan!) izbačen, a datagram lenght sa payload length • Sve za fragmentaciju u podacima dodatnog zaglavlja - extension header • Service type zamenjen sa traffic class i flow label • Flow label za pridruživanje resursa u ruterima • Upravljanje resursima! • Protocol zamenjen sa next header

7. Dodatna zaglavlja IPv6 • U IPv6 većina dodatnih opcija se nalazi u dodatnim zaglavljima • Veća efikasnost u prenosu paketa, jer se šalju samo potrebna zaglavlja

8. Pokazivač na sledeće zaglavlje • Kod koji govori šta je u sledećem zaglavlju i sopstvenu dužinu da se nađe sledeće zaglavlje • Potpuno izjednačene opcije IPv6 i sledeći sloj protokola (npr. TCP ili UDP) • Protokol polje više nije potrebno jer je uključeno u polje zaglavlje • Čak postoji uputstvo šta raditi sa podacima dodatnog zaglavlja ako se ne može rastumačiti • Slaganje: prvo IP sloj opcije pa viši slojevi

9. Fragmentacija • Fragmentacija na izvorištu!! • Izvorište koristi ili garantovani MTU (1280 okteta) ili radi Path MTU Discovery • Path MTU Discovery vrati MTU, a onda izvorište radi fragmentaciju i dodaje Fragment extension header • Posledica – ne sme da bude česte promene putanja • Ako ruter ne može da prosledi zbog MTU, javi se ICMP poruka o fragmentaciji i šalje izvorištu • Izvorište opet Path MTU Discovery

10. IPv6 adresni prostor • IPv6 adresa je dužine 128 bita • Tipovi IPv6 adresa • Unicast – Predstavlja adresu koja se dodeljuje jednom interfejsu. • Anycast – Predstavlja adresu koja identifikuje više interfejsa koji tipično pripadaju i različitim uređajima. Paket koji je poslat na anycast adresu stići će najbližem i samo jednom interfejsu, koji je vezan za tu adresu. Koji je najbliži interfejs određeno je protokolom rutiranja i metrikom. • Multicast – Predstavlja adresu koja identifikuje skup interfejsa koji tipično pripadaju različitim uređajima. Paket koji je poslat na multicast adresu biće prosleđen na sve interfejse određene tom adresom. • 2001:4170:0000:0000:0000:0000:0000:0112/64

11. IPv6 adresni prostor • IPv6 adresa je dužine 128 bita • Tipovi IPv6 adresa • Unicast – Predstavlja adresu koja se dodeljuje jednom interfejsu. • Anycast – Predstavlja adresu koja identifikuje više interfejsa koji tipično pripadaju i različitim uređajima. Paket koji je poslat na anycast adresu stići će najbližem i samo jednom interfejsu, koji je vezan za tu adresu. Koji je najbliži interfejs određeno je protokolom rutiranja i metrikom. • Multicast – Predstavlja adresu koja identifikuje skup interfejsa koji tipično pripadaju različitim uređajima. Paket koji je poslat na multicast adresu biće prosleđen na sve interfejse određene tom adresom. • 2001:4170:0:0:0:0:0:112/64

12. IPv6 adresni prostor • IPv6 adresa je dužine 128 bita • Tipovi IPv6 adresa • Unicast – Predstavlja adresu koja se dodeljuje jednom interfejsu. • Anycast – Predstavlja adresu koja identifikuje više interfejsa koji tipično pripadaju i različitim uređajima. Paket koji je poslat na anycast adresu stići će najbližem i samo jednom interfejsu, koji je vezan za tu adresu. Koji je najbliži interfejs određeno je protokolom rutiranja i metrikom. • Multicast – Predstavlja adresu koja identifikuje skup interfejsa koji tipično pripadaju različitim uređajima. Paket koji je poslat na multicast adresu biće prosleđen na sve interfejse određene tom adresom. • 2001:4170::112/64

13. IPv6 globalna unicast adresa • IPv6 globalna unicast adresa je dostupna iz IPv6 dela Interneta i ekvivalentna je javnoj IPv4 adresi. • Struktura globalne unicast adrese omogućava agregaciju prefiksa kako bi se omogućilo efikasnije rutiranje. • Trenutno, globalne unicast adrese se dodeljuju iz opsega adresa koje počinju sa binarnom vrednošću 001 (odnosno 2000::/3).

14. IPv6 multicast adrese • IPv6 multicast adrese imaju prefiks FF00::/8 (1111 1111) • Pored prefiksa, multicast adrese imaju dodatnu strukturu kojom se definiše trajanje, opseg i multicast grupa kojima pripadaju. • FF02::1 (multicast adresa svih uređaja na lokalnoj mreži)

15. ICMPv6 • ICMPv6 (Internet Control Message Protocol) ima iste funkcije u prijavljivanju grešaka i slanju jednostavnih echo poruka kao i ICMP za IPv4 • ICMPv6 ima i dodatne funkcije koje se ogledaju u pomoći pri funkcionisanju dva IPv6 protokola: • Multicast Listener Discovery (MLD) – MLD koristi tri različite ICMPv6 poruke koje zamenjuju IGMP protokol verzije 2 koji se koristio u IPv4. • Neighbor Discovery (ND) – koristi pet različitih ICMPv6 poruka koje omogućavaju komunikaciju među uređajima na lokalnom linku. ND zamenjuje ARP, ICMPv4 Router Discovery i ICMPv4 Redirect.

16. Autokonfiguracija IPv6 uređaja • Autokonfiguracija se vrši preko Router Discovery procesa • Uređaj na mreži šalje Router Solicitation poruku • Ruter na mreži odgovara sa Router Advertisement, koja sadrži informaciju o mrežnom prefiksu • Uređaj sam konstruiše svoju adresu od IPv6 mrežnog prefiksa i svoje MAC adrese, koristeći EUI-64 format

17. EUI-64 format

18. IPv6 protokoli rutiranja • Rutiranje u IPv6 se zasniva na istom principu kao i rutiranje u IPv4, na osnovu destinacione adrese i njenog poklapanja sa najdužim prefiksom (longest-prefix match) iz tabele rutiranja. • Protokoli rutiranja definisani za IPv6 predstavljaju uglavnom iste protokole kao i za IPv4, a specifičnosti se ogledaju u drugačijem tipu adrese i mrežnih prefiksa, koje donosi IPv6. • Protokoli rutiranja definisani za IPv6 • RIPng • OSPFv3 • IS-IS • Multiprotocol BGP

19. Mehanizmi tranzicije sa IPv4 na IPv6 • Prelazak sa IPv4 na IPv6 je komplikovan i dugotrajan proces koji karakteriše neophodnost postojanja oba protokola na zajedničkoj fizičkoj infrastrukturi • Paralelno sa dizajnom IPv6, osmišljene su različite tehnologije i tipovi adresiranja koji omogućavaju komunikaciju uređaja u okruženju oba protokola • Mehanizmi tranzicije sa IPv4 na IPv6 treba da olakšaju integraciju novih IPv6 i postojećih IPv4 mreža i aplikacija

20. Mehanizmi tranzicije sa IPv4 na IPv6 • Tranzicioni mehanizmi se mogu klasifikovati u tri kategorije: • IPv4/IPv6Dual stack – bazira se na korišćenju duplog IP sloja koji omogućava mrežnim uređajima potpunu podršku za IPv4 i IPv6. • IPv6 Tunelovanje (IPv6 Tunneling mechanisms) – bazira se na enkapsulaciji IPv6 paketa u IPv4 paket. • Mehanizam translacije protokola (Protocol Translation mechanisms) – bazira se na translaciji IPv6 paketa u IPv4 paket i obratno. Ovaj mehanizam omogućava komunikaciju IPv6 i IPv4 uređaja.

21. IPv4/IPv6 Dual stack • Dvostruki IP sloj sadrži jedinstvenu implementaciju protokola četvrtog sloja, kao što su TCP i UDP. Takođe, svi protokoli viših slojeva mogu komunicirati preko IPv4 i IPv6.

22. IPv6 tunelovanje • IPv6 saobraćaj se enkapsulira u IPv4 pakete, kako bi bio poslat preko IPv4 infrastrukture. • Omogućeno je izolovanim IPv6 mrežama da komuniciraju, bez potrebe za izmenom postojeće IPv4 infrastrukture

23. Mehanizam translacije protokola Mehanizmi translacije protokola treba da obezbede komunikaciju između uređaja koji koristi samo IPv6 i uređaja koji koristi samo IPv4. Ovakva primena zahteva translaciju između IPv6 i IPv4 zaglavlja, koja će se obavljati na računaru ili ruteru. Primer: NAT-PT (Network Address Translation – Protocol Translation)

24. Zaključak • IPv6 protokol postaje sadašnjost računarskih mreža i Interneta • Evropski projekti i istraživanja u pravcu primene IPv6 (6NET, 6DISS) • Nedovoljna podrška za IPv6 operativnih sistema i aplikacija • Izbor tranzicionih mehanizama • Proces širenja IPv6 u akademskoj mreži Srbije predstavljaće jedan od glavnih pravaca razvoja, a u prvo vreme biće zasnovan u najvećem broju slučajeva na različitim mehanizmima tunelovanja