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IPv6

IPv6. Un vistazo. Nacimiento de IPv6. En 1991, la IETF empezó a estudiar el problema de expandir el número de direcciones de Internet.

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Presentation Transcript

  1. IPv6 Un vistazo

  2. Nacimiento de IPv6 • En 1991, la IETF empezó a estudiar el problema de expandir el número de direcciones de Internet. • Como la dirección IP va en el header del protocolo implicaba cambiar dicho header. Esto significa una nueva versión de IP, nuevo software para cada host y para cada router en Internet. • En 1994 liberó una recomendación oficial para el protocolo de Internet de la siguiente generación o IPng (Internet Protocol next generation).

  3. Nacimiento de IPv6 • Un hecho destacado en el desarrollo, fue la publicación del RFC 1752 en enero de 1995. El RFC 1752 describe los requisitos de IPng, especifica el formato de la PDU y señala las técnicas de IPng en las áreas de direccionamiento, enrutamiento y seguridad. • A medida que el trabajo avanzó se le asignó un número de versión oficial, así que IPng se conoce ahora como IPv6. IETF creó un grupo de trabajo de IPv6 para crear los estándares que se requieran y permitir la transición de IPv4 a IPv6.

  4. Nacimiento de IPv6 • ¿Por qué "saltaron" de IPv4 a IPv6 y omitieron IPv5? de hecho se dice que el IPv5 no existe... Sin embargo, técnicamente IPv5 si existe... La aparente discontinuidad en la numeración se debe a que el numero 5 fue utilizado como protocolo experimental (Internet Stream Protocol Version 2) . Consulte el RFC 1819. • La especificación general de IPv6 está en el RFC 2460, y el RFC que trata con la estructura de direccionamiento de IPv6 es el RFC 3513.

  5. Nacimiento de IPv6 • Cuando se decidió hacer un cambio de semejante magnitud, los diseñadores trataron de mejorar lo que más se podía • Enrutamiento y direccionamiento escalable • Soporte a servicios en tiempo real • Soporte a seguridad • Autoconfiguración • Soporte a hosts móviles • Plan de transición de IPv4 a la nueva versión • Existió una propuesta llamada SIPP (Simple Internet Protocol Plus), Esta propuesta doblaba el tamaño de la dirección IP (que en la versión 4 es de 32 bits) a 64 bits.

  6. ¿Quién distribuye las direcciones en Internet? IANA Internet Assigned Numbers Authority ARIN APNIC LACNIC AFRINIC RIPE American Registry for Internet Numbers Asia Pacific Network Information Centre Latin America and Caribbean Network Information Centre African Network Information Centre Réseaux Internet Protocol Européens

  7. Entidades que hacen los registros regionales en Internet

  8. Distribución actual de las direcciones IPv4

  9. ¿Qué ocurrirá al agotarse las direcciones IPv4? • Internet seguirá… • IPv4 e IPv6 coexisitirán durante mucho tiempo • Se seguirán teniendo direcciones IPv4 durante muchos años (de distintas maneras) • Incremento del uso de NAT • Sin embargo… • LACNIC desea que IPv6 esté adoptada para el 1/1/2011… • http://www.lac.ipv6tf.org/

  10. ¿Qué significa adoptar IPv6 para un ISP? • Soporte IPv6 en el core de la red • Soporte IPv6 en los datacenters • Mecanismos de transición disponibles para los clientes • Los equipos de los clientes no necesitan ser reemplazados en este momento. • NOTA: Adoptar IPv6 no implica cambiar todos los equipos. Es una transición, no una migración.

  11. Grupos de trabajo IPv6 existentes en Latinoamérica y Caribe • Cuba: http://www.cu.ipv6tf.org/ • Brasil: http://www.br.ipv6tf.org/ • México: http://www.mx.ipv6tf.org/ • Argentina: http://www.ar.ipv6tf.org/ • Perú: http://www.pe.ipv6tf.org/ • Colombia: http://www.co.ipv6tf.org/ • Panamá: http://www.pa.ipv6tf.org/ • Uruguay: http://www.uy6tf.org/

  12. Algunas características de IPv6 • IP versión 6 (IPv6) es una nueva versión de del IP, diseñada como sucesora de la versión 4 de IP. • Los cambios realizados caen en las siguientes categorías: • Expande las capacidades de direccionamiento: IPv6 incrementa el tamaño de las direcciones IP de 32 bits a 128 bits, para soportar más niveles de la jerarquía de direccionamiento, un número mucho más grande de nodos direccionables y una autoconfiguración más simple. • La escalabilidad del enrutamiento multicast es mejorado al agregar un campo de ámbito (“scope”) a las direcciones multicast.

  13. Algunas características de IPv6 • Se creó un nuevo tipo de dirección llamada “Anycast” utilizada para enviar un paquete a algún nodo que pertenece a un grupo de nodos. • El formato de la cabecera es una simplificación del utilizado en IPv4, esto reduce el costo de procesamiento en nodos y routers • Mejora el soporte de opciones y extensiones permitiendo un reenvío más eficiente, hay menos restricciones en la longitud de las opciones y mayor flexibilidad que permite introducir nuevas opciones en el futuro.

  14. Algunas características de IPv6 • Incluye capacidad de etiquetamiento de flujos que permite marcar los paquetes de tal forma que pueden ser asociados a un “flujo” entre un transmisor y un receptor y se puede solicitar un manejo especial para dichos paquetes (QoS) • Tiene extensiones para autenticación y privacidad, integridad de datos, y confidencialidad de datos.

  15. Formato del datagrama IPv6 32 bits Versión Etiqueta de Flujo Clase de tráfico Longitud de los datos Siguiente header Límite de saltos Dirección IP origen Header IPv6 Dirección IP destino Los datos o el siguiente header comienzan aquí...

  16. IPv6 Extension Headers • En IPv6, la información opcional es codificada en cabeceras diferentes que pueden ser colocadas entre la cabecera IPv6 y las cabeceras de los protocolos de capas superiores. • Extension Header Order • Options • Hop-by-Hop Options Header • Routing Header • Fragment Header • Destination Options Header • No Next Header

  17. Direcciones IPv6 (RFC 3513) • IPv6 provee un espacio de direcciones de 128 bits (IPv4 tiene 32 bits) • Hay tres tipos de direcciones en IPv6 • Unicast • Anycast • Multicast • No hay direcciones broadcast en IPv6 • Todas las direcciones IP se asignan a interfaces, no a nodos. Una dirección IPv6 unicast se refiere a una sola interface. Como cada interface pertenece a un solo nodo, cualquier dirección unicast de una interface de un nodo puede ser utilizada para identificar el nodo.

  18. Representación en texto de direcciones IPv6 • Hay tres formas • FORMATO 1: La forma x:x:x:x:x:x:x:x, donde las x son valores hexadecimales de ocho campos, cada uno con 16 bits. Por ejemplo: • FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210 • 1080:0:0:0:8:800:200C:417A

  19. Representación en texto de direcciones IPv6 • FORMATO 2: El uso de "::" indica uno o más grupos de 16 bits cuyo valor es cero. "::" solamente puede aparecer una vez en la dirección. Por ejemplo: • 1080:0:0:0:8:800:200C:417A (dirección unicast) • FF01:0:0:0:0:0:0:101 (dirección multicast) • 0:0:0:0:0:0:0:1 (dirección loopback, la equivalente en IPv4 a 127.0.0.1) • 0:0:0:0:0:0:0:0 la dirección “unspecified” pueden representarse como: • 1080::8:800:200C:417A, • FF01::101, • ::1 • ::

  20. Representación en texto de direcciones IPv6 • FORMATO 3: Una forma alternativa que es más conveniente cuando se trabaja en ambientes mezclados IPv4 e IPv6 es x:x:x:x:x:x:d.d.d.d, donde las 'x’ son valores hexadecimales de seis campos, más significativos de la dirección, de 16 bits y las 'd’ son valores decimales de los cuatro campos, menos significativos de la dirección, de 8 bits (la representación estándar IPv4). • 0:0:0:0:0:0:13.1.68.3 • 0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38 • o en la forma comprimida ::13.1.68.3 y ::FFFF:129.144.52.38

  21. Representación en texto de prefijos de red en IPv6 • La representación de prefijos de red es similar a la utilizada en IPv4 en notación CIDR. • El prefijo es representado por la notación: • Dirección-ipv6/longitud-de-prefijo, • donde • dirección-ipv6 es una dirección representada en cualquiera de los tres métodos mostrados antes y • longitud-de-prefijo es un valor decimal especificando cuántos de los bits, colocados más a la izquierda, de la dirección comprenden el prefijo.

  22. Representación en texto de prefijos de red en IPv6 • Por ejemplo: para representar el prefijo (hexadecimal) 12AB00000000CD3 de 60 bits (hexadecimal) se puede representar de la siguiente manera: • 12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60 • 12AB::CD30:0:0:0:0/60 • 12AB:0:0:CD30::/60

  23. Representación en texto de prefijos de red red en IPv6 • Las siguientes son representaciones incorrectas del mismo prefijo: • 12AB:0:0:CD3/60 Se pueden descartar ceros a la izquierda de los campos de 16 bits, pero no ceros a la derecha • 12AB::CD30/60 La dirección a la izquierda del slash "/" será expandida como 12AB:0000:0000:0000:0000:000:0000:CD30 • 12AB::CD3/60 La dirección a la izquierda del slash "/" será expandida como 12AB:0000:0000:0000:0000:000:0000:0CD3

  24. Representación en texto de prefijos de red red en IPv6 • Cuando se desea escribir la dirección del nodo y el prefijo de red de dicho nodo (e.g., el prefijo de subred del nodo), los dos pueden ser combinados como • la dirección del nodo 12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF • y su número de subred 12AB:0:0:CD30::/60 • puede ser abreviada como • 12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF/60

  25. Identificación del tipo de dirección • Los tipos de direcciones IPv6 se identifican de acuerdo con los bits más significativos de la dirección. • Las direcciones anycast son tomadas del espacio de direcciones unicast y no son sintácticamente diferentes de las direcciones unicast

  26. Direcciones Unicast • Las direcciones unicast IPv6 se pueden agregar (sumar) con prefijos de longitud arbitraria de la misma manera de las direcciones IPv4 son agregadas en CIDR. • Hay varios tipos de direcciones unicast en IPv6 • global unicast, • site-local unicast, • link-local unicast. • Hay también algunos sub-tipos de propósito especial dentro de las global unicast, tales como direcciones IPv6 con direcciones IPv4 embebidas o codificadas NSAP. Tipos o subtipos de direcciones adicionales pueden ser definidas en el futuro.

  27. Direcciones Unicast • Los nodos IPv6 pueden tener poco o mucho conocimiento sobre la estructura interna de la dirección IPv6, dependiendo del rol que jueguen (host ó router). • Un nodo puede considerar que las direcciones unicast no tienen estructura interna: • Un host un poco más sofisticado puede conocer el prefijo de subred de los enlaces a los que se encuentra conectado. Diferentes direcciones pueden tener valores diferentes de n. 128 bits Dirección de nodo n bits 128- n bits Prefijo de subred ID de interface

  28. Direcciones Unicast • Aunque un router muy simple no necesitaría tener conocimiento de la estructura interna de las direcciones unicast IPv6, los routers generalmente tendrán conocimiento de una o más fronteras jerárquicas para operar los protocolos de enrutamiento. El conocimiento de las fronteras difiere de router a router, dependiendo de qué posición tiene el router en la jerarquía de enrutamiento.

  29. Identificadores de interfaces • Los identificadores de interface en las direcciones unicast IPv6 son utilizados para identificar interfaces a un enlace. Se requiere que sean únicos dentro del mismo prefijo de subred. Se recomienda que el mismo identificador de interface no sea asignado a diferentes nodos sobre un enlace. También pueden ser únicos en un alcance más amplio. • En algunos casos el identificador de interface será derivado directamente de la dirección física (MAC address) de la interface. • El mismo identificador de interface puede ser utilizado sobre múltiples interfaces en el mismo nodo siempre y cuando estén conectadas a diferentes subredes.

  30. Identificadores de interfaces • La unicidad de los identificadores de interface es independiente de la unicidad de las direcciones IPv6. Por ejemplo, una dirección unicast global puede ser creada con una interface de alcance no global. Una dirección site-local puede ser creada con un identificador de interface de alcance global.

  31. La dirección Unspecified • La dirección 0:0:0:0:0:0:0:0 es llamada la dirección no-especificada. Esta NUNCA debe ser asignada a algún nodo. Indica la ausencia de una dirección. Un ejemplo de su uso es en el campo “dirección IP origen” de los paquetes IPv6 enviados por un host que está inicializándose y aún no ha aprendido cuál es su dirección. • La dirección no-especificada no debe ser utilizada como dirección destino de paquetes IPv6 o en headers de enrutamiento IPv6. Un paquete IPv6 con una dirección IP origen no-especificada nunca debe ser reenviado por un router IPv6.

  32. La dirección de Loopback • La dirección unicast 0:0:0:0:0:0:0:1 es llamada la dirección de loopback. Puede ser utilizada por un nodo para enviarse un paquete IPv6 a sí mismo. Nunca debe asignarse a una interface física. • Es tratada como si tuviese un alcance de link-local, y puede ser pensada como la dirección unicast de link-local de un interface virtual (generalmente llamada "loopback interface") a un enlace imaginario que va a ninguna parte. • La dirección de loopback no debe ser utilizada como la dirección IP origen en paquetes IPv6 que estén siendo enviados fuera de un nodo. • Un paquete IPv6 con una dirección IP destino loopback nunca debe ser enviado fuera del nodo y nunca debe ser reenviado por un router IPv6. Un paquete recibido por una interface que traiga como dirección IP destino loopback debe ser descartado.

  33. Direcciones Global Unicast • El formato general de una dirección global unicast IPv6 es: • donde el prefijo de enrutamiento global es un valor asignado (normalmente estructurado jerárquicamente) a un sitio (un cluster de subredes/enlaces), el ID de subred es un identificador de un enlace dentro de un sitio y el ID de interface es el expuesto antes. • Todas las direcciones global unicast diferentes a las que comienzan con los bits 000 tienen un ID de interface de 64 bits (i.e., n + m = 64). Las direcciones unicast globales que inician con los bits 000 no tienen esa restricción en el tamaño o la estructura del campo del ID de la interface (ejemplo: las direcciones IPv6 con direcciones IPv4 embebidas) n bits m bits 128- n- m bits Prefijo de enrutamiento global ID de subred ID de interface

  34. Direcciones IPv6 con direcciones IPv4 embebidas • El mecanismo de transición IPv6 incluye una técnica para que los hosts y los routers de forma dinámica coloquen en un tunel paquetes IPv6 sobre una infraestructura de enrutamiento de IPv4. Los nodos IPv6 que utilizan esta técnica tienen asignadas direcciones unicast IPv6 especiales que llevan una dirección IPv4 global en los 32 bits menos significativos. Este tipo de direcciones se denominan "IPv4- compatible IPv6 address" y tienen el formato: • Nota: La dirección IPv4 utilizada en "IPv4- compatible IPv6 address" debe ser una dirección unicast IPv4 globalmente única. 80 bits 16 bits 32 bits 0000……………………………0000 0000 Dirección IPv4

  35. Direcciones IPv6 con direcciones IPv4 embebidas • También se define un segundo tipo de dirección IPv6 que tiene una dirección IPv4 embebida. Este tipo de dirección es utilizada para representar las direcciones de los nodos IPv4 como direcciones IPv6. Recibe el nombre de "IPv4-mapped IPv6 address" y su formato es: 80 bits 16 bits 32 bits 0000……………………………0000 FFFF Dirección IPv4

  36. Direcciones unicast IPv6 de uso local • Hay definidas dos tipos de direcciones unicast de uso local: Link-Local y Site-Local. Una dirección Link-Local se utiliza sobre un solo enlace y una Site-Local se utiliza en un solo sitio. Las direcciones Link-Local tienen el siguiente formato: • Las direcciones Link-Local están diseñadas para direccionar un solo enlace con el propósito de hacer configuración de dirección automática, descubrimiento de vecinos o cuando no hay routers presentes. Los routers no deben reenviar paquetes con direcciones IP destino u origen tipo link-local a otros enlaces. 10 bits 54 bits 64 bits 1111111010 0 ID de interface

  37. Direcciones unicast IPv6 de uso local • Las direcciones Site-Local tienen el siguiente formato: • Las direcciones Site-local están diseñadas para ser utilizadas para hacer direccionamiento sin necesidad de un prefijo global. Aunque el ID de subred puede tener hasta 54 bits de largo, se espera que los sitios conectados globalmente utilicen el mismo ID de subred para el sitio local y los prefijos globales. Los routers no deben reenviar paquetes con direcciones ip origen o destino tipo site-local fuera del sitio. 10 bits 54 bits 64 bits 1111111011 ID de subred ID de interface

  38. Direcciones anycast • Una dirección anycast IPv6 es una dirección que es asignada a más de una interface (que normalmente pertenecen a diferentes nodos), con la propiedad que un paquete enviado a una dirección anycast es enrutado a la interface más cercana que tenga dicha dirección de acuerdo con las métricas de los protocolos de enrutamiento. • Las direcciones anycast son asignadas del espacio de direcciones unicast, utilizando cualquiera de los formatos definidos para direcciones unicast. De esta forma, las direcciones anycast no se pueden distinguir sintácticamente de las unicast.

  39. Direcciones anycast • Cuando una dirección unicast es asignada a más de una interface esta se convierte en una dirección anycast y los nodos donde esta dirección sea asignada deben configurarse explícitamente para que sepan que es una dirección anycast. • Para cualquier dirección anycast asignada, hay un prefijo P más largo que la dirección que identifica la región topológica en la cual residen todas las interfaces que pertenecen a la dirección anycast. Dentro de la región identificada por P, la dirección anycast debe ser mantenida como un elemento separado en el sistema de enrutamiento (denominado comunmente como un "host route"); fuera de la región identificada por P, la dirección anycast puede ser agregada en una entrada de enrutamiento para el prefijo P.

  40. Direcciones anycast • Nótese que en el peor caso, el prefijo P de un conjunto anycast puede ser el prefijo null, i.e., los miembros del conjunto pueden no tener localización topológica. En este caso, la dirección anycast debe ser mantenida como una entrada de enrutamiento a través de toda la internet, lo que representa un límite severo de escalabilidad en cuántos conjuntos anycast “globales” pueden ser soportados. Por tanto, se espera que el soporte para conjuntos anycast globales no esté disponible o sea muy restringido.

  41. Direcciones anycast • Uno de los usos esperados de las direcciones anycast es identificar un conjunto de routers perteneciente a una organización que ofrece servicios de internet. Tales direcciones pueden ser utilizadas como direcciones intermedias en un header de enrutamiento IPv6, logrando que un paquete sea entregado a un proveedor de servicios o a una secuencia de proveedores de servicio. • Otro posible uso es identificar un conjunto de enrutadores conectados a una subred en particular, o el conjunto de routers que proveen la entrada a un dominio de enrutamiento en particular.

  42. Direcciones anycast • Hay poca experiencia con un uso amplio y arbitrario de direcciones anycast Internet y algunas complicaciones y peligros son conocidos para cuando sean utilizadas de manera generalizada. • Hasta que no se tenga más experiencia y haya más soluciones especificadas, las siguientes restricciones serán impuestas a las direcciones anycast IPv6: • Una dirección anycast no puede ser utilizada como dirección origen de un paquete IPv6 • Una dirección anycast no debe ser asignada a un host IPv6, es decir, sólo puede ser asignada a un router IPv6.

  43. Dirección Anycast requerida • La dirección anycast Subnet-Router está predefinida. Su formato es: • El prefijo de subred en una dirección anycast es el prefijo que identifica un enlace específico. Esta dirección anycast es sintácticamente igual a una dirección unicast para una interface en el enlace con el ID de interface puesto en cero. n bits 128- n bits Prefijo de subred 00000000000000

  44. Dirección Anycast requerida • Los paquetes enviados a la dirección anycast Subnet-Router serán entregados a un router en la subred. • Todos los routers deben soportar las direcciones anycast Subnet-Router para las subredes a las cuales tengan interfaces. • La dirección anycast subnet-router está diseñada para ser utilizada en aplicaciones donde un nodo necesita comunicarse con alguno del conjunto de routers.

  45. Direcciones multicast • Una dirección multicast IPv6 es un identificador para un grupo de interfaces (normalmente en diferentes nodos). Una interface puede pertenecer a cualquier número de grupos multicast. Las direcciones multicast tienen el siguiente formato: • El binario 11111111 identifica que el mensaje es multicast 8 bits 4 bits 4 bits 112 bits 11111111 fgls scop ID de grupo

  46. Direcciones multicast • El campo flgs es un conjunto de 4 flags • Los tres primeros bits están reservados y deben estar en cero. T = 0 identifica una dirección multicast asignada permanentemente (bien conocida) y T = 1 indica una dirección multicas transiente. 0 0 0 T

  47. Direcciones multicast • El campo Scope es un valor de ámbito (scope) multicast de 4 bits utilizado para limitar el alcance del grupo multicast. Los valores son: • 0 reserved • 1 interface-local scope • 2 link-local scope • 3 reserved • 4 admin-local scope • 5 site-local scope • 6 (unassigned) • 7 (unassigned) • 8 organization-local scope • 9 (unassigned) • A (unassigned) • B (unassigned) • C (unassigned) • D (unassigned) • E global scope • F reserved

  48. Direcciones requeridas para cualquier nodo • Direcciones locales de enlace para cada interface • Direcciones unicast asignadas • Dirección de loopback • Dirección multicas de todos los nodos • Direcciones multicast solicitadas para cada dirección unicast o anycast asignadas • Las direcciones multicast de todos los grupos a los cuales pertenece el host

  49. Además los routers deben reconocer • Las direcciones anycast del router de la subred para las interfaces en las que esté configurado para actuar como router • Todas las direcciones anycast con las que el router ha sido configurado • las direcciones multicast de todos los routers • Las direcciones multicast de todos los grupos a los que el router pertenece

  50. Autoconfiguración • IPv4 requiere del servidor DHCP para la autoconfiguración. • IPv6 tiene una autoconfiguración llamada stateless, que no requiere de un servidor • El problema de autoconfiguración se puede dividir en dos partes • Obteber el ID de interface (MAC address) • Obtener el prefijo de subred

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