1 / 38

Tópicos Especiais em Comunicação de Dados IV: Roteamento na Internet

Tópicos Especiais em Comunicação de Dados IV: Roteamento na Internet. Prof. Miguel Elias Mitre Campista http://www.midiacom.uff.br/~miguel. Parte II. Protocolo IP – IPv6. IPv6. No início dos anos 90 Previsões pessimistas... Todos os endereços IPv4 (32bits) vão se esgotar até 2002

wayne
Download Presentation

Tópicos Especiais em Comunicação de Dados IV: Roteamento na Internet

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Tópicos Especiais em Comunicação de Dados IV: Roteamento na Internet Prof. Miguel Elias Mitre Campista http://www.midiacom.uff.br/~miguel Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  2. Parte II Protocolo IP – IPv6 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  3. IPv6 • No início dos anos 90 • Previsões pessimistas... • Todos os endereços IPv4 (32bits) vão se esgotar até 2002 • CIDR apenas contorna o problema temporariamente • Em julho de 1994 • É proposto o protocolo “Simple Internet Protocol Plus” • O principal autor foi Steve Deering • O Simple Internet Protocol Plus foi utilizado como base do IPv6 • A diferença principal entre o IPv4 e o IPv6 é a quantidade de bits no valor do endereço • De 32 bits passa para 128 bits Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  4. Lembrete: O IPv4 divide os endereços em cinco diferentes classes: de A até E IPv6 • O IPv6 pode ser considerado uma versão com endereços maiores do IPv4 • No IPv6 também... • Cada endereço identifica uma interface • Cada estação pode possuir múltiplas interfaces (multihomed) • Entretanto... • O IPv6 os endereços em três categorias • Unicast • Multicast • Anycast Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  5. Unicast, Multicast e Anycast • Endereços Unicast • Identificam apenas uma interface • Utilizado para comunicações ponto-a-ponto • Endereços Multicast • Identificam um grupo de interfaces • Utilizado para comunicações de grupo • Endereços Anycast • Identificam um grupo de interfaces • Apesar de identificar um grupo de estações, a mensagem é entregue apenas para uma delas sem uma definição a priori • Utiliza critérios de escolha como proximidade da origem Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  6. Notação dos Endereços • Endereços de 128 bits divididos em oito inteiros de 16 bits cada • Inteiros são separados por dois pontos (“:”) • Utilizam notação hexadecimal • Ex.: FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210 • O tamanho do endereço dificulta a manipulação • Alguns administradores acham uma boa ideia pois usuários tem que manipular nomes e não endereços • Entretanto, eles não são maioria...  • Os endereços IPv6 podem ser escritos com algumas simplificações Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  7. Notação dos Endereços • Inteiros com 0’s à esquerda podem ser simplificados • Suprime-se os 0’s • Ex.: FEDC:0008:7654:0010:FEDC:BA98:0000:3210  FEDC:8:7654:10:FEDC:BA98:0000:3210 • Inteiros compostos somente por 0’s podem ser simplificados • Suprime-se todos os 0’s • Ex.: FEDC:8:7654:10:FEDC:BA98:0000:3210  FEDC:8:7654:10:FEDC:BA98::3210 • Se houver uma sequência de inteiros zerados • Ex.: FEDC:BA98:7654:0000:0000:BA98:7654:3210  FEDC:BA98:7654::BA98:7654:3210 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  8. Notação dos Endereços • E se fosse assim? FEDC:BA98:7654:0000:0000:BA98:0000:3210 Como ficaria? • Endereços IPv6 são obtidos prefixando 96 bits ao endereço IPv4 • Endereço IPv4: 10.0.0.1 • FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:10.0.0.1 FEDC:BA98:7654::BA98:0:3210 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  9. Endereços Unicast • Identificados pelo prefixo: 001 • Segue uma estrutura hierárquica • TLA (Top Level Aggregator) • Porção do endereço para identificar grandes provedores (registradores regionais) • Reservado • Reserva para possível aumento do número de TLAs Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  10. Endereços Unicast • Segue uma estrutura hierárquica • NLA (Next Level Aggregator) • Identificador de um provedor menor que o TLA • SLA (Site Local Aggregator) • Identificador de uma organização que pode sub-dividir seu espaço de endereçamento em sub-redes • ID da interface • Identificador da interface de rede Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  11. Endereços Unicast • TLAs e NLAs • São utilizados por provedores que oferecem serviços trânsito público de dados da Internet • SLAs • São utilizados por organizações que não oferecem trânsito público na Internet Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  12. Endereços Unicast • Formatos Especiais • Unspecified • Endereço utilizado quando a estação não possui endereço configurado • Endereço todo em 0’s • 0:0:0:0:0:0:0:0 ou simplesmente :: • Loopback • Endereço para testes da interface • 0:0:0:0:0:0:0:1 • IPv4-based • Endereço IPv6 prefixado por um endereço IPv4 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  13. Endereços Unicast • Mais formatos especiais • Site local • Endereços privados • FEC0:0:0:<ID da sub-rede (16bits)>:<ID da estação (64bits)> • Link local • Endereços que ainda não conhecem o endereço de rede • FE80:0:0:<ID da sub-rede (16bits)>:<ID da estação (64bits)> Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  14. Endereços Multicast • Identificados pelo prefixo: 11111111 • Flags • Somente o último bit possui função definida • Ele define se o endereço IP é definitivo ou temporário • Endereços IP temporários são utilizados • P.ex.: para experimentos Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  15. Endereços Multicast • Escopo • Região de utilização de um determinado tráfego • Obriga os roteadores a conhecerem as fronteiras de cada escopo • P.ex. tráfego de uma videoconferência local não deve ser encaminhado acidentalmente para a Internet • No IPv4, a limitação de escopo poderia ser realizada com o ajuste do campo TTL Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  16. Endereços Anycast • Identificam estações de um determinado grupo • Assume que o protocolo de roteamento escolhe a estação do grupo anycast que esteja mais próxima do nó de origem do tráfego • Protocolo de roteamento deve conhecer o caminho para todas estações do grupo anycast Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  17. Endereços Anycast • Prefixo de Sub-rede • Identifica a sub-rede onde o endereço anycast é válido • Identificador único • Identifica o grupo anycast dentro da sub-rede Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  18. IPv6 – O Cabeçalho Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  19. IPv6 – O Cabeçalho Cabeçalho mais simples que o cabeçalho IPv4 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  20. IPv6 – O Cabeçalho • Versão (4 bits) • Identifica a versão 6 do IP • Mesma função exercida no cabeçalho IPv4 • Classe de tráfico (8 bits) • Mesma função exercida no cabeçalho IPv4 pelo campo tipo de serviço • Campo utilizado para determinar prioridades de tráfego em função de requisitos da aplicação • Rótulo do fluxo (20 bits) • Identifica pacotes do mesmo fluxo • Campo utilizado para acelerar a identificação de requisitos previamente utilizados Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  21. IPv6 – O Cabeçalho • Comprimento dos dados (16 bits) • No IPv4, o comprimento também considerava o tamanho do cabeçalho • No IPv6 não há o campo opções • Próximo tipo de cabeçalho (8 bits) • Identificador do protocolo da camada superior • Diferente do IPv4, o IPv6 pode inserir extensões antes do cabeçalho do protocolo da camada superior • Limite de saltos (8 bits) • Número de saltos • Semelhante ao TTL do IPv4 • O IPv6 definiu que o limite de saltos é sempre decrementado de 1, o que já era feito na prático pelo IPv4 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  22. Diferenças com o Cabeçalho IPv4 • Não há o campo de opções • Cabeçalho de tamanho fixo igual a 40 bytes • Aumenta a velocidade de processamento • Caso haja necessidade, o IPv6 define extensões que “encapsulam” o cabeçalho IPv6 • Não há a necessidade do campo de comprimento do cabeçalho (IHL) do IPv4 • Não há o campo checksum • Reduz processamento do cabeçalho • Entretanto, considera o risco de alterações no cabeçalho e consequente falhas no roteamento • Assume que o risco é minimizado já que a detecção de erros é realizada em protocolos de outras camadas Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  23. Diferenças com o Cabeçalho IPv4 • Não há campos para fragmentação • O IPv6 descobre a unidade máxima de transferência (MTU) do caminho • Processo chamado path MTU discovery • Estações que não desejam realizar o processo de descobrimento da MTU • Devem enviar pacotes com tamanho máximo reduzido • Caso o MTU utilizado for maior que o máximo • Roteadores mandam mensagem de erro à fonte quando não puderem enviar um datagrama “grande” • Formato de endereços expandido • Endereços de 128 bits Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  24. Extensões do Cabeçalho IPv6 • Opções no IPv4 • Roteadores são otimizados para o caso comum que é a ausência do campo opções • Sempre que o campo opções está presente, o pacote segue um caminho no roteador de desempenho inferior • No IPv6... • As possíveis opções são tratadas como extensões do cabeçalho IPv6 • Portanto, entre o cabeçalho do IPv6 e o cabeçalho do protocolo de camada superior há a inserção das extensões do IPv6 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  25. Extensões do Cabeçalho IPv6 • Há seis extensões definidas • Roteamento pela fonte • Extensão possui lista de endereços IPv6 • Fragmentação • A fragmentação é realizada pela fonte e não por elementos intermediários • Autenticação • Extensão utilizada para autenticar a fonte e garantir integridade • Criptografia • Extensão utilizada para autenticar a fonte, garantir integridade e criptografar os dados Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  26. Extensões do Cabeçalho IPv6 • Há seis extensões definidas • Opção de destino • Extensão examinada apenas pelo destino do pacote • Opção salto a salto • Extensão oposta à opção de destino, a opção salto a salto é examinada por todos os nós do caminho até o destino Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  27. ICMPv6 • Modificações tiveram o mesmo objetivo que o do protocolo IP • Simplificações de funcionalidades que não eram mais utilizadas • Incorporou funções de controle de grupos multicast • Inclui novos tipos e códigos de erro • Pacote muito grande • Opções IPv6 não reconhecidas Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  28. Descoberta do Próximo Salto • Procedimento semelhante ao ARP no IPv4 • Se o endereço físico do vizinho não estiver em cache • Estação envia uma mensagem de solicitação de vizinhança (neighbor solicitation message) e coloca o status do processo como incompleto • Se já houver uma entrada para o vizinho, mas o status do processo for incompleto • Estação deve esperar o término do processo de descobrimento para conhecer o endereço físico do vizinho • Se a entrada existir e o processo estiver completo • Estação está pronta para enviar mensagem • Se a entrada existir, mas não tiver sido utilizada por um longo tempo • Estação utiliza o endereço físico conhecido, mas deve enviar uma solicitação de endereço Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  29. Descoberta do Próximo Salto • Mensagem de solicitação de vizinhança • Mensagem ICMP do tipo 135 • Contém o endereço IP do vizinho solicitado • Limite de saltos é sempre 1 • Mensagem destinada a um grupo multicast composto por nós da mesma sub-rede • Mensagem de anúncio de vizinhança • Mensagem ICMP do tipo 136 • Contém o endereço físico solicitado Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  30. Descoberta do Roteador • Assim como no IPv4... • O destino pode não estar na mesma sub-rede • Portanto, é preciso descobrir qual roteador conhece caminhos para o destino • Descoberta do próximo salto • Diferente do IPv4, no IPv6 os roteadores sempre enviam anúncios de rotas • Envios realizados periodicamente Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  31. Redirecionamento ICMPv6 • Função idêntica a do redirect no ICMP • Mensagem ICMP do tipo 137 • Mensagens de redirect são enviadas quando rotas ineficientes são escolhidas Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  32. Atrasos Aleatórios • Mensagens de controle são enviadas de tempos em tempos • Descoberta de vizinhança • Anúncios de rotas • Etc. • Para evitar períodos de pico de mensagens de controle ou colisões • Insere-se uma determinada aleatoriedade nos intervalos de envio de mensagens e de respostas • Mensagens recebidas através de endereços multicast são respondidas após um determinado período aleatório de tempo Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  33. Transição IPv4 para IPv6 • Existem mecanismos para a transição do IPv4 para IPv6 • Tais mecanismos são importante durante a fase na qual os dois tipos de protocolo operarão concomitantemente • Pilha dupla • Tunelamento IPv4 sobre IPv6 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  34. Flow: ?? Src: A Dest: F data Flow: X Src: A Dest: F data C A B E F D Src:A Dest: F data Src:A Dest: F data Desvantagem: Perda de informações contidas em campos do IPv6 que não existem no IPv4. Ex.: Rótulo do fluxo. Pilha Dupla • Roteadores implementam ambos os protocolos IPv4 e IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv4 IPv4 A-to-B: IPv6 B-to-C: IPv4 E-to-F: IPv6 D-to-E: IPv4 Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  35. Tunelamento IPv4 sobre IPv6 (Figura: Kurose) Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  36. Por que o IPv6 Ainda Não Foi Implementado na Internet? • Apesar da existência de técnicas para a transição do IPv4 para o IPv6 • Ela ainda não ocorreu • Inicialmente, dizia-se que o motivo do atraso era... • Falta de padrões específicos • Falta de implementações e produtos • Falta de infraestrutura de gerenciamento • Entretanto, todos esses motivos já não existem mais... • Surgiram outros problemas Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  37. Por que o IPv6 Ainda Não Foi Implementado na Internet? • Problema de demanda • Os fabricantes só vão começar a fazer equipamentos IPv6 quando tiver demanda de mercado suficiente • Por outro lado, só haverá demanda de mercado quando houver equipamentos prontos • Problema da base instalada • Tornar a Internet totalmente IPv6 requer mudanças de configuração e troca de roteadores em operação • Portanto, pode ser necessário estímulo para que tais alterações sejam realizadas Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

  38. Leitura Recomendada • Capítulo 3 do livro do Huitema • Request For Comments 2374 – “An IPv6 Aggregatable Global Unicast Address Format” • http://tools.ietf.org/html/rfc2374 • Request For Comments 2460 – “Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification” • http://www.ietf.org/rfc/rfc2460.txt • Request For Comments 4213 – “Basic Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers ” • http://www.ietf.org/rfc/rfc4213.txt Tópicos Especiais em Roteamento na Internet – TET/UFF Professor Miguel Campista

More Related