Laboratorio de Redes 2

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1 INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY Laboratorio de Redes 2 Práctica 11 Comunicación IPv4-IPv6 Parte 1 Túneles estático Autor: Ing. Raúl Armando Fuentes Samaniego, Ing. Marco Antonio Ramírez Prieto Duración aproximada: 1 hora Objetivo: El alumno combinara sus conocimientos de una infraestructura de red en IPv4 e IPv6, al crear la conectividad entre las mismas por medio de túneles manuales y túneles utilizando GRE. Requisitos 4 computadoras con soporte para IPv6 ( y dual-stack) y la interfaz GUI Cisco Profesional 3 Enrutadores con soporte para IPv6 (y dual-stack) 3 Conmutadores Dinámica Marco Teórico Dual Stack Durante prácticas anteriores se han manejado escenarios donde existían dispositivos que poseían configuración en IPv4 e IPv6. Cuando ambos protocolos operan simultáneamente se considera que están operando en dual stack. Este doble registro es para manejar de forma independiente tanto IPv4 como IPv6 pero de forma simultanea. Última modificación: Octubre de 2017 Página 1

2 Ilustración 1 Single-stack El esquema original de TCP/IP (Como se muestra en la Ilustración 1) se puede apreciar un solo protocolo de la capa Internet, el cual era IPv4. Los registros necesarios para su uso en las aplicaciones por ejemplo para formar una dirección socket - forman parte de un solo stack. Para poder acceder a las herramientas que manipulan los stacks de TCP/IP, los desarrolladores de aplicaciones cuentan con API s que son el conjunto de funciones y procedimientos de una librería en particular que se encuentran disponibles para diferentes lenguajes de programación, y cada una de las librerías preparadas para el S.O. que se esté ejecutando (esto ultimo es porque TCP/IP es un modelo de protocolo y se puede programar de forma distinta de sistema operativo a sistema operativo). Para IPv6 también podría existir un solo stack, sin embargo, considerando la transición lo que se hizo fue crear una API que sustituyera la anterior (IPv4) en donde funciones claves como gethostbyname y gethostbyaddr fuesen modificas para soportar IPv4 o IPv6. De tal forma las aplicaciones anteriores a IPv6 siguen funcionando sin modificación alguna y las nuevas puedan funcionar ya sea con IPv4, IPv6 o incluso ambas mediante un mecanismo denominado Dual-Stack Transistion Mechanism (DSTM). Última modificación: Octubre de 2017 Página 2

3 Ilustración 2- Dual Stack La función primordial del DSTM es decidir con cual protocolo iniciara la comunicación, el host primero intentara utilizar IPv6 y si no hay éxito (EJ: la dirección no es IPv6) entonces iniciara en IPv4 y una vez iniciado toda la comunicación permanecerá en dicho protocolo de red y por ningún motivo cambiara. En un ambiente ideal, o en un ambiente que se espera se logre en próximos años, todo los equipos estarán en IPv6 o soportaran IPv6 permitiendo que ambos protocolos funcionen simultáneamente (e idealmente apagar IPv4), sin embargo dicho escenario tardará por lo menos una década mas y eso hace que el administrador de redes debe de considerar el trafico de IPv4 e IPv6 fluyendo simultáneamente las redes de la empresa. En síntesis, dual-stack es un método de integración donde un nodo tiene conectividad a redes IPv4 e IPv6 en una misma infraestructura, logrando la comunicación al poseer dos stacks de registros de la capa de red que son escogidos de forma automática para lograr la comunicación. Terminologías Por la aparición del dual-stack se maneja una cierta nomenclatura para describir dispositivos con soporte de dual-stack o sin stack. Nodos IPv4 (Only) Nodos IPv6 Nodos IPv6-Only Isla IPv6 Router edge Nodos que no poseen stack de IPv6. Solo opera en IPv4 Nodos que poseen dual-stack. Se espera que tengan IPv4 configurado. Nodos que tienen deshabilitados el stack de IPv4 intencionalmente. Una porción de subred que maneja IPv6 y tiene una zona frontera (un router edge) hacia la red IPv4. Aquellos enrutadores, que poseen un lado comunicado a una porción IPv6 (denominado isla ipv6) y otro al resto de la red que es IPv4. Última modificación: Octubre de 2017 Página 3

4 Túneles IPv4-IPv6 El objetivo final es que se tenga todo en IPv6 pero en estos próximos años se estará en una migración lenta donde ciertas porciones de Internet estarán funcionando solamente en IPv4 o bien, ciertos nodos claves dentro de nuestra red no pueden emigrar a IPv6, en ambos casos se tiene que hacer soluciones TEMPORALES. La solución habitual son los túneles y la siguiente ilustración se muestra un escenario donde los túneles vienen a ser utilizados: Ilustración 3 Túnel en una red Un túnel consiste en alterar el encabezado original de IPv6, el cual se vuelve parte de los datos de un nuevo paquete, pero ahora en IPv4 y cuyo puerto destino identifica el método de túnel empleado. El paquete de IPv6, ahora convertido en datos de un paquete IPv4, viajara por la red en este formato, hasta llegar a un destino, que por medio de los puertos involucrados identifique el túnel y retire el encabezado de IPv4 y pase el paquete a una red IPv6. Por lo mismo, los enrutadores fronteras a los tramos de IPv4 e IPv6 deben ser capaces de soportar dualstack. Aunque en el ejemplo se utilizaron enrutadores y una red WAN. Un túnel puede hacerse dentro de una red LAN entre nodos o nodos y enrutadores. En estos casos, aquellos dispositivos que sirvan de puente también requieren soportar dual-stack. En esta práctica utilizaremos dos túneles distintos: Uno de proceso manual y otro túnel denominado GRE. Túnel Manual El túnel manual, es la configuración estática de un túnel, en palabras sencillas utilizara una relación de direcciones IPv4 con IPv6 de forma estática y solamente podrá transportar paquetes de IPv6 a islas previamente establecidas. Considere las limitantes de un túnel manual similares a las limitantes de rutas estáticas. Última modificación: Octubre de 2017 Página 4

5 El método manual permitirá comunicar partes internas de un sitio (LAN ) o bien intercomunicar dos sitios cuando el camino no radica en IPv6. Túnel GRE Un túnel desarrollado por Cisco que mantiene funciones similares a los túneles manuales pero que tiene la ventaja que además de transportar paquetes de IPv6 puede además transportar paquetes de Connectionles Network Services (CLSN) entre otros. Una ventaja adicional de GRE es permitir que los túneles puedan ser seguros pero posee desventaja similar al método manual en el aspecto de que cada enlace(túnel) debe ser previamente configurado y no es posible determinar si en el enlace se encuentra disponible. Solo que GRE cuenta con métodos de keep-alive para mantener el estatus de la red. (Esto no implica solucionar los problemas que lo estén ocasionando si no, simplemente validar el estado del túnel). GRE es el túnel por defecto, en enrutadores de la marca CISCO por lo tanto si el usuario no especifica un protocolo será el protocolo GRE el que este en funcionamiento. Última modificación: Octubre de 2017 Página 5

6 Practica En este escenario se manejara una empresa está completamente en IPv6 pero su proveedor de enlace WAN se encuentra todavía en IPv4 por cual motivo se diseñara un túnel que permita la comunicación entre los extremos de la empresa. Topología: Tabla de direccionamiento: Dispositivo Interfaz Dirección Prefijo R1 S 0/0/ Fa 0/0 2001:db8:c0ca:daf0::1 64 S 0/0/ R2 S 0/0/ Fa 0/0 2001:db8:c0ca:ba30::1 64 R3 S 0/0/ Fa 0/0 2001:db8:c0ca:ca5a::1 64 PC Auto-config 64 PC Auto-config 64 PC Auto-config 64 Tarea preventiva: Borrado de un enrutador En caso de ser necesario, proceda al des-cableado y al borrado de los enrutadores. Si tiene duda acerca de los procedimientos consulte las prácticas anteriores. Tarea 1: Configuración de la red Se diseñara una red lo más parecido posible a la topología. Paso 1: Cableado físico Cablee de acuerdo a la topología. Paso 2: Configuración base Proceda a configurar los enrutadores para que tengan lo siguiente: Última modificación: Octubre de 2017 Página 6

7 Línea consola configurada Líneas virtuales configuradas Interfaces configuradas según la tabla de direccionamiento. Habilitar el ruteo de paquetes unicast en IPv6 Mensaje del día Password para inicio de sesión de consola, acceso virtual y para el modo EXEC. NO ip domain lookup No es necesario configurar ningún protocolo de enrutamiento. Tarea 2: Análisis de un túnel Utilizando como ejemplo el túnel que se debe de generar en R2 y R3 se muestra la siguiente ilustración, teniendo como punto de referencia a R3. Ilustración 4 Viéndolo todo en IPv6 se crea un túnel que inicia en la interfaz Serial 0/0/1 de R3 y termina en la interfaz Serial 0/0/1 de R2 que se trata del edge de la isla IPv6 destino. Dicho túnel, será configurado como si se tratase de una interfaz en R3 y se le debe de asignar una dirección en IPv6 -De aquí, que sea menester que el dispositivo que maneje el túnel soporte dual-stack con lo cual se represente al túnel. Sin importar de donde se origine un paquete cuyo destino, aunque sea de paso, sea la dirección del túnel R3 enviara el paquete en IPv4 con el campo de fuente conteniendo la dirección IPv4 de S0/0/1 (R3) y a la vez siempre el destino será la dirección IPv4 de la S0/0/1 de R2. De manera similar ocurre con R2, si un paquete tiene que viajar por su interfaz túnel, en automático será dirigido a la dirección destino, marcando como dirección fuente (en el encabezado de IPv4). Última modificación: Octubre de 2017 Página 7

8 En síntesis, se debe de crear una interfaz del tipo túnel y configurarla para que funcione convirtiendo paquetes IPv6 a paquetes IPv4 o en otras palabras modo ipv6ip (6to4). Una vez hecho esto, se debe de indicar donde inicia el túnel, en este caso la interfaz serial 0/0/1, y además indicar dónde termina el túnel que puede ser en cualquier otra parte de la red. Para que los túneles manuales funcionen correctamente, el punto donde está indicado que termina también debe estar configurado Tarea 3: Implementación de túnel manual Como se mencionó al inicio de la práctica, se requiere un túnel para lograr conectividad. Los túneles son para el enrutador que opera en dual-stack una opción de interfaz, al igual que las interfaces vistas hasta ahora tiene capacidad de configurarle protocolos de enrutamiento, direcciones IP además de lo propio de un túnel. En dicha interfaz, se ligan dos direcciones IPv4 con una de IPv6. Una de las direcciones es fuente y la otra es destino. Dicho túnel debe corresponder por cada posible red que se maneje. Particularmente, la dirección IPv6 debe ser única e identifica a ese nodo en particular. En nuestro caso utilizaremos la misma dirección IPv4 asignada las interfaces seriales, de forma similar a lo que se hizo en la cuarta práctica del laboratorio pero no es un requisito de configuración, de hecho puede ser cualquier otra dirección. Paso 1: Configuración de túnel en R2 Ejecute los siguientes comandos en R2 R2(config)#interface tunnel 0 R2(config-if)#ipv6 address 2001:db8:c0ca:: /126 R2(config-if)#tunnel source R2(config-if)#tunnel destination Finalmente, falta indicar el tipo de túnel que se estará manejando, por defecto se esta configurando para GRE sobre IP, pero deseamos utilizar uno genérico. Utilizando el comando de auto ayuda para ver que opciones de túnel se posee vemos un listado similar a este: R2(config-if)#tunnel mode? aurp AURP TunnelTalk AppleTalk encapsulation cayman Cayman TunnelTalk AppleTalk encapsulation dvmrp DVMRP multicast tunnel eon EON compatible CLNS tunnel gre generic route encapsulation protocol ipip IP over IP encapsulation ipsec IPSec tunnel encapsulation iptalk Apple IPTalk encapsulation ipv6 Generic packet tunneling in IPv6 ipv6ip IPv6 over IP encapsulation mpls MPLS encapsulations nos IP over IP encapsulation (KA9Q/NOS compatible) rbscp RBSCP in IP tunnel Última modificación: Octubre de 2017 Página 8

9 Como se puede apreciar existen diferentes tipos de encapsulamiento, pero nos interesa el poder transportar paquetes IPv6 sobre una red IPv4 (IP). Específicamente utilizaremos un método de túnel genérico denominado IPv6IP ( GRE también es genérico, pero es un protocolo propietario, perteneciente a CISCO). R2(config-if)#tunnel mode ipv6ip A continuación ejecute un show running-config para verificar los comandos introducidos, debe aparecer algo similar a lo siguiente: interface Tunnel0 no ip address ipv6 address 2001:DB8:C0CA::A0A:1/126 tunnel source tunnel destination tunnel mode ipv6ip! Además, la interfaz estará levantada tal como lo puede demostrar el comando show ip interface brief o show ipv6 interface brief R2#show ipv6 interface brief FastEthernet0/0 [up/up] FE80::6FE:7FFF:FEEB:88D0 2001:DB8:C0CA:BA30::1 FastEthernet0/1 [administratively down/down] unassigned Serial0/0/0 [up/up] unassigned Serial0/0/1 [up/up] unassigned SSLVPN-VIF0 [up/up] unassigned Tunnel0 [up/up] FE80::A0A:1 2001:DB8:C0CA::A00:1 R2#show ip interface brief Interface IP-Address OK? Method Status Protocol FastEthernet0/0 unassigned YES manual up up FastEthernet0/1 unassigned YES unset administratively down down Serial0/0/ YES SLARP up up Serial0/0/ YES manual up up SSLVPN-VIF0 unassigned NO unset up up Tunnel0 unassigned YES unset up up Observe que el túnel se comporta como cualquier interfaz configurada en IPv6 (al no tener IPv4 asignada). Última modificación: Octubre de 2017 Página 9

10 A continuación realice pruebas de conectividad desde R2 a las interfaces seriales de R1 y R3 y asegúrese de tener conectividad a dichas interfaces, en caso contrario corrijan cualquier error que lo evite. Paso 2: Configuración del túnel en R1 Ahora procederemos a completar el túnel para la WAN de R1 y R2 ejecutando la siguiente serie de comandos: Ejecute los siguientes comandos: R1(config)#interface tunnel 0 R1(config-if)#ipv6 address 2001:db8:c0ca:: /126 R1(config-if)#tunnel source R1(config-if)#tunnel destination R1(config-if)#tunnel mode ipv6ip R1(config-if)#end Verifique la configuración con el comando show running-config, debe ser similar a lo siguiente:! interface Tunnel0 no ip address ipv6 address 2001:DB8:C0CA::A0A:2/126 tunnel source tunnel destination tunnel mode ipv6ip! Paso 3: Pruebas de conectividad Realice los siguientes Pings: 1. Desde PC2 a PC1 Tuvo éxito? 2. Desde S0/0/0 de R2 a S 0/0/1 de R1 (IPv4) Tuvo éxito? 3. Desde S0/0/0 de R2 a S 0/0/0 de R1 (IPv6) Tuvo éxito? 4. Desde PC2 a S0/0/0 de R2 (IPv4) Tuvo éxito? 5. Desde PC2 a S0/0/0 de R2 (IPv6) Tuvo éxito? Si se hizo la configuración de túnel correctamente, R1 y R2 deben ser capaces de comunicarse con la dirección IPv4 del serial y las nuevas direcciones de los túneles. NOTA: Recuerde que para que un enrutador Cisco transmita paquetes IPv6 es necesario introducir el comando IPv6 unicast-routing. Del o contrario no se rutearan paquetes IPv6 aun y sean a interfaces directamente conectadas. Última modificación: Octubre de 2017 Página 10

11 Revise la tabla de ruteo (Ipv6) de R2 debe ser similar a lo siguiente: R2#sh ipv6 route IPv6 Routing Table - Default - 5 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, U - Per-user Static route B - BGP, M - MIPv6, R - RIP, I1 - ISIS L1 I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary, D - EIGRP EX - EIGRP external O - OSPF Intra, OI - OSPF Inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2 ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2 C 2001:DB8:C0CA::A0A:0/126 [0/0] via Tunnel0, directly connected L 2001:DB8:C0CA::A0A:1/128 [0/0] via Tunnel0, receive C 2001:DB8:C0CA:BA30::/64 [0/0] via FastEthernet0/0, directly connected L 2001:DB8:C0CA:BA30::1/128 [0/0] via FastEthernet0/0, receive L FF00::/8 [0/0] via Null0, receive Paso 4: Completando configuración Habilite el protocolo de enrutamiento RIPng en R1 y R2 para que compartan sus redes. Recuerde que la interfaz S 0/0/0 no está en IPv6 sino que se trata de la interfaz Tunel 0. Verifique las pruebas de conectividad desde PC1 a PC2. Paso 5: Complete conectividad en R3 Se debe de crear un nuevo túnel en R2 (Tunnel 3) y un túnel en R3 para lograr conectividad. Anote los comandos introducidos en R2: Anexe el túnel para que R3 posea conectividad y a continuación anote los comandos utilizados: Última modificación: Octubre de 2017 Página 11

12 Por ultimo anexe los túneles a RIP para completar comunicación extremo a extremo. La tabla de ruteo de R2 debe ser similar a la siguiente: R2#sh ipv6 route exclude /128 IPv6 Routing Table - Default - 9 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, U - Per-user Static route B - BGP, M - MIPv6, R - RIP, I1 - ISIS L1 I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary, D - EIGRP EX - EIGRP external O - OSPF Intra, OI - OSPF Inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2 ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2 C 2001:DB8:C0CA::A0A:0/126 [0/0] via Tunnel0, directly connected via Tunnel0, receive C 2001:DB8:C0CA::A0A:100/126 [0/0] via Tunnel3, directly connected via Tunnel3, receive C 2001:DB8:C0CA:BA30::/64 [0/0] via FastEthernet0/0, directly connected via FastEthernet0/0, receive R 2001:DB8:C0CA:CA5A::/64 [120/2] via FE80::A0A:102, Tunnel3 R 2001:DB8:C0CA:DAF0::/64 [120/2] via FE80::A0A:2, Tunnel0 L FF00::/8 [0/0] via Null0, receive Paso 5: Revisión Notifique al instructor para que revise su avance hasta este punto y poder continuar. Revisión Notifique al instructor al terminar la práctica y una vez revisado proceda a la limpieza del equipo. Limpieza del equipo Una vez terminada la práctica, ejecute los pasos de la tarea preventiva Borrado de un enrutador. Además recoja el equipo y cables utilizados y acomódelos como le sea indicado por el instructor. Por último, si está utilizando Windows y uso Netsh, ejecute el comando Netsh interface ipv6 delete address interface= Nombre Interfaz address=x:x:x:x:x:x:x:x/d Si utilizo más de una dirreción, entonces proceda a borrarlas todas con el comando: Última modificación: Octubre de 2017 Página 12

13 Netsh interface ipv6 reset Este comando necesita que la maquina sea reiniciada. Recuerden, que si uno de los equipos de cómputo o dispositivos de red no está debidamente borrado todo el equipo puede hacerse acreedor a que la calificación de la práctica sea nula. Bibliografía Cisco. (2011, Febrero 25). Implementing IPv6 Addressing and Basic Connectivity. Retrieved Julio 2011, from Cisco System: Cisco Networking Academy. (2006). CCNP: Building Scalable Internetworks V IPv6. Cisco Networking Academy. (2007). CCNA Exploration - Accesing the Want - IP Addressing Services. IANA.org. (n.d.). IANA IPv4 Address Space Registry. Retrieved Junio 13, 2011, from IANA: Wireshark. (2010, Junio 14). Leuter Discovering IPv6 with Wireshark. Retrieved from Wireshark University. Última modificación: Octubre de 2017 Página 13