IP v6. :: Redes :: Redes : : IP v6. transporte. red. enlace. física. aplicación. Versión 28/02/11

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1 Versión 28/02/11 :: Redes :: aplicación transporte red enlace IP v6 física David Villa :: 1

2 Contenidos Crecimiento de Internet Paquete IPv6 Direccionamiento ICMPv6 Migración IPv4 a IPv6 David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 2

3 Crecimiento de Internet De 1985 a 1997, la cantidad de nodos en Internet se multiplicaba a razón de 2.2 veces por año. Desde 1998 es 1.5 veces por año. nodos registrados en el DNS David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 3

4 Crecimiento de Internet El número total de nodos en Internet con IPv4 es: 2 32 = nodos En Junio de 2005 hay registrados en el DNS: (el 7,3 % del total) El método de asignación de direcciones (por redes) desperdicia mucho espacio de direccionamiento. La UCLM usa 3400 de posibles (un 5,18%) El principal objetivo de IPv6 es aumentar el espacio de direcciones David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 4

5 Formato del paquete 40 bytes bytes Paquete IP cabecera cabeceras de extensión carga (payload) bytes 16 bytes 8 bytes versión prioridad etiqueta de flujo longitud del datagrama (sin cabecera) siguiente cabecera límite de saltos dirección del origen dirección del destino David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 5

6 Cabecera Versión (4 bits): Es la versión del protocolo IP. Un 6 en IPv6. Prioridad (4 bits): Prioridad de enrutamiento en caso de congestión. Etiqueta de flujo (24 bits): Se utilizan para identificar un conjunto de paquetes con el mismo origen y destino. Los enrutadores pueden diferenciar entre los flujos y darles un tratamiento especial cuando sea necesario. Longitud de la carga (16 bits): Longitud del datagrama sin contar la cabecera obligatoria. David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 6

7 Cabecera Siguiente cabecera (8 bits): Identificador del bloque que sigue a éste. Puede ser una cabecera de extensión o un paquete del protocolo superior. Límite de saltos (8 bits): Tiene el mismo propósito que el TTL de IPv4 Dirección origen (128 bits) Dirección destino (128 bits) código Siguiente Cabecera 0 Opción salto a salto 2 ICMP 6 TCP 17 UDP 43 Enrutado desde origen 44 Fragmentación 50 Carga cifrada 51 Autenticación 59 Terminador 60 Opción de destino valores para el campo siguiente cabecera David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 7

8 Cabeceras de extensión En IP v6, toda la información opcional del nivel de red se codifica en cabeceras adicionales Esas cabeceras se colocan entre la cabecera base y la carga del datagrama. Ejemplos: cabecera base IPv6 sig: TCP cabecera TCP + datos cabecera base IPv6 sig: routing cabecera routing sig: TCP cabecera TCP + datos David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 8

9 Formato de las cabeceras de extensión next header dirección del origen Tipos de opciones: Opción salto a salto enrutamiento desde origen next header dirección del destino tamaño Fragmentación Autenticación Carga cifrada next header tamaño Opción destino código: XX X indica si los datos de la opción se pueden cambiar de ruta indican qué hacer si no se reconoce esa opción: 00: Saltar la opción 01: Descartar el paquete 10: Descartar el paquete y enviar ICMP al origen 11: Igual que 10, pero sólo si el destino no es una dirección multicast David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 9

10 Comparación de cabeceras IPv4 e IPv6 Las opciones no-op y end-of-options de IPv4 se han reemplazado por subtipos de la opción salto a salto. Las opciones registrar ruta y timestamp no se soportan. Los campos de fragmentación de IPv4 ya no están en la cabecera base, son una opción en IPv6. En IPv6 sólo el origen puede hacer fragmentación Las opciones de cifrado y autenticación son nuevas en IPv6. David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 10

11 Direccionamiento Las direcciones están asociadas a los interfaces (puntos de conexión con la red) Una interfaz puede tener múltiples direcciones de cualquier tipo Hay 3 tipos de direcciones: Unicast: Un identificador para un único interfaz Anycast: Un identificador para un conjunto de interfaces. El datagrama se entrega a una de las interfaces. Mulitcast: Un identificador para un conjunto de interfaces. El datagrama se entrega a todas las interfaces. No hay direcciones broadcast. Se implementa con direcciones multicast David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 11

12 Direccionamiento Las direcciones IPv6 son de 128 bits (16 bytes). El espacio de direccionamiento es: = 2 48 yottbi -direcciones!!! , direcciones por m 2 de la superficie de la Tierra. A pesar de ello, algunos miembros del comité abogaban por utilizar direcciones de 256 bits! David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 12

13 Direccionamiento Se pueden escribir de tres formas: Notación hexadecimal con puntos (la forma oficial ) FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654: :0:0:0:8:800:200C:417 Se puede suprimir un único grupo contiguo de 0s. 1080:0:0:0:8:800:200C:417A => 1080::8:800:200C:417A FF01:0:0:0:0:0:0:101 => FF01::101 0:0:0:0:0:0:0:1 => ::1 Se puede utilizar la forma IPv4 0:0:0:0:0:0: => :: :0:0:0:0:FFFF: => ::FFFF: David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 13

14 Prefijos asignados Asignación Prefijo Frac Asignación Prefijo Frac Reservado / /8 No asignado (-) / /8 Reservado para NSAP / /16 Reservado para IPX / / / / / / / /256 Unicast Globales Agregables 001 1/ / /8 Unicast Locales al Enlace / /8 Unicast Locales al Sitio / /8 Multicast /256 David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 14

15 Direcciones especiales La dirección 0:0:0:0:0:0:0:0 no se puede asignar a ningún nodo. Indica ausencia de dirección. La dirección loopback es ::1 Direccionamiento IPv6 con direcciones IPv4. Dos formatos: 0:0:0:0:0:0:0:IPv4. Dirección IPv6 compatible IPv4. Se utiliza para comunicar nodos IPv6 a través de una red IPv4 0:0:0:0:0:0:FFFF:IPv4. Dirección IPv6 traducida a IPv4. Utilizada para comunicar un nodo IPv6 con un nodo IPv4. David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 15

16 Direcciones de uso local IPv6 es Plug & Play Son direcciones especiales utilizadas para: Autoconfiguración Descubrimiento de vecinos Funcionamiento en una LAN sin enrutadores Dos tipos de direcciones locales: Local al enlace: 10 bits 54 bits bits iface Local al sitio: 10 bits 38 bits 16 bits 64 bits sub-red iface David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 16

17 Direcciones Unicast Globales Agregables Son el único formato actual para direcciones públicas: 13 bits 8 bits 24 bits 16 bits 64 bits 001 TLA RES NLA NLA iface Campos: TLA: Agregación de Alto Nivel RES: Reservado para uso futuro NLA: Agregación de Segundo Nivel SLA: Agregación a Nivel de Sitio iface: Identificación del interfaz David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 17

18 Direcciones Anycast Son direcciones que identifican a un conjunto de interfaces. Un paquete enviado a una dirección anycast se entrega a una de las interfaces del conjunto Se utilizan direcciones del espacio unicast. Para todas las direcciones anycast asignadas, hay un prefijo con longitud mayor P que identifica la región en la que están todos los interfaces de la dirección anycast. En esa región, los enrutadores deben tener una entrada con esa dirección anycast por cada interfaz con esa dirección. Son de uso experimental. David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 18

19 Direcciones Multicast 4 bits 4 bits 112 bits FF flags ámbito grupo flags: 0000: Direcciones permanentes 0001: Direcciones temporales ámbito (alcance del grupo multicast) 0001: Nodo 0010: Enlace 0101: Sitio 1000: Organización 1110: Global David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 19

20 Direcciones Multicast Direcciones especiales: FF01::1 y FF02::1 - Todos los nodos FF01::2, FF02::2 y FF05::2 - Todos los enrutadores El encapsulamiento IPv6 multicast sobre Ethernet implica asociar 112 bits de la IP a 32 bits de la dirección Ethernet. David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 20

21 Protocolo ICMPv6 Su utilidad es equivalente a la de ICMPv4 + ARP + IGMP Informes de errores Destino inalcanzable Paquete demasiado grande Tiempo excedido Problema de parámetro Mensajes de diagnóstico / información Petición / Respuesta de eco Solicitud / Anuncio de enrutador Protocolo ND (Neighbor Discovery): Solicitud / Anuncio de vecino (sustituye a ARP) Protocolo MLD (Multicast Listener Discovery) Membresía de grupo (sustituye a IGMP) David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 21

22 Protocolo ICMPv6 :: Cabecera Formato general tipo código otra información checksum cuerpo del mensaje Ejemplo: Error destino inalcanzable 0. No hay ruta al destino 1. Comunicación prohibida 2. Enrutamiento fuente estricto imposible tipo (1) código: 0-4 no usado, todo ceros checksum Dirección destino inalcanzable 4. Puerto no disponible Parte del datagrama recibido, incluyendo la cabecera IP y los 8 primeros bytes de la carga David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 22

23 Protocolo ND Resuelve los siguientes problemas: Descubrimiento de enrutadores Descubrimiento de prefijos y parámetros Auto-configuración de interfaces Traducción de direcciones Cálculo del siguiente salto Detección de vecino no operativo y detección de dirección IP duplicada Redirección Define nuevos mensajes ICMPv6: Solicitud / Anuncio de enrutador Solicitud /Anuncio de vecino Redirección David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 23

24 Migración IPv4 a IPv6 Capa IP dual (IPv4 / IPv6) Túneles IPv6 sobre redes IPv4 túneles configurados. Configuración del nodo encapsulador túneles automáticos. Se crea un túnel basándose en la dirección destino Los túneles encapsulan IPv6 directamente en el campo de datos del datagrama IPv4 con nº de protocolo = 41 La red virtual global IPv6 sobre IPv4 se llama «6bone». David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 24

25 Migración IPv4 a IPv6 El DNS tiene un nuevo tipo de registro AAAA para direcciones IP v6. Un mismo nodo puede tener un registro A para su dirección IPv4, un registro AAAA para una dirección IPv6 pura y otro registro AAAA para una dirección IPv6 compatible IPv4. Una aplicación puede determinar si otro nodo es IPv6 por la dirección o por el DNS. David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 25

26 Referencias Se recomienda repasar y profundizar el contenido de este tema utilizando (al menos) la siguiente bibliografía básica: B.F. Transmisión de datos y redes de comunicaciones, cuarta edición Secciones 19.2, 20.3, 20.4 y 21.4 David Villa <David.Villa@uclm.es> :: 26