IP versione 6 Mobilità nelle reti IP

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1 IP versione 6 Mobilità nelle reti IP

2 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

3 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

4 Argomenti della lezione IP versione 6 (IPv6) Indirizzamento Altre novità Mobile IP La mobilità nelle reti IP Meccanismi chiave

5 IP versione 6 (IPv6)

6 Perché un nuovo IP? Un unica vera risposta Spazio di indirizzamento più vasto

7 Altre risposte Utilizzare meglio le LAN Indirizzi multicast e anycast Sicurezza Policy Routing Plug and play Differenziazione traffico Mobilità Importati in IPv4

8 Perchè gli indirizzi IPv4 scarseggiano? Indirizzi IPv4 sono lunghi 32 bit Circa 4 miliardi di indirizzi!!! Tuttavia...

9 Perchè gli indirizzi IPv4 scarseggiano? Solo parte degli indirizzi sono assegnati alle stazioni Classi A, B e C Indirizzi che iniziano per 111 sono usati per multicast e altro Resta dunque mezzo miliardo di indirizzi!!!

10 Perchè gli indirizzi scarseggiano? Sono usati in modo gerarchico Il prefisso usato su una rete non può essere utilizzato su nessun altra Molti indirizzi inutilizzati

11 Quanti indirizzi per IPv6? Un approccio scientifico Efficienza dell indirizzamento: H = log 10 (numero di indirizzi) numero di bit

12 Efficienza dell indirizzamento Studio di casi concreti H varia tra 0.22 e 0.26 Assumendo un milione di miliardi di calcolatori in rete Occorrono 68 bit per il caso di efficienza minima

13 Melius abundare quam deficere 128 bit (16 byte) indirizzi IPv6 per mq di superficie terrestre

14 Notazione 8 numeri esadecimali separati da : Gruppi di 2 byte FEDC:BA98:0876:45FA:0562:CDAF: 3DAF:BB :0000:0000:0007:0200:A00C: 3423:A089

15 Scorciatoie Si possono omettere gli zero iniziali in ogni gruppo di cifre 1080:0:0:7:200:A00C:3423 Si possono sostituire gruppi di zero con :: 1080::7:200:A00C:3423

16 Organizzazione dello spazio di indirizzamento Multicast FFxx:... Locali Equivalenti a indirizzi privati FExx:...

17 I rimanenti indirizzi Global unicast

18 Organizzazione dello spazio global unicast Interoperabilità con IPv (80 bit) 0:0:0:0:0:... Usati in fase di transizione Inidirizzi IPv4-compatible Altri 16 bit a 0 0:0:0:0:0:0:...

19 Organizzazione dello spazio global unicast Indirizzi IPv4 mapped 16 bit a 1 0:0:0:0:0:FFFF:...

20 Notazione per indirizzi compatibili Per esempio 0:0:0:0:0:0:A00:1 Notazione compatta ::A00:1 Notazione speciale ::

21 Aggregatable global unicast Iniziano per 001 Assegnati in base alla topologia Gerarchia di service provider Assicura buona aggregazione Gli altri indirizzi sono riservati per altri tipi di assegnamento

22 Stesso paradigma di routing di IPv4 Subnet 4 Subnetwork 1 Subnetwork 2 Subnet 3 Router

23 Struttura degli indirizzi n bit prefisso n bit identificatore interfaccia

24 Stessi criteri di assegnazione degli indirizzi di IPv4 (terminologia leggermente diversa) I nodi con lo stesso prefisso costituiscono una sottorete (subnetwork) Una rete fisica si chiama link Subnetwork link

25 Stessi criteri di assegnazione degli indirizzi di IPv4 Stazioni on-link hanno stesso prefisso Comunicano direttamente Stazioni on-link hanno prefissi differenti Comunicano tramite router

26 Prefissi La coppia indirizzo/netmask è sostituita dal Prefix Indirizzo/N, dove N è la lunghezza in bit del prefisso FEDC:0123:8700::/ Non esistono le classi

27 0 0 1 Assegnazione degli indirizzi 3 bit bit TLA ID bit bit Top level authority Grossi ISP bit bit 16 bit 64 bit prefisso NLA ID SLA ID Next level authority Organizzazioni identificatore interfaccia Indirizzo Ethernet (EUI 64) Subnet level authority Ri-numerazione automatica

28 Ricordate l intestazione IPv4? VER HLEN Identifier TTL ToS Protocol Flag Total Length Fragment Offset Checksum Source Address Destination Address Options PAD

29 Ecco quella IPv6 VER Priority Payload length Flow label Next header Hop limit Source Address Destination Address

30 Intestazione IPv6 (Reti di calcolatori e applicazioni telematiche, lezione 24, trasparenza 48-51) Struttura semplice e lunghezza fissa 40 byte, 6 campi

31 Intestazione IPv6 Eliminazione di campi Poco utili checksum Non usati in ogni pacchetto Frammentazione Opzioni Per esempio source routing

32 Intestazioni aggiuntive (extension header) Aggiunti quando servono Non elaborati inutilmente per ogni pacchetto (Reti di calcolatori e applicazioni telematiche, lezione 24, trasparenza 52)

33 Cosa cambia nell architettura protocollare? IP ICMP ARP Integrato in ICMP IGMP Integrato in ICMP

34 Cosa va aggiornato pur non cambiando TCP e UDP L interfaccia socket Il DNS RIP e OSPF BGP e IDRP In barba ai modelli a strati

35 Plug and Play Problemi Dentist Office Thousand computers on the dock Soluzione: autoconfigurazione Stateless: senza server Statefull: server DHCP

36 Transizione da IPv4 a IPv6 Approccio dual-stack IPv6 come nuovo protocollo, non semplicemente variante Generare/riceve pacchetti v6 o v4 a seconda della necessità Tunneling Meccanismi di traduzione

37 Reti isolate Stazioni dual-stack Tunnel IPv6 in IPv4 IPv4 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

38 Crescita delle isole IPv6 Stazioni solo IPv6 IPv4 IPv6 IPv6 Apparati dual-stack per traduzione IPv6 IPv6 IPv6

39 Connettività nativa IPv6 IPv4 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

40 Fino al giorno del giudizio (doomsday) IPv6 IPv4 IPv4 IPv6 IPv4 IPv6 Tunnel IPv4 in IPv6 IPv4 IPv6 IPv4 IPv6 IPv6

41 Siamo pronti? Esistono le specifiche Dal 1996 Implementato sui router Anche se meno stabili di IPv4 Non tutte le funzionalità Prime realizzazioni hardware (Layer 3 switch)

42 Siamo pronti? Implementato per le stazioni Windows 2000 e XP Unix, FreeBSD, Linux Poche applicazioni Qualche malfunzionamento

43 Ma quando avverrà? Larga base di installato IPv4 Unica vera giustificazione per IPv6: spazio di indirizzamento La necessità è stata mitigata Assegnazione cauta Indirizzamento privato NAT e proxy

44 E allora, non ci serve IPv6? Soluzioni di compromesso Non valide per ogni applicazione Interazione con meccanismi di sicurezza Non valide per i server Sono pochi indirizzo pubblico Limiti accettabili fintanto che...

45 Un possibile scenario Abbiamo moltissimi server Stazioni che devono essere contattabili da altre

46 Un possibile scenario I server si muovono Mobilità richiede maggior uso di indirizzi Reti cellulari di terza generazione

47 Mobile IP Mobilità nelle reti IP

48 Ci si muove solo senza fili? No, anche se è più facile Movimento di un portatile da un ufficio ad un altro Ospite temporaneo o viaggiatore

49 Macromobilità Nomadic computing Spostamenti infrequenti Non necessariamente wireless

50 Micromobilità Spostamenti frequenti o continui Dispositivo palmare che si sposta in una rete cellulare Applicazioni devono poter funzionare senza interruzioni

51 Spostamenti trasparenti Mobilità all interno della stessa rete fisica All interno di una cella Tra celle Tra porte di uno switch Gestito dal livello 2

52 Cambiamento di rete fisica Il prefisso di un indirizzo IP dipende dalla posizione della stazione Logical IP subnet (LIS) corrisponde a rete fisica Se la stazione cambia LIS O cambia indirizzo O si usa route specifica

53 Nuovo indirizzo? No grazie Connessioni esistenti si interrompono Identificatore connessione include indirizzo IP Meccanismi di autorizzazione rifiutano la stazione

54 Route specifica? Meglio di no Crescita delle tabelle di routing Rinuncia alla gerarchia Dimensione proporzionale al numero di stazioni Rischio di irraggingibilità se l informazione non è prontamente eliminata

55 La soluzione: Mobile IP RFC 3344 (2002) Trasparenza per applicazioni e livello trasporto Interoperabilità con stazioni che non implementano Mobile IP Scalabilità

56 La soluzione: Mobile IP Sicurezza Autenticazione per evitare impersonificazione di stazione mobile Limitata mobilità Al più uno spostamento al secondo

57 Indirizzamento La stazione mobile ha un proprio indirizzo Relativo alla propria locazione principale Home address Home network Home H1 Address H

58 Indirizzamento Quando la stazione si muove su una Foreign network Acquisisce un indirizzo locale Care-of address Care-of Address Foreign H1 network F3 F H

59 Inoltro dei pacchetti Home address è usato per l invio di pacchetti Da H1 a Z3 H1 F3 F Z3 H

60 Inoltro dei pacchetti I pacchetti per la stazione mobile sono destinati all home address e consegnati al care-of address Da H2 a F3 Da Z3 a H1 Dati IP Pacchetto originale Tunnelling

61 Chi è agli estremi del tunnel? Home agent Da Z3 a H1 Da H2 a F3 Home agent H1 F3 F Da Z3 a H1 Z3 H2 H

62 Co-located care-of address Permanente o dinamico Per esempio DHCP Maggiore utilizzo di indirizzi Host termina tunnel Maggior carico elaborativo Non richiede foreign agent

63 Foreign agent Foreign agent Da Z3 a H1 Da Z3 a H1 Da H2 a F3 H1 F F3 Da Z3 a H1 Z3 H2 H

64 Foreign agent care-of Address Indirizzo del foreign agent Condivisione indirizzi Meno lavoro della stazione mobile FA termina il tunnel

65 Registrazione La stazione attiva sulla foreign network deve registrarsi presso l home agent Comunicare il care-of address La registrazione può avvenire per tramite del foreign agent

66 Registrazione Messaggi di registrazione Protocollo Mobile IP Funzionalità di autenticazione Evitare che una stazione ostile si finga una stazione mobile per avere accesso alla rete

67 Annuncio degli agenti Gli agenti Mobile IP si annunciano Estensione di ICMP router advertisement Stazione mobile capisce dov è Una stazione mobile può sollecitare l annuncio ICMP router solicitation

68 IP versione 6 Mobilità nelle reti IP

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