ICMPv6 Neighbor Discovery Configurazione degli indirizzi. Tutorial IPv6 - G. Barbagallo, V. Carcione, L. Colitti, G. Paolini

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1 ICMPv6 Neighbor Discovery Configurazione degli indirizzi 1

2 ICMPv6 Protocollo e tipi di pacchetto 2

3 Il protocollo ICMPv6 Equivalente IPv6 di ICMP Stesse funzionalità di base Segnalazione errori, controllo, diagnostica Aggiunge nuove funzionalità Neighbor discovery Neighbor Solicitation, Unreachability, Autoconfigurazione Gestione dei gruppi multicast Accorpa in un unico protocollo le funzioni svolte in IPv4 da ICMP, ARP, e IGMP 3

4 ICMPv6: Formato dei pacchetti IPv6 Next Header = 58 Diverso da ICMP in IPv4 Nell header ICMPv6: ICMPv6Type(Tipo) ICMPv6 Code (Specifica ulteriore) Header Checksum (intestazioni ICMPv6 e IPv6) ICMPv6 Data Ver Type Code Checksum ICMPv6 Data Class Length Source Address Destination Address Flow Label Next Hdr Hop Limit Type Code Checksum Data 4

5 ICMPv6: Tipi di messaggi Il primo bit del campo Type distingue tra due classi di messaggi: I tipi da 0 a 127 sono segnalazioni di errore (Error Messages) I tipi da 128 a 255 sono messaggi informativi (Informational Messages) I messaggi di errore sono: Destination Unreachable (1) Packet Too Big (2) Time Exceeded (3) Parameter Problem (4) 5

6 ICMPv6: Messaggi informativi Diagnostica Echo request/echo reply (128/129) Controllo Gestione dei gruppi multicast Multicast Listener Query/Report/Done (132/133/134) Neighbor discovery Router Solicitation/Advertisement (133/134) Neighbor Solicitation/Advertisement (135/136) Redirect (137) Inverse Neighbor Discovery (141/142) Richiesta di informazioni Node Information Query/Response (139/140) 6

7 Tabella dei tipi di messaggio 1 Destination Unreachable 133 Router Solicitation 2 Packet Too Big 134 Router Advertisement 3 Time Exceeded 135 Neighbor Solicitation 4 Parameter Problem 136 Neighbor Advertisement 137 Redirect Message 128 Echo Request 138 Router Renumbering 129 Echo Reply 139 ICMP Node Information Query 130 Multicast Listener Query 140 ICMP Node Information Response 131 Multicast Listener Report 141 Inverse Neighbor Disc. Solicitation 132 Multicast Listener Done 142 Inverse Neighbor Disc. Advertisement 7

8 ICMPv6 Path MTU discovery 8

9 Path MTU Discovery (1) In IPv6 la frammentazione è end-to-end I router non frammentano i pacchetti Se ne occupa l host sorgente L host deve sapere l MTU del collegamento Usa la procedura di Path MTU Discovery Basata su messaggi ICMPv6 Packet too big Generati dai router quando la linea su cui va inoltrato un pacchetto ha MTU inferiore alle dimensioni del pacchetto Riportano, nel campo dati, l MTU da utilizzare 9

10 Path MTU Discovery (2) Procedimento: Il nodo manda il primo pacchetto con una dimensione pari all MTU del proprio link Se riceve un messaggio d errore Packet Too Big, manda un nuovo pacchetto con le dimensioni indicate nel messaggio Ripete finché non riceve più errori Periodicamente il nodo manda pacchetti di dimensioni maggiori per rinnovare la stima L MTU minima in IPv6 è 1280 byte 10

11 Path MTU Discovery: : esempio MTU=1500 MTU=1500 MTU=1480 MTU=1340 MTU=1500 Pacchetto di 1500 byte ICMPv6 Packet Too Big MTU=1480 Pacchetto di 1480 byte ICMPv6 Packet Too Big MTU= Pacchetto di 1340 byte arriva a destinazione

12 Neighbor Discovery Funzionalità di base 12

13 Neighbor Discovery Usa pacchetti ICMPv6 Gestisce le informazioni di controllo all interno di un link Address resolution Neighbor Solicitation e Neighbor Advertisement Neighbor Unreachability Detection Autoconfigurazione Router Solicitation e Router Advertisement Redirect I messaggi non possono uscire dal link Sono validi solo se hanno Hop Limit =

14 Redirect Simile all ICMP redirect in IPv4 Un router informa un host che esiste un router migliore sul link per raggiungere la destinazione, oppure che la destinazione è sul link A differenza di IPv4, il redirect implica che il next hop (o la destinazione) è sullo stesso link Il link potrebbe avere dei prefissi che il nodo non conosce (es. in caso di reti NBMA o shared media) Il messaggio di redirect include l indirizzo link local e l indirizzo di livello 2 del next hop o della destinazione La verifica che l Hop Limit sia pari a 255 riduce i problemi di sicurezza presenti in IPv4 14

15 Neighbor Solicitation (1) Equivalente IPv6 di ARP Usa pacchetti ICMPv6 anziché ARP Indipendente dal mezzo trasmissivo Può utilizzare i meccanismi di autenticazione e cifratura previsti da IPSEC Usa indirizzi multicast anziché broadcast Maggiore efficienza Multicast di livello 2 I nodi non interessati possono scartare il pacchetto già allo strato IP senza esaminarne il contenuto 15

16 Neighbor Solicitation (2) Per ottenere un indirizzo fisico di un altro nodo: Il nodo calcola l indirizzo (multicast) Solicited-Node corrispondente all indirizzo IPv6 del destinatario Il nodo invia a questo indirizzo un pacchetto di Neighbor Solicitation specificando l indirizzo IPv6 del destinatario nel campo dati Il destinatario, se presente, risponde con un pacchetto di Neighbor Advertisement Il suo indirizzo fisico è specificato nella porzione dati del pacchetto Viene memorizzato nella Neighbor Cache (equivalente IPv6 della ARP cache) 16

17 Indirizzi Solicited-Node Multicast Ad ogni indirizzo IPv6 unicast corrisponde un indirizzo multicast Solicited-Node ff02 16 bit 0 72 bit Formato aggiungendo gli ultimi 24 bit dell indirizzo al prefisso ff02::1:ff00:0/104 Riduce le collisioni in caso di indirizzi formati da Interface ID hardware Riduce il numero di gruppi multicast a cui partecipare in caso di indirizzi multipli con lo stesso Interface ID 01 ff 24 bit IID 16 bit 24 bit Indirizzo MAC 00:04:76:22:5b:a0 Interface ID 204:76ff:fe22:5ba0 Indirizzo Solicited-Node ff02::1:ff22:5ba0 17

18 Neighbor Solicitation: : esempio A 2001:760:4::1 Neighbor solicitation ICMPv6 Type = 135 B 2001:760:4::12ab:cdef 18 A vuole ottenere l indirizzo fisico di B Calcola l indirizzo multicast Solicited-Node corrispondente all indirizzo IPv6 di B: ff02::1:ffab:cdef Invia un pacchetto di Neighbor Solicitation: Sorgente: indirizzo IPv6 di A Destinatario: indirizzo solicited-node calcolato Dati ICMP: Indirizzo IPv6 di B Indirizzo fisico di A (indica a B l indirizzo a cui rispondere)

19 Neighbor Solicitation: : esempio A 2001:760:4::1 Neighbor advertisement ICMPv6 Type = 136 B 2001:760:4::ab:cdef B risponde con un pacchetto di Neighbor Advertisement: Sorgente: indirizzo IPv6 di B Destinatario: indirizzo IPv6 di A Dati ICMP: Indirizzo IPv6 di B Indirizzo fisico di B 19

20 Neighbor Unreachability Detection Algoritmo che permette di individuare rapidamente guasti o cambiamenti di indirizzo fisico Più efficiente di un semplice timeout Utile per nodi mobili che si spostano da un link all altro Ogni nodo tiene traccia dello stato di raggiungibilità dei nodi vicini Utilizzando informazioni provenienti dai protocolli di strato superiore (es. TCP) Nodi vicini: funzionamento del nodo Nodi remoti: funzionamento del router next-hop Inviando al nodo pacchetti di Neighbor Solicitation 20

21 NUD: Funzionamento Se un nodo non ha informazioni sulla raggiungibilità di un vicino, gli invia pacchetti unicast di Neighbor Solicitation in parallelo al traffico normale Se non ottiene risposta, cancella il vicino dalla Neighbor Cache e ripete il procedimento di Neighbor Solicitation Il nodo potrebbe aver cambiato indirizzo fisico Se questo fallisce, il vicino è irraggiungibile Le conseguenze dipendono dal tipo di vicino: Host: viene notificato un errore ai protocolli di strato superiore Router: il nodo seleziona un altro router 21

22 Neighbor Discovery Autoconfigurazione degli indirizzi 22

23 Autoconfigurazione stateless (1) 23 Permette ai nodi IPv6 di connettersi alla rete senza dover configurare manualmente gli indirizzi Non è necessario utilizzare un server DHCP Il link deve supportare il multicast Gli indirizzi sono basati sugli Interface ID Possibile perché gli Interface ID sono univoci a livello mondiale Gli indirizzi link-local permettono ai nodi del link di comunicare tra loro Gli indirizzi link-local sono ottenuti autonomamente Una rete peer-to-peer non richiede configurazione Il server DNS deve essere specificato a mano

24 Router Advertisement I router inviano periodicamente su ogni link dei pacchetti di Router Advertisement I pacchetti sono inviati a tutti i nodi sul link (gruppo multicast FF02::1) Essi contengono informazioni utili per gli host: Annunciano la presenza del router Specificano il suo indirizzo IPv6 link-local Specificano il suo indirizzo di livello 2 Indicano se è disponibile ad essere il default router Possono fornire il valore di alcuni parametri Hop Limit, Reachable Time, MTU Contengono una lista di prefissi attivi sul link 24

25 Autoconfigurazione stateless (2) Se è presente un router, gli host ottengono ulteriori indirizzi giustapponendo l Interface ID (64 bit) ai prefissi ottenuti dai Router Advertisement (64 bit) Questi indirizzi permettono agli host di comunicare con nodi offlink attraverso il router Gli host utilizzano l indirizzo link-local del router come default gateway Router Host Indirizzo MAC 00:04:76:22:5b:a0 LAN Interface ID 204:76ff:fe22:5ba :760:4::/64 Prefisso 2001:760:4:0:204:76ff:fe22:5ba0 Indirizzo IPv6

26 Router Solicitation Un host appena avviato vorrebbe ottenere immediatamente le informazioni sul link, sui prefissi, e gli indirizzi IPv6 Ma dovrebbe aspettare il prossimo Router Advertisement All avvio invia un pacchetto di Router Solicitation all indirizzo multicast che corrisponde a tutti i router sul link (FF02::2) Ogni router risponde con un pacchetto unicast di Router Advertisement indirizzato al nodo che ha emesso la richiesta 26

27 Duplicate Address Detection Prima di assegnare un indirizzo ad una interfaccia, il nodo verifica se l indirizzo è già assegnato ad un altro nodo sullo stesso link Non dovrebbe mai accadere se si usa l autoconfigurazione stateless Funzionamento: Il nodo invia una serie di pacchetti di Neighbor Solicitation all indirizzo Solicited-Node corrispondente all indirizzo che vorrebbe assegnare (tentative address) L indirizzo sorgente è l Unspecified Address Se non riceve risposta, l indirizzo è valido e può essere assegnato 27

28 Autoconfigurazione: : procedura All avvio, l host configura gli indirizzi link-local Genera un indirizzo link-local per ciascuna interfaccia Con Duplicate Address Detection verifica che l indirizzo sia unico sul link: se lo è, lo assegna all interfaccia Utilizzando gli indirizzi link-local, il nodo può comunicare con tutti i nodi sui link a cui è connesso Se il nodo è un host, effettua ulteriori operazioni: Emette dei Router Solicitation su tutte le interfacce Per ogni Router Advertisement che riceve: Aggiunge il router alla lista dei router disponibili Configura un indirizzo per ogni prefisso nell annuncio Rimane in ascolto dei messaggi di Router Advertisement 28

29 Autoconfigurazione: : esempio L host ha indirizzo MAC 00:04:76:22:5b:a0 Il suo Interface ID è 204:76ff:fe22:5ba0 I prefissi associati alla LAN sono 2001:760:4::/ :c1cc:a102::/64 Host Router Indirizzo MAC 00:04:76:22:5b:a0 Interface ID 204:76ff:fe22:5ba0 29 LAN Router Advertisement 2001:760:4::/ :c1cc:a102::/64 fe80:: 204:76ff:fe22:5ba0 2001:760:4:0: 204:76ff:fe22:5ba0 2002:c1cc:a102: 204:76ff:fe22:5ba0 Indirizzi IPv6 (link-local) (globale) (globale)

30 Tempo di vita degli indirizzi 30 Nel Router Advertisement ad ogni prefisso sono associati due tempi di vita in secondi Valid Lifetime: il tempo per cui l indirizzo può essere associato all interfaccia Preferred Lifetime: il tempo per cui l indirizzo può essere utilizzato per le nuove connessioni Se Preferred Lifetime = 0 l indirizzo è deprecato e non può essere utilizzato per nuove connessioni Se la Valid Lifetime scende a 0 l indirizzo non è valido e non può rimanere assegnato all interfaccia Gli host rimangono perennemente in ascolto dei messaggi di Router Advertisement

31 Renumbering Il tempo di vita dei prefissi permette il renumbering automatico degli host Basta configurare un nuovo prefisso sul router e porre a zero il Preferred Lifetime di quello vecchio Il router è identificato dall indirizzo link-local e non varia Gli host utilizzano entrambi gli indirizzi I nuovi indirizzi per le nuove connessioni I vecchi indirizzi (deprecati) per le connessioni esistenti Alla fine del processo di renumbering il vecchio prefisso viene rimosso dal router Gli indirizzi vengono rimossi alla fine del Valid Lifetime 31

32 Gestione avanzata degli indirizzi Router Renumbering, configurazione stateful, DHCPv6,... 32

33 Router Renumbering (1) Se cambia il prefisso associato ad un site, devono essere riconfigurati i prefissi sui router Situazione tipica: l organizzazione cambia provider ed ottiene un nuovo prefisso /48, ma vuole mantenere il subnetting interno Il protocollo di Router Renumbering semplifica il processo Permette di cambiare indirizzi e prefissi sui router da una stazione di gestione Non affronta il problema del cambiamento dei record DNS 33

34 Router Renumbering (2) Caratteristiche del protocollo: Riconfigura i router da remoto attraverso messaggi di controllo originati da una stazione di gestione Utilizza pacchetti ICMPv6 appositi (tipo 138) Basato su un paradigma di comando/risposta con acknowledgement e ritrasmissione Prevede obbligatoriamente l uso di IPsec per autenticare i messaggi Attualmente non largamente implementato 34

35 Configurazione stateful 35 Gli indirizzi e gli altri parametri di rete (es. DNS) possono essere configurati anche manualmente: Configurazione interamente manuale DHCPv6 (standard ancora in via di definizione) Si usa DHCP solo se non sono presenti router oppure se i Router Advertisement specificano che deve essere usato Autoconfigurazione stateless I Router Advertisement contengono due flag che specificano le modalità di configurazione: Managed Address Configuration : indica se l host deve ottenere anche indirizzi da DHCPv6 Other Stateful Configuration : indica se l host deve utilizzare DHCPv6 per ottenere altre informazioni di configurazione (es. server DNS). Sempre vero se Managed Address Configuration è vero.

36 DHCPv6 Simile a DHCP per IPv4 Rispetto all autoconfigurazione stateless: Maggiore controllo sui singoli indirizzi Maggiore sicurezza Gli indirizzi non vengono assegnati a qualsiasi nodo sul link ma solo a quelli che soddisfano le policy di sicurezza del server Permette l interazione con il DNS Update dinamico Mappatura statica tra indirizzi di livello 2, indirizzi IP e nomi Richiede la presenza di un server dedicato Standard ancora in via di definizione 36

37 DHCPv6: funzionamento Viene utilizzato solo se sul link non sono presenti router oppure se i Router Advertisement ne specificano l utilizzo Gli indirizzi ottenuti si aggiungono a quelli eventualmente ottenuti tramite autoconfigurazione Funzionamento: Il server mantiene informazioni sullo stato dei client Permette di configurare gli indirizzi IPv6 e/o fornire altre informazioni come server DNS o NTP Utilizza il protocollo UDP Utilizza gli indirizzi multicast FF02::1:2 (all DHCP agents, link-local scope) e FF05::1:3 (all DHCP servers, site-local scope) 37

38 Riferimenti RFC2463 Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification RFC1981 Path MTU Discovery for IP version 6 RFC2461 Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6) RFC2462 IPv6 Stateless Address Autoconfiguration RFC2894 Router Renumbering for IPv6 Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) 38

39 Transizione IPv4-IPv6 IPv6 e meccanismi di compatibilità 39

40 Transizione IPv4-IPv6 IPv6 Il processo di transizione 40

41 Il problema Problema di base: IPv6 e IPv4 sono di per sé protocolli incompatibili Stesso livello della pila ISO OSI Svolgono le stesse funzioni Il successo di IPv4 è straordinario Per potersi affermare IPv6 deve: Garantire la compatibilità con i dispositivi IPv4 esistenti Fornire strumenti che facilitino il processo di transizione da IPv4 a IPv6 Meccanismi di transizione semplici ed efficaci sono essenziali per il successo di IPv6 41

42 L approccio 42 La necessità di meccanismi di transizione efficaci è stata riconosciuta sin dalle prime fasi di definizione di IPv6 Buona parte dello sforzo progettuale è stato dedicato ai meccanismi di transizione I meccanismi proposti sono numerosi e variano a seconda dello scenario La transizione sarà graduale Non ci sarà un D-Day ma un lungo periodo di coesistenza dei due protocolli Il processo non sarà breve (Potrebbe durare decenni)

43 Lo scenario Possiamo pensare ad un processo in tre fasi: Fase iniziale La rete IPv6 si appoggia all infrastruttura IPv4 I nodi IPv6 utilizzano prevalentemente i servizi IPv4 esistenti Fase intermedia I due protocolli coesistono Fase finale La rete IPv4 si appoggia all infrastruttura IPv6 I nodi legacy IPv4 devono poter utilizzare i servizi IPv6 In generale le applicazioni devono comunque essere modificate per poter utilizzare IPv6 43

44 Classificazione dei meccanismi Tre categorie fondamentali: Implementati sugli host Host Dual Stack Altri: BIS, BIA,... Implementati a livello di rete Tunnel Manuali, 6to4, automatici Altri: ISATAP, Teredo,... Rete Dual Stack Basati su traduttori di protocollo SIIT e NAT-PT Altri: TRT,... 44

45 Host Dual Stack: : funzionamento Applicazione È l approccio più semplice Un nodo dual stack: TCP,UDP Implementa entrambi i protocolli IPv4 IPv6 Ha indirizzi IPv4 e IPv6, 0x0800 0x86DD anche sulla stessa interfaccia Ethernet Le applicazioni IPv4-only usano IPv4 Per le applicazioni che supportano IPv6: Il DNS risolve sia indirizzi IPv4 sia indirizzi IPv6 Se la destinazione ha un indirizzo IPv6, si utilizza IPv6 Se la destinazione ha soltanto un indirizzo IPv4, si utilizza IPv4 45

46 Host Dual Stack: : caratteristiche Vantaggi: Molto semplice Non richiede alcun supporto particolare Svantaggi: Non riduce il fabbisogno di indirizzi IPv4 Richiede la gestione di una doppia infrastruttura di rete Non fa nulla per integrare la rete IPv6 con quella IPv4 Dal punto di vista di un nodo dual stack, le due reti sono completamente separate È un meccanismo di compatibilità più che di transizione Attualmente la quasi totalità di nodi IPv6 sono nodi dual stack 46

47 Transizione IPv4-IPv6 IPv6 Meccanismi di compatibilità a livello di rete 47

48 Tunnel IPv6-in in-ipv4 (1) I tunnel sono comunemente usati per trasportare un protocollo in una rete basata su un altro protocollo I tunnel IPv6-in-IPv4 permettono di utilizzare IPv6 senza disporre di una infrastruttura di rete IPv6 nativa Intestazione IPv4 Ver IHL TOS Length Identification F Fragment Offset TTL Protocol Hdr checksum Source Address Destination Address Ver Class Flow Label Length Next Hdr Hop Limit Source Address Destination Address Pacchetto IPv6 I pacchetti IPv6 vengono incapsulati in pacchetti IPv4 con la semplice aggiunta di un header IPv4 Il campo Protocol dell intestazione IPv4 è 41 Dati 48

49 Tunnel IPv6-in in-ipv4 (2) Esempio di tunnel IPv6-in-IPv4 Link IPv4 Router IPv4 Link IPv6 Router IPv6 Tunnel IPv6 su IPv4 Router dual stack All ingresso del tunnel i pacchetti IPv6 vengono incapsulati in pacchetti IPv4 I pacchetti IPv4 risultanti vengono instradati normalmente sulla rete IPv4 fino all altro estremo del tunnel Arrivati all estremo i pacchetti vengono decapsulati I pacchetti IPv6 contenuti sono elaborati normalmente, come se fossero giunti su una qualunque altra interfaccia 49

50 Tunnel IPv6-in in-ipv4 (3) 50 Gli estremi devono essere nodi dual stack Da fuori, il tunnel appare come un solo hop IPv6 Dal punto di vista di IPv6, è come se la rete IPv4 fosse semplicemente una tecnologia trasmissiva di livello due L MTU di un tunnel è inferiore di 20 byte per via della presenza dell header IPv4 Topologie possibili: Router verso router Host verso router Host verso host Importanti per le prime esperienze su IPv6 e nella prime fasi della transizione

51 Tunnel configurati Esempio di tunnel configurato Link IPv4 Router IPv4 Link IPv6 Router IPv6 Tunnel IPv6 su IPv4 Router dual stack Creati configurando manualmente gli estremi, specificando gli indirizzi IPv4 e IPv6 dell interfaccia tunnel su entrambi Indirizzi utilizzati: qualunque tipo di indirizzi unicast Utilizzo tipico: stabilire un collegamento punto-punto permanente tra due router dual stack Ampiamente utilizzati 51

52 Tunnel Broker Router Client IPv4 IPv6 Broker Applicazione web raggiungibile tramite IPv4 Crea dinamicamente i tunnel configurati Un utente che desidera stabilire un tunnel lo richiede al broker attraverso una pagina web Il broker identifica l utente Il broker configura un router per creare il tunnel verso l utente e ne comunica i parametri Molto utilizzati per utenti occasionali 52

53 Tunnel automatici Link IPv4 Router IPv4 Link IPv6 Router IPv6 :: Tunnel IPv6 su IPv4 Router dual stack Esempio di tunnel automatico L indirizzo IPv4 dell estremo del tunnel è determinato automaticamente dall indirizzo destinazione Usa gli indirizzi IPv6 IPv4-compatibili (::a.b.c.d) L estremo deve coincidere con il destinatario del pacchetto Non riducono il fabbisogno di indirizzi IPv4 Il tunnel è verso un solo nodo, identificato con il suo indirizzo IPv4 Se il mittente è un nodo dual stack, tanto vale utilizzare IPv4 53

54 Tunnel 6to4 Site 1 Site 2 Esempio di tunnel 6to4 Link IPv4 Router IPv4 Link IPv6 Router IPv6 Tunnel IPv6 su IPv4 Router dual stack Permettono di connettere tra loro interi site IPv6 utilizzando un indirizzo IPv4 pubblico (estremo del tunnel) per ogni site La rete ha il prefisso 2002:aabb:ccdd::/48, dove: 2002::/16 è il prefisso 6to4 (assegnato da IANA) aabb:ccdd è la rappresentazione esadecimale dell indirizzo IPv Indirizzo IPv4 SLA Interface ID 16 bit 32 bit 16 bit 64 bit 54

55 Tunnel 6to4: esempio 2002:C1CC:54A::/48 Site IPv4 Site :5013:71FB::/48 Site :C1CC:A102::/48

56 Tunnel 6to4: funzionamento Link IPv4 Router IPv4 Site 1 Site 2 Link IPv6 Router IPv6 56 Un pacchetto destinato a un indirizzo 6to4: Viene instradato fino ad un router 6to4 È un router configurato per instradare la rete 2002::/16 su 6to4 Normalmente è il router di bordo di una organizzazione (o site) Per inoltrarlo, il router Esamina l indirizzo destinazione e deduce l estremo del tunnel Incapsula il pacchetto e lo inoltra sulla rete IPv4 All altro estremo del tunnel il pacchetto viene decapsulato ed instradato normalmente nel site Tunnel IPv6 su IPv4 Router dual stack

57 6to4 Relay Router In questa forma 6to4 permette la comunicazione tra site che utilizzano indirizzi 6to4, ma non permette la comunicazione con il resto della rete IPv6: Nodi sulla rete IPv6 possono inviare pacchetti verso destinazioni 6to4 tramite un router 6to4 Nodi connessi tramite 6to4 non possono inviare pacchetti verso la rete IPv6 Soluzione: 6to4 Relay Router È un router disposto a fornire un accesso alla rete IPv6 inoltrando pacchetti provenienti da nodi 6to4 Utilizzato in una sola direzione (percorso asimmetrico) Impiega la banda Internet di chi lo mette a disposizione 57

58 6to4 Relay Router (2) 58 Esistono vari 6to4 Relay Router pubblici Per non dover configurare manualmente il 6to4 Relay Router è stato definito un indirizzo anycast per i Relay Router: 2002:c058:6301:: L indirizzo IPv4 corrispondente è Con i Relay Router 6to4 è un meccanismo di transizione efficace ed accessibile Le politiche di transito sulla rete IPv4 porranno probabilmente fine ai Relay Router pubblici I provider IPv4 potrebbero iniziare a fornire dei Relay Router ai loro clienti

59 6to4: Senza Relay Router Site 1 6to4 6to4 Relay Router Internet IPv6 Internet IPv4 6to4 Router di Site 3 Site 3 Nativo Site 2 6to4 Percorso di andata Percorso di ritorno 59

60 6to4: Con Relay Router Site 1 6to4 6to4 Relay Router Internet IPv6 Internet IPv4 6to4 Router di Site 3 Site 3 Nativo Site 2 6to4 Percorso di andata Percorso di ritorno 60

61 6to4: vantaggi e svantaggi 61 Vantaggi: Semplice da configurare Permette di utilizzare IPv6 senza disporre di indirizzi e senza avere un provider IPv6 nativo Non richiede alcun supporto particolare ai nodi I prefissi 6to4 possono essere appresi tramite autoconfigurazione stateless come qualsiasi altro prefisso Svantaggi: Gli indirizzi IPv6 sono legati all indirizzo IPv4 del router di bordo Se cambia indirizzo IPv4, l intero site deve essere rinumerato Il relay router può essere molto lontano sia dal nodo sorgente (in IPv4) sia dal nodo destinazione (in IPv6)

62 Tunnel: caratteristiche a confronto Configurati Automatici 6to4 Indirizzi Qualsiasi IPv4-compatibili ::a.b.c.d 6to4 2002::aabb:ccdd::/48 Funzionamento Configurazione manuale degli estremi Automatico basato su indirizzo destinazione Instradamento manuale, selezione automatica dell estremo Uso Collegamenti punto-punto e backbone Tunnel diretto a un nodo dual stack Collegamento alla rete IPv6 tramite connessioni IPv4 Definizione RFC 2893 RFC 2893 RFC 3056 Importanza Comunissimi Deprecati Molto usati 62

63 Altri tipi di tunnel ISATAP Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol Ha lo scopo di connettere tra loro nodi e router IPv6 su una rete di un organizzazione che supporta solo IPv4 Teredo Tunneling IPv6 over UDP Through NATs Incapsula i pacchetti IPv6 in pacchetti UDP (IPv4) anziché direttamente in pacchetti IPv4 Ha lo scopo di permettere l utilizzo di tunnel anche in presenza di NAT IPv4 Entrambi sono ancora in fase di definizione 63

64 Rete Dual Stack I tunnel sono stati molto usati nella fase iniziale di sperimentazione di IPv6, ma andranno a diminuire Una rete di tunnel è difficile da gestire Le prestazioni sono inferiori a quelle di una rete nativa I tunnel rendono la rete IPv6 dipendente dalla rete IPv4 Soluzione migliore: rete Dual Stack Backbone dual stack: stessa topologia per IPv4 e IPv6 Minori difficoltà di gestione, minori costi Non richiede l uso di molti indirizzi IPv4 Accesso a seconda degli utenti Il NAT potrebbe essere sostituito da IPv6 nativo con NAT-PT Una rete nativa capillare favorirà la diffusione di IPv6 64

65 Transizione IPv4-IPv6 IPv6 Traduzione di protocollo 65

66 Traduttori di protocollo È l unico modo di far comunicare nodi IPv4-only con nodi IPv6-only e viceversa Può essere una alternativa ai nodi Dual Stack Il Dual Stack richiede un indirizzo IPv4 per ogni nodo Dove posizionarli? Tutto il traffico tradotto passa per il nodo traduttore Ciò può causare problemi: Robustezza Sicurezza Accountability Traffico Con la traduzione, serve la rete dual stack? 66

67 Traduttori di protocollo (2) Possono essere implementati in vari modi: A livello IP SIIT, NAT-PT A livello di trasporto TRT Modificando la pila protocollare dell host BIS, BIA In molti di questi meccanismi gli indirizzi IPv4 sono rappresentati come particolari indirizzi IPv6 Possibile perché lo spazio di indirizzamento è più ampio Gli indirizzi IPv4 rappresentati in questo modo sono instradati verso il traduttore 67

68 Transport Relay Translator Traduttore di protocollo a livello di trasporto Permette a nodi IPv6 di comunicare con nodi IPv4 senza richiedere uno stack IPv4 Funzionamento: Si basa su un nodo che funziona da tramite (relay) Il relay agisce in maniera simile ad un proxy trasparente Il nodo crede di connettersi al nodo destinazione, ma la connessione viene intercettata dal relay, che stabilisce a sua volta una connessione IPv4 con la destinazione Problemi: Richiede modifiche al server DNS o al resolver sui nodi Deve mantenere informazioni sullo stato 68

69 SIIT 69 Stateless IP/ICMP Translation Algorithm Meccanismo generale che permette a nodi IPv6 di comunicare con nodi IPv4 attraverso un traduttore Funzionamento: Gli indirizzi IPv4 sono mappati su indirizzi IPv6 Le destinazioni IPv4 sono indicate con indirizzi IPv6 IPv4- mapped (::ffff:a.b.c.d), che sono instradati verso il traduttore I nodi ottengono indirizzi IPv4 temporanei che vengono mappati in indirizzi IPv6 IPv4-translated (::ffff:0:a.b.c.d) e usati come indirizzo sorgente. Il traduttore traduce i pacchetti in transito La traduzione effettuata dal traduttore è stateless Gli indirizzi sono desunti direttamente dagli indirizzi IPv6

70 SIIT: vantaggi e svantaggi Vantaggi: Il nodo traduttore non deve mantenere informazioni sullo stato delle connessioni Scalabilità: È possibile utilizzare più nodi traduttori Robustezza: in caso di guasto di un traduttore la connessione non viene interrotta Svantaggi: Richiede modifiche alle implementazioni IPv6 Richiede la presenza di un meccanismo (DHCP?) per l assegnazione dinamica degli indirizzi temporanei Richiede di gestire il routing per gli indirizzi IPv4- translated all interno del site Difficile gestire la distribuzione in subnet degli indirizzi IPv4 70

71 NAT-PT 71 Combina le tecniche di NAT con SIIT Simile al NAT IPv4 Il nodo traduttore dispone di un pool di indirizzi IPv4 che vengono assegnati ai nodi che lo utilizzano Il traduttore mantiene lo stato delle associazioni Gli indirizzi IPv4 sono rappresentati mediante indirizzi IPv6 aggiungendo i 32 bit dell indirizzo ad un prefisso arbitrario di 96 bit instradato verso il traduttore Mappatura IPv6 IPv4 dinamica, IPv4 IPv6 deterministica La traduzione dei pacchetti avviene come in SIIT Richiede un meccanismo di traduzione delle risposte DNS (DNS ALG) Funziona con connessioni in entrambi i versi

72 NAT-PT: esempio NAT-PT IPv6 IPv4 A 2001:760:4:f005::2 w3.uniroma3.it DNS Il prefisso associato al NAT-PT è ::f00f:0:0/96 Sulla rete IPv6 esso è instradato verso il NAT-PT Il pool di indirizzi IPv4 è /26 Sulla rete IPv4 esso è instradato verso il NAT-PT A è un nodo IPv6-only e vuole connettersi al web server w3.uniroma3.it, che ha solo un indirizzo IPv4 72

73 NAT-PT: esempio NAT-PT IPv6 IPv4 A 2001:760:4:f005::2 w3.uniroma3.it DNS A fa una query sull indirizzo IPv6 di w3.uniroma3.it Il DNS ALG nel NAT-PT intercetta la query: Interroga il server DNS ed ottiene l indirizzo IPv4: Restituisce ad A l indirizzo IPv6 corrispondente: ::f00f:c1cd:8be5 73

74 NAT-PT: esempio 2001:760:4:f005::2 ::f00f:c1cd:8be NAT-PT IPv6 IPv4 A 2001:760:4:f005::2 w3.uniroma3.it DNS A si connette a ::f00f:c1cd:8be5 Il NAT-PT intercetta la connessione Associa ad A un indirizzo IPv4 temporaneo dal pool: 2001:760:4:f005:: Mantiene traccia dell associazione in una tabella di stato Inoltra i pacchetti sulla rete IPv4 verso utilizzando come indirizzo sorgente

75 NAT-PT: esempio 2001:760:4:f005::2 ::f00f:c1cd:8be NAT-PT IPv6 IPv4 A 2001:760:4:f005::2 w3.uniroma3.it DNS I pacchetti di risposta verso A vengono instradati verso il NAT-PT, tradotti in IPv6 ed inoltrati ad A A ha la percezione di essere connesso all host IPv6 ::f00f:c1cd:8be5 (mappatura deterministica) Il web server ha la percezione di essere connesso all host IPv (mappatura dinamica) 75

76 NAT-PT: vantaggi e svantaggi Vantaggi: Trasparente ai nodi che lo utilizzano Svantaggi: Stessi problemi del NAT IPv4 Fragilità Necessità di ALG specifici per gestire protocolli che non siano semplici client/server a una sola connessione Non permette connettività diretta da estremo a estremo Ma: Questi svantaggi non hanno impedito la diffusione di NAT IPv4 Molte applicazioni già supportano NAT Ancora non largamente implementato 76

77 BIS e BIA 77 Metodi di transizione implementati via software Bump-In-the-Stack (BIS) Permette a nodi IPv4 di comunicare con nodi IPv6 senza utilizzare traduttori esterni È uno strato software inserito tra lo stack IP e il livello 2 Effettua la traduzione SIIT internamente al nodo Bump-In-the-API (BIA) Permette di utilizzare IPv6 con applicazioni che non lo supportano (su un host dual stack) Traduce le chiamate alla socket API IPv4 a chiamate alla socket API IPv6 Non largamente implementati

78 Riferimenti (1) transition-08.txt An overview of the introduction of IPv6 in the Internet Tunnel RFC2893 Transition mechanisms for IPv6 hosts and routers RFC3053 IPv6 tunnel broker RFC3056 Connection of IPv6 domains via IPv4 clouds RFC3068 An anycast prefix for 6to4 relay routers 78

79 Riferimenti (2) Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol (ISATAP) Teredo: Tunneling IPv6 over UDP through NATs Traduttori di protocollo RFC2765 Stateless IP/ICMP translation algorithm (SIIT) RFC2766 Network Address Translation Protocol Translation (NAT-PT) RFC3142 IPv6-to-IPv4 transport relay translator 79

80 Riferimenti (3) Altri meccanismi RFC2767 Dual stack hosts using the Bump-In-the-Stack technique (BIS) RFC3338 Dual Stack Hosts Using "Bump-in-the-API" (BIA) 80

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