IPv6. Motivazione iniziale: spazio di indirizzi di 32-bit in esaurimento

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "IPv6. Motivazione iniziale: spazio di indirizzi di 32-bit in esaurimento"

Alice Barbieri
6 anni fa
Visualizzazioni

1 IPv6

IPv6 Motivazione iniziale: spazio di indirizzi di 32-bit in esaurimento Motivazioni aggiuntive: il formato dell'header rende più veloce il processing/forwarding (per es.

2 IPv6 Motivazione iniziale: spazio di indirizzi di 32-bit in esaurimento Motivazioni aggiuntive: il formato dell'header rende più veloce il processing/forwarding (per es. non si calcola checksum) cambiamenti nell'header per facilitare la QoS nuovo indirizzo anycast : instrada al migliore di diversi server replicati Formato del datagramma IPv6: header di 40 byte di lunghezza fissa frammentazione non permessa

3 MTU Maximum Transmission Unit (MTU) indica le dimensioni massime in byte di un pacchetto dati che può essere inviato attraverso un protocollo di comunicazione. Il concetto di MTU si ripresenta a diversi livelli, assumendo diversi nomi, ma il termine MTU indica propriamente la dimensione massima del pacchetto in IP. IP viene molto spesso trasportato su ethernet, che ha normalmente un carico pagante massimo di 1500 byte, a cui si aggiungono 18 byte [14 byte di intestazione ethernet + 4 byte di Cyclic redundancy check (CRC)], portando la dimensione massima del frame ethernet a 1518 byte. La MTU tipica su Internet è quindi di 1500 byte. Di questi, 20 sono normalmente occupati dall'header IP. Se viene utilizzato il protocollo TCP, questo occupa normalmente altri 20 byte per i propri header. Il carico pagante (segmento) di un pacchetto TCP è quindi tipicamente di 1460 byte. TCP possiede un meccanismo per negoziare il "Maximum Segment Size" (dimensione massima del segmento, o MSS). Normalmente, MSS = MTU - 40.

4 MTU in IP e frammentazione Quando un host deve trasmettere un pacchetto IP, terrà conto della MTU dell'interfaccia su cui trasmette il pacchetto. Lungo il suo percorso, il pacchetto potrà però incontrare collegamenti con una MTU inferiore, su cui non potrà essere trasmesso come tale. In questi casi, il router IP che deve trasmettere un pacchetto su una interfaccia che ha un MTU inferiore alla dimensione del pacchetto, effettua automaticamente la frammentazione, ovvero divide il pacchetto in due o più pacchetti più piccoli. I frammenti del pacchetto originale sono contrassegnati in modo che il protocollo IP di destinazione sia in grado di riassemblare i pacchetti nell'originale.

5 IPv4 Fragmentation Source MTU = Byte Packet Router 1 Router 2 Destination

6 IPv4 Fragmentation Source MTU = 1500 Router Byte Fragment 500 Byte Frag MTU = 1000 Router 2 Destination

7 IPv4 Fragmentation Source MTU = 1500 Router 1 MTU = 1000 Router Byte Frag 500 Byte Frag 500 Byte Frag MTU = 500 Destination

8 Evitare la frammentazione Viene detto "MTU del cammino" il più piccolo MTU di uno qualsiasi dei collegamenti che compongono il "cammino" dall'indirizzo della fonte a quello di destinazione. Visto in un altro modo, l'mtu del cammino è il più grosso valore dell'mtu che può attraversare il "cammino" senza essere ulteriormente frammentato. L'RFC 1191 descrive "La scoperta dell'mtu del cammino" (in inglese "Path MTU Discovery", o più brevemente "PMTU discovery"), una tecnica per determinare l'mtu del cammino tra due host IP, così che quella frammentazione possa essere evitata. Un host invia pacchetti IP di dimensioni che aumentano gradualmente, con il bit DF (Don't Fragment --- Non Frammentare) settato a uno. Se un router lungo il cammino ha bisogno di frammentare il pacchetto, ma questo ha il bit DF a uno, il router lo abbandona, e manda un pacchetto ICMP di tipo "datagramma troppo grosso" all'indirizzo sorgente per segnalare il problema. L'host sorgente in questo modo "impara" il più grosso MTU che può passare attraverso quel cammino senza frammentarsi.

9 In IPv6

10 Path MTU Discovery Source MTU = Byte Packet Router 1 Path MTU = 1500 Router 2 Destination

11 Path MTU Discovery Source MTU = 1500 ICMP "Pkt Too Big" (MTU = 1000) Router 1 Path MTU = 1000 MTU = 1000 Router 2 Destination

12 Path MTU Discovery Source 500 Byte Frag MTU = Byte Fragment Router 1 Path MTU = 1000 MTU = 1000 Router 2 Destination

13 Path MTU Discovery Source MTU = 1500 Router 1 Path MTU = Byte Fragment 500 Byte Frag MTU = 1000 Router 2 Destination

14 Path MTU Discovery Source MTU = 1500 Router 1 Path MTU = 500 MTU = 1000 ICMP "Pkt Too Big" (MTU = 500) Router 2 MTU = 500 Destination

15 Path MTU Discovery Source 500 Byte Frag 500 Byte Frag 500 Byte Frag MTU = 1500 Router 1 Path MTU = 500 MTU = 1000 Router 2 MTU = 500 Destination

16 Path MTU Discovery Source MTU = 1500 Router 1 Path MTU = 500 MTU = 1000 Router Byte Frag 500 Byte Frag 500 Byte Frag MTU = 500 Destination

17 Tre tipi di indirizzi: 1. Unicast (identificatore per una singola interfaccia) 2. Anycast (identificatore per un set di interfacce, un pacchetto inviato ad un indirizzo anycast e recapitato dall interfaccia piu vicina identificata dall indirizzo) 3. Multicast (identificatore per un set di interfacce, un pacchetto inviato ad un indirizzo multicast e recapitato a tutte le interfacce identificate dall indirizzo)

18 Notazione per gli indirizzi IPv6 Gli indirizzi IPv6 sono composti di 128 bit ma sono solitamente rappresentati come 8 gruppi di 4 cifre esadecimali (ovvero 8 parole di 16bit ciascuna). Ad esempio: rappresenta un indirizzo IPv6 valido. Se uno dei gruppi è composto da una sequenza di quattro zeri può essere contratto ad un solo zero: corrisponde a: Inoltre, una sequenza di zeri contigui (ed una soltanto) può essere contratta con semplice sequenza "::": 2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7344 corrisponde a: o ancora più sinteticamente a: 2001:0db8::8a2e:0370:7344

19 Inoltre possono essere omessi anche gli zeri iniziali di ogni gruppo: corrisponde a: Inoltre gli ultimi 32 bit possono essere scritti in decimale (nella notazione dotted decimal) rendendo così la sintassi IPv6 retrocompatibile con quella IPv4 con evidenti benefici.

20 Confronto degli Header IPv4 IPv6 Vers IHL TOS Length Vers Traffic Class Flow Label Identification Flags Fragment Offset Payload Length Next Header Hop Limit TTL Protocol Checksum Source Address Destination Address Source Address Options and Padding Molti campi eliminati IHL, Identification, Flags, Fragment Offset, Checksum Alcuni campi rinominati TOS > Traffic Class Protocol > Next Header TTL > Hop Limit Flow Label field aggiunto La dimensione dell header raddoppia mentre gli indirizzi diventano il quadruplo. Options trasferite a Extension Headers Header ed Extension Headers sono di dimensioni fisse Destination Address Optional Extension Headers

21 IPv6 Spazio di indirizzi espanso Indirizzi multipli IPv6 Per Interfaccia Header semplificato Extension Headers ed Options IPSec Authentication and Privacy obbligatorio Auto-configuration Fornisce Address Mobility Source Routing No Fragmentation Advanced Mobility Flow Labels Quality of Service Everything Addressable Performance Improvement Modifiable Protocol End-to-End Security Reduced Management Cost Optimal Data Flows Ad-Hoc Networks User Defined Processing Priority & Preemption sono circa 3,4*10 38 possibili indirizzi IP Dovrebbero bastare :) 6,4*10 28 per ogni essere umano sulla terra 6,6*10 14 per ogni millimetro quadro sulla terra (mari, continenti e calotte polari)

IPv6 Extension Headers Debbono apparire in ordine Hop-by-hop options Miscellaneous information for routers Routing Full/partial route to follow Fragmentation

22 IPv6 Extension Headers Debbono apparire in ordine Hop-by-hop options Miscellaneous information for routers Routing Full/partial route to follow Fragmentation IP fragmentation info Authentication Sender identification Encrypted security payload Information about contents Destination options Information for destination

23 IPv6 Extension Headers Debbono apparire in ordine Hop-by-hop options Informazioni per i routers Routing Strada da seguire intera o parziale Fragmentation Informazioni per la frammentazione IP Authentication Identificazione del sender Encrypted security payload Informazioni riguardo al contenuto Destination options Informazioni per la destinazione

24 IPv6 Extension Headers Hop-by-Hop extension Length è in bytes oltre gli 8 obbligatori next header length type value Jumbogram option (pacchetto più lungo di 65,535 bytes) Payload length in main header posta uguale a next header Payload length in bytes

25 IPv6 Extension Headers next header 0 # of addresses strict/loose routing bitmap next address 1 24 addresses Routing extension Sino a 24 indirizzi target anycast Next address tiene traccia del target corrente Strict routing richiede direct link Loose routing permette nodi intermedi

26 IPv6 Extension Headers next header reserved offset reserved M ident Fragmentation extension Simile a frammentazione IPv4 13-bit offset Last fragment mark (M) Campo di identificazione di frammento più grande

27 Transizione da IPv4 a IPv6 Non tutti i router possono essere upgraded contemporaneamente Come opererà la rete con alcuni router IPv4 ed altri IPv6? Due approcci proposti: Dual Stack: alcuni routers con dual stack (v6, v4) possono tradurre fra i formati Tunneling: IPv6 portato come payload in un datagramma IPv4 tra router IPv4

28 Approccio Dual Stack

29 Tunneling D to E:

Documenti analoghi

Università degli Studi di Bergamo

Università degli Studi di Bergamo Facoltà di Ingegneria Prof. Filippini 2!!!!!!! 3!!!!!!!!!! 4!!!!!! 5!!!!!!!!!!! 6!!!!!!!! 7!!! 8 Prefix (binary) Usage Fraction 0000 0000 Reserved for IPv4 addresses 1/256