IP versione 6

(1)

IP versione 6

Mobilità nelle reti IP IP versione 6 IP versione 6 Mobilit

Mobilit à à nelle reti IP nelle reti IP

(2)

Contenuti del corso Contenuti del corso

Æ La progettazione delle reti Æ La progettazione delle reti

Æ Il routing nelle reti IP Æ Il routing nelle reti IP

Æ Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza

Æ Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza

Æ Analisi di traffico e dei protocolli applicativi

Æ Analisi di traffico e dei protocolli applicativi

Æ Multimedialità in rete Æ Multimedialità in rete

Æ Tecnologie per le reti future Æ Tecnologie per le reti future

(3)

Contenuti del corso Contenuti del corso

Æ La progettazione delle reti Æ La progettazione delle reti

Æ Il routing nelle reti IP Æ Il routing nelle reti IP

Æ Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza

Æ Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza

Æ Analisi di traffico e dei protocolli applicativi

Æ Analisi di traffico e dei protocolli applicativi

Æ Multimedialità in rete Æ Multimedialità in rete

Æ Tecnologie per le reti future Æ Tecnologie per le reti future

(4)

Argomenti della lezione Argomenti della lezione

Î IP versione 6 (IPv6) Î IP versione 6 (IPv6)

Æ Indirizzamento Æ Indirizzamento

Æ Altre novità Æ Altre novità Î Mobile IP

Î Mobile IP

Æ La mobilità nelle reti IP Æ La mobilità nelle reti IP

Æ Meccanismi chiave Æ Meccanismi chiave

(5)

IP versione 6 (IPv6)

(6)

Perché un nuovo IP?

Un’unica vera risposta

Un’unica vera risposta

Spazio di indirizzamento più vasto

Spazio di indirizzamento

più vasto

(7)

Altre risposte Altre risposte

Î Utilizzare meglio le LAN Î Utilizzare meglio le LAN

Î Indirizzi multicast e anycast Î Indirizzi multicast e anycast

Î Sicurezza Î Sicurezza

Î Policy Routing Î Policy Routing

Î Plug and play Î Plug and play

Î Differenziazione traffico Î Differenziazione traffico

Î Mobilità Î Mobilità

Importati Importati

in IPv4 in IPv4

(8)

Perchè gli indirizzi IPv4 scarseggiano?

Circa 4 miliardi di indirizzi!!!

Indirizzi IPv4 sono lunghi 32 bit Indirizzi IPv4 sono lunghi 32 bit

Tuttavia ...

(9)

Perchè gli indirizzi IPv4 scarseggiano?

Solo parte degli indirizzi sono assegnati alle stazioni

Resta dunque mezzo miliardo di indirizzi!!!Resta dunque mezzo miliardo di indirizzi!!!

Classi A, B e C Classi A, B e C

Indirizzi che iniziano per 111

sono usati per multicast e altro Indirizzi che iniziano per 111

sono usati per multicast e altro

(10)

Perchè gli indirizzi scarseggiano?

Sono usati in modo gerarchico Sono usati in modo gerarchico

Molti indirizzi inutilizzati Molti indirizzi inutilizzati

Il prefisso usato su una rete non può essere utilizzato su nessun’altra

(11)

Quanti indirizzi per IPv6?

Un approccio scientifico Un approccio scientifico

Efficienza dell’indirizzamento:

H = H = log log

₁₀₁₀

(numero di indirizzi) (numero di indirizzi) numero di bit

numero di bit

(12)

Efficienza dell’indirizzamento Efficienza dell’indirizzamento

Î Studio di casi concreti Î Studio di casi concreti

Æ H varia tra 0.22 e 0.26 Æ H varia tra 0.22 e 0.26

Assumendo un milione di miliardi di calcolatori in rete

Æ Occorrono 68 bit per il caso di efficienza minima

Æ Occorrono 68 bit per il caso di efficienza minima

ÎÎ

(13)

Melius abundare quam deficere

128 bit 128 bit (16 byte) (16 byte)

655.570.793.348.866.943.898.599 indirizzi IPv6 per mq di superficie

terrestre

655.570.793.348.866.943.898.599 indirizzi IPv6 per mq di superficie

terrestre

(14)

Notazione Notazione

8 numeri esadecimali separati da “:”

Gruppi di 2 byte Gruppi di 2 byte

FEDC:BA98:0876:45FA:0562:CDAF:

3DAF:BB01

FEDC:BA98:0876:45FA:0562:CDAF:

3DAF:BB01

1080:0000:0000:0007:0200:A00C:

3423:A089

1080:0000:0000:0007:0200:A00C:

3423:A089

(15)

Si possono omettere gli zero iniziali in ogni gruppo di cifre

Scorciatoie Scorciatoie

1080:0:0:7:200:A00C:3423 1080:0:0:7:200:A00C:3423

Si possono sostituire gruppi di zero con “::”

1080::7:200:A00C:3423 1080::7:200:A00C:3423

(16)

Î Multicast Î Multicast

Æ 1111 1111 Æ 1111 1111

Æ FFxx:...

Æ FFxx:...

Organizzazione dello spazio di indirizzamento

Î Locali Î Locali

Æ Equivalenti a indirizzi privati Æ Equivalenti a indirizzi privati

Æ 1111 1110 1 Æ 1111 1110 1

Æ FExx:...

Æ FExx:...

(17)

I rimanenti indirizzi

Global unicast

I rimanenti indirizzi

Global unicast

(18)

Organizzazione dello spazio global unicast Organizzazione dello spazio global unicast

Î Interoperabilità con IPv4 Î Interoperabilità con IPv4

Æ 0...0 (80 bit) Æ 0:0:0:0:0:...

Æ 0...0 (80 bit) Æ 0:0:0:0:0:...

Æ Usati in fase di transizione Æ Usati in fase di transizione

Î Inidirizzi IPv4-compatible Î Inidirizzi IPv4-compatible

Æ Altri 16 bit a 0 Æ 0:0:0:0:0:0:...

Æ Altri 16 bit a 0 Æ 0:0:0:0:0:0:...

(19)

Organizzazione dello spazio global unicast Organizzazione dello spazio global unicast

Î Indirizzi IPv4 mapped Î Indirizzi IPv4 mapped

Æ 16 bit a 1 Æ 0:0:0:0:0:FFFF:...

Æ 16 bit a 1 Æ 0:0:0:0:0:FFFF:...

(20)

Notazione per indirizzi compatibili

Per esempio Per esempio

0:0:0:0:0:0:A00:1 0:0:0:0:0:0:A00:1 Î Notazione compatta Î Notazione compatta

Æ ::A00:1 Æ ::A00:1

Î Notazione speciale Î Notazione speciale

Æ ::10.0.0.1 Æ ::10.0.0.1

(21)

Aggregatable global unicast Aggregatable global unicast

Î Assegnati in base alla topologia Î Assegnati in base alla topologia

Æ Gerarchia di service provider Æ Gerarchia di service provider

Æ Assicura buona aggregazione Æ Assicura buona aggregazione

Î Iniziano per 001 Î Iniziano per 001

Gli altri indirizzi sono riservati per altri tipi di assegnamento Gli altri indirizzi sono riservati

per altri tipi di assegnamento

(22)

Stesso paradigma di routing di IPv4

Subnetwork Subnetwork 22 Subnetwork

Subnetwork 11

Subnet Subnet 33

Subnet Subnet 44

Router Router

(23)

Struttura degli indirizzi Struttura degli indirizzi

prefisso

prefisso identificatoreidentificatore interfaccia interfaccia

128 - n bit 128 - n bit n bit

n bit

(24)

Stessi criteri di assegnazione degli indirizzi di IPv4

(terminologia leggermente diversa) (terminologia leggermente diversa)

Una rete fisica si chiama link Una rete fisica si chiama link

I nodi con lo stesso prefisso costituiscono una sottorete (subnetwork)

Subnetwork ≡ link Subnetwork

Subnetwork ≡≡ linklink

(25)

Stessi criteri di assegnazione degli indirizzi di IPv4

Î Stazioni on-link hanno stesso prefisso

Î Stazioni on-link hanno stesso prefisso

Æ Comunicano direttamente Æ Comunicano direttamente

Î Stazioni on-link hanno prefissi differenti

Î Stazioni on-link hanno prefissi differenti

Æ Comunicano tramite router Æ Comunicano tramite router

(26)

Prefissi Prefissi

La coppia indirizzo/netmask è sostituita dal “Prefix”

Indirizzo/N, dove N è la lunghezza in bit del prefisso

1111111011011100

00000001001000111000 1111111011011100

00000001001000111000 FEDC:0123:8700::/36

FEDC:0123:8700::/36

Non esistono le classi

(27)

identificatore identificatore

interfaccia interfaccia prefisso

prefisso 64 bit

64 bit 64 bit64 bit

00 00 11

TLA TLA

IDID NLA IDNLA ID SLA SLA IDID

Assegnazione degli indirizzi Assegnazione degli indirizzi

Indirizzo Ethernet (EUI 64) Indirizzo Ethernet (EUI 64)

3 bit 3 bit

13 bit 13

bit

Grossi Grossi ISP Grossi

ISPISP Top level authority TopTop level level authority authority

Organizzazioni Organizzazioni Organizzazioni Next level

authority Next level Next level

authority

authority Subnet level authority Subnet level Subnet level

authority authority

32 bit

32 bit 16 bit16 bit

RiRi--numerazione automaticanumerazione automatica

(28)

Ricordate l’intestazione IPv4?

Options

Options PADPAD Destination Address

Destination Address Source Address Source Address

TTLTTL ProtocolProtocol ChecksumChecksum Identifier

Identifier FlagFlag Fragment Fragment Offset Offset VERVER HLENHLEN ToSToS Total LengthTotal Length

(29)

Ecco quella IPv6 Ecco quella IPv6

Payload length Payload length VERVER PriorityPriority

Next header

Next header HopHop limitlimit Flow label

Flow label

Source Address Source Address

Destination Address Destination Address

(30)

(Reti di calcolatori e applicazioni

telematiche, lezione 24, trasparenza 48-51)

40 byte, 6 campi 40 byte, 6 campi

Struttura semplice e lunghezza fissa Struttura semplice e lunghezza fissa

Intestazione IPv6

(31)

Intestazione IPv6 Intestazione IPv6

Eliminazione di campi Eliminazione di campi

Poco utili Æ checksum

Poco utili Æ checksum ÎÎ

Non usati in ogni pacchetto Non usati in ogni pacchetto

Æ Frammentazione Æ Frammentazione

Æ Opzioni Æ Opzioni

ÎÎ

Æ Per esempio source routing

(32)

Intestazioni aggiuntive (extension header)

Î Aggiunti quando servono Î Aggiunti quando servono

Î Non elaborati inutilmente per ogni pacchetto

Î Non elaborati inutilmente per ogni pacchetto

telematiche, lezione 24, trasparenza 52)

(33)

ÎÎ IPIP

Cosa cambia nell’architettura protocollare?

Î ICMP Î ICMP

Î ARP Î ARP

Æ Integrato in ICMP Æ Integrato in ICMP

Î IGMP Î IGMP

Æ Integrato in ICMP Æ Integrato in ICMP

(34)

Cosa va aggiornato pur non cambiando

Î TCP e UDP Î TCP e UDP

Î L’interfaccia socket Î L’interfaccia socket

Î Il DNS Î Il DNS

Î RIP e OSPF Î RIP e OSPF

Î BGP e IDRP Î BGP e IDRP

In barba In barba ai modelli ai modelli

a strati a strati

(35)

Plug and Play Plug and Play

Problemi Problemi

Problemi

Soluzione: autoconfigurazione Soluzione:

Soluzione: autoconfigurazione

autoconfigurazione

Thousand computers on the dock Thousand computers on the dock

Dentist Office Dentist Office

Statefull: server DHCP Statefull: server DHCP

Stateless: senza server Stateless: senza server

(36)

Transizione da IPv4 a IPv6 Transizione da IPv4 a IPv6

Approccio dual-stack Approccio dual-stack

Æ IPv6 come nuovo protocollo, non semplicemente variante Æ IPv6 come nuovo protocollo, non semplicemente variante

ÎÎ

Æ Generare/riceve pacchetti v6 o v4 a seconda della necessità Æ Generare/riceve pacchetti v6

o v4 a seconda della necessità

Î Tunneling Î Tunneling

Î Meccanismi di traduzione Î Meccanismi di traduzione

(37)

IPv4IPv4

Reti isolate Reti isolate

IPv6IPv6

Tunnel

IPv6 in IPv4 Tunnel

IPv6 in IPv4 Stazioni

dual-stackStazioni dual-stack

(38)

Crescita delle isole IPv6 Crescita delle isole IPv6

IPv4IPv4

IPv6IPv6

IPv6IPv6 Stazioni solo IPv6Stazioni solo IPv6

Apparati dual-stack per traduzione Apparati dual-stack per traduzione

IPv6IPv6 IPv6IPv6

IPv6IPv6

(39)

Connettività nativa IPv6 Connettività nativa IPv6

IPv4IPv4

IPv6IPv6

(40)

Fino al giorno del giudizio (doomsday)

IPv4IPv4

IPv6IPv6

IPv4IPv4

IPv4IPv4 Tunnel

IPv4 in IPv6Tunnel IPv4 in IPv6

(41)

Siamo pronti?

Esistono le specifiche Esistono le specifiche

Æ Dal 1996 Æ Dal 1996

ÎÎ

Î Implementato sui router Î Implementato sui router

Æ Anche se meno stabili di IPv4 Æ Anche se meno stabili di IPv4

Æ Non tutte le funzionalità Æ Non tutte le funzionalità

Æ Prime realizzazioni hardware (Layer 3 switch)

Æ Prime realizzazioni hardware (Layer 3 switch)

(42)

Î Poche applicazioni Î Poche applicazioni

Æ Qualche malfunzionamento Æ Qualche malfunzionamento

Siamo pronti?

Î Implementato per le stazioni Î Implementato per le stazioni

Æ Windows 2000 e XP Æ Windows 2000 e XP

Æ Unix, FreeBSD, Linux Æ Unix, FreeBSD, Linux

(43)

Î Larga base di installato IPv4 Î Larga base di installato IPv4

Ma quando avverrà?

Î La necessità è stata mitigata Î La necessità è stata mitigata

Æ Assegnazione cauta Æ Assegnazione cauta

Æ Indirizzamento privato Æ Indirizzamento privato

Î Unica vera giustificazione per IPv6: spazio di indirizzamento Î Unica vera giustificazione per

IPv6: spazio di indirizzamento

Æ NAT e proxy Æ NAT e proxy

(44)

Î Soluzioni di compromesso Î Soluzioni di compromesso

E allora, non ci serve IPv6?

Î Non valide per ogni applicazione Î Non valide per ogni applicazione

Æ Interazione con meccanismi di sicurezza

Æ Interazione con meccanismi di sicurezza

Î Non valide per i server Î Non valide per i server

Æ Sono pochi Æ indirizzo pubblico Æ Sono pochi Æ indirizzo pubblico

Limiti accettabili fintanto che ...

(45)

Abbiamo moltissimi server Abbiamo moltissimi server

Stazioni che devono essere contattabili da altre

Un possibile scenario

(46)

Un possibile scenario Un possibile scenario

I server si muovono I server si muovono

Mobilità richiede maggior uso di indirizzi

Reti cellulari di terza generazione

Reti cellulari di terza

generazione

(47)

Mobile IP

Mobilità nelle reti IP

Mobile IP

Mobilità nelle reti IP

(48)

No, anche se è più facile No, anche se è più facile

Ospite temporaneo o viaggiatore Ospite temporaneo o viaggiatore

Movimento di un portatile da un ufficio ad un altro Movimento di un portatile da un ufficio ad un altro

Ci si muove solo senza fili?

(49)

Macromobilità Macromobilità

Nomadic computing Nomadic computing ÎÎ

Î Spostamenti infrequenti Î Spostamenti infrequenti

Î Non necessariamente wireless Î Non necessariamente wireless

(50)

Micromobilità Micromobilità

Î Spostamenti frequenti o continui Î Spostamenti frequenti o continui

Î Dispositivo palmare che si sposta in una rete cellulare

Î Dispositivo palmare che si sposta in una rete cellulare

Applicazioni devono poter

funzionare senza interruzioni Applicazioni devono poter

funzionare senza interruzioni ÎÎ

(51)

Spostamenti trasparenti Spostamenti trasparenti

Æ All’interno di una cella Æ All’interno di una cella

Æ Tra celle Æ Tra celle

Î Mobilità all’interno della stessa rete fisica

Î Mobilità all’interno della stessa rete fisica

Æ Tra porte di uno switch Æ Tra porte di uno switch

Î Gestito dal livello 2Gestito dal livello 2 Î

(52)

Cambiamento di rete fisica Cambiamento di rete fisica

Il prefisso di un indirizzo IP dipende dalla “posizione” della stazione

Î Se la stazione cambia LIS Î Se la stazione cambia LIS

Æ O cambia indirizzo Æ O cambia indirizzo

Æ O si usa route specifica Æ O si usa route specifica

Î Logical IP subnet (LIS) corrisponde a rete fisica Î Logical IP subnet (LIS)

corrisponde a rete fisica

(53)

Nuovo indirizzo? No grazie Nuovo indirizzo? No grazie

Connessioni esistenti si interrompono

Identificatore connessione include indirizzo IP

Meccanismi di autorizzazione rifiutano la stazione

(54)

Crescita delle tabelle di routing Crescita delle tabelle di routing

Rinuncia alla gerarchia Rinuncia alla gerarchia

Dimensione proporzionale al numero di stazioni

Route specifica? Meglio di no Route specifica? Meglio di no

Rischio di irraggingibilità se l’informazione non è

prontamente eliminata

Rischio di irraggingibilità se l’informazione non è

prontamente eliminata

(55)

RFC 3344 (2002) RFC 3344 (2002)

La soluzione: Mobile IP La soluzione: Mobile IP

Trasparenza per applicazioni e livello trasporto

Interoperabilità con stazioni

che non implementano Mobile IP Interoperabilità con stazioni

che non implementano Mobile IP Scalabilità

Scalabilità

(56)

La soluzione: Mobile IP La soluzione: Mobile IP

Sicurezza Sicurezza

Autenticazione per evitare

impersonificazione di stazione mobileAutenticazione per evitare impersonificazione di stazione mobile

Limitata mobilità Limitata mobilità

Al più uno spostamento al secondo Al più uno spostamento al secondo

(57)

Indirizzamento Indirizzamento

Î Home address Î Home address

Î La stazione mobile ha un proprio indirizzo

Î La stazione mobile ha un proprio indirizzo

Î Relativo alla propria locazione principale

Î Relativo alla propria locazione principale

HomeAddress HomeAddress HH

H1H1

Home network Home network

(58)

Indirizzamento Indirizzamento

Î Care-of address

ÎÎ Quando la stazione si muove su una Foreign network

Quando la stazione si muove su una Foreign network

Acquisisce un indirizzo locale Acquisisce un indirizzo locale ÎÎ

HH H1H1

F3F3 FF

Care-of Address Care-of Address

Foreign network Foreign network

(59)

Inoltro dei pacchetti Inoltro dei pacchetti

Home address è usato per l’invio di pacchetti

HH H1H1

F3F3

FF Z3_Z3

Da H1 a Z3 Da Da H1 H1 a a Z3Z3

(60)

Inoltro dei pacchetti Inoltro dei pacchetti

I pacchetti per la stazione mobile

sono destinati all’home address e consegnati al care-of address

I pacchetti per la stazione mobile

sono destinati all’home address e consegnati al care-of address

Da H2 Da H2

a F3a F3 Da Z3 Da Z3

a H1a H1 Dati IPDati IP

Pacchetto originale

Tunnelling

(61)

Chi è agli estremi del tunnel?

Home agent Home agent

Da Z3 a H1 DaDa Z3Z3 aa H1H1

Home agent Home agent

HH H1H1

F3F3

FF Z3_Z3

H2H2 Da Z3 a H1

DaDa Z3 Z3 aa H1H1

Da H2 a F3 DaDa H2H2 aa F3F3

(62)

Co-located care-of address Co-located care-of address

Î Maggiore utilizzo di indirizzi Î Maggiore utilizzo di indirizzi

Î Permanente o dinamico Î Permanente o dinamico

Æ Per esempio DHCP Æ Per esempio DHCP

Î Non richiede

foreign agent

Î Non richiede

foreign agent

Î Host termina tunnel Î Host termina tunnel

Æ Maggior carico elaborativo Æ Maggior carico elaborativo

(63)

Foreign agent Foreign agent

HH H1H1

F3F3

FF Z3_Z3

Da H2 a F3 DaDa H2H2 aa F3F3

H2H2 Da Z3 a H1 DaDa Z3Z3 aa H1H1

Da Z3 a H1 DaDa Z3 Z3 aa H1H1 Foreign

agent Foreign

agent Da Z3 a H1 Da Z3Da Z3 a a H1H1

(64)

Foreign agent care-of Address Foreign agent care-of Address

Î Condivisione indirizzi Î Condivisione indirizzi

Î Indirizzo del foreign agent Î Indirizzo del foreign agent

Î Meno lavoro della stazione mobile Î Meno lavoro della stazione mobile

Æ FA termina il tunnel Æ FA termina il tunnel

(65)

Registrazione Registrazione

La stazione attiva sulla foreign network deve registrarsi presso

l’home agent

La stazione attiva sulla foreign network deve registrarsi presso

l’home agent

Comunicare il care-of address Comunicare il care-of address

La registrazione può avvenire per tramite del foreign agent

(66)

Registrazione Registrazione

Messaggi di registrazione Messaggi di registrazione

Protocollo Mobile IP Protocollo Mobile IP

Funzionalità di autenticazione Funzionalità di autenticazione

Evitare che una stazione ostile si finga una stazione mobile

per avere accesso alla rete Evitare che una stazione ostile

si finga una stazione mobile per avere accesso alla rete

(67)

Annuncio degli agenti Annuncio degli agenti

Æ Estensione di ICMP router advertisement

Æ Estensione di ICMP router advertisement

Gli agenti Mobile IP si annunciano Gli agenti Mobile IP si annunciano

Æ Stazione mobile capisce dov’è Æ Stazione mobile capisce dov’è

ÎÎ

Î Una stazione mobile può sollecitare l’annuncio

Î Una stazione mobile può sollecitare l’annuncio

Æ ICMP router solicitation Æ ICMP router solicitation

(68)