IPNG

IPNG

Internet Protocol Next Generation

Introdução

O IPNG, ou Ipv6, é o sucessor do atual protocolo IP, o IPv4. Os números, 6 e 4 são as respectivas versões desses protocolos. O Ipv6 é a evolução do Ipv4, ele deve ser instalado nas máquinas conectadas à Internet para implementar novos recursos. Deve suportar igualmente bem redes de alta e de baixa velocidade. Essa nova versão também deve suportar um número muito grande de endereços, pois o imenso crescimento da Internet nos últimos anos foi um dos principais motivos para o seu projeto. Além de comportar um tamanho considerável de redes interligadas ele também deve possibilitar a fácil transferencia dos sistemas com a versão atual. Nada adianta um excelente protocolo para o qual não se possa migrar.

O crescimento da Internet nos últimos anos têm sido em escala geométrica, e somente no mercado de computadores. No futuro, além do mercado de computadores que continuará crescendo, entrarão em cena uma série de outros aparatos que serão conectados na rede. Um bom exemplo são as televisões, pois vários canais de TV já cogitam transmissões para aparelhos televisores através da rede. Alem disso, outros eletrodomésticos deverão ser conectados também para fins de controle. Até mesmo sistemas elétricos de casas poderão se tornar hosts da Internet. Esse crescimento vai tornar o Ipv6 necessário sem dúvidas, em um intervalo não muito longo. A questão torna-se então: precisamos estar preparados para Ter o novo protocolo implantado, ao menos parcialmente, antes do IPv4 estourar.

Já que certamente teremos que mudar de protocolo, isso deve ser feito da maneira mais prática possível, ou seja, o novo protocolo deve conviver sem problemas com o antigo para que a transição possa ser feita sem problemas. Aliás, muitas tentativas de mudança de protocolo para Internet foram fracassadas devido a falta de compatibilidade com o sistema existente atualmente no mercado. E além do mais, uma rede tão grande não poderia ter um protocolo implantado "a força", a mudança será obrigatoriamente gradual. Tomemos como exemplo os fabricantes de software, a Microsoft, ou a Apple, nunca fariam um sistema operacional de uma nova versão incompatível com os aplicativos da versão anterior.

Características

As principais evoluções do IPv6 em relação ao IPv4 serão as seguintes:

Capacidades de roteamento e endereçamento ampliadas.

IPng aumentará o endereço IP de 32 bits para 128 bits, para suportar mais níveis de hierarquia de endereçamento e um número muito maior de nós endereçáveis, e maior facilidade na auto-configuração de endereços.

Um novo tipo de endereço chamado anycast é definido para identificar conjuntos de nós para onde um pacote endereçado com anycast pode ser entregue a qualquer um deles.
Simplificação do cabeçalho

Alguns campos do cabeçalho do IPv4 foram removidos ou transformados em opcionais, para reduzir o tempo de processamento dos cabeçalhos e manter a largura de banda necessária o menor possível, além de aumentar o o tamanho dos endereços. Embora o tamanho dos endereços sejam quatro vezes maior, o tamanho do cabeçalho do IPv6 é somente duas vezes o do IPv4.

Maior suporte para opções

Mudanças na maneira de como as opções são codificadas no cabeçalho IP permitem maior eficiência, tamanho e flexibilidade para novas opções no futuro.

Capacidade de qualidade de serviço

Uma nova capacidade foi adicionada para permitir a classificação de pacotes onde o usuário especifica a necessidade de uma determinada qualidade de serviço fora do padrão.

Capacidades de autenticação e privacidade

O IPng inclui definições de extensões que fornecem suporte para autenticação, integridade de dados, e confidencialidade.

O Formato do cabeçalho do IPv6

Versão	Prior	Tipo de serviço
Tamanho da área de dados			Próximo cabeçalho	Limite de saltos
Endereço origem
Endereço destino

Versão 4-bit Número da versão do protocolo
Prior 4-bit Valor da prioridade do pacote
Tipo de serviço 24-bit Implementa a qualidade de serviço
Tamanho da área de dados 16-bit Tamanho do pacote após o cabeçalho em octetos
Próximo cabeçalho 8-bit Tipo de protocolo do próximo cabeçalho
Limite de saltos 8-bit Decremento de 1 por hop, pacote descartado se alcançar 0
Endereço origem 128 bits O endereço do remetente inicial do pacote
Destination Address 128 bits O endereço do destinatário pretendido

Extensões do Ipng

As opções do IPng são colocadas em cabeçalhos de extensões separados, que ficam entre o cabeçalho IPng e o cabeçalho da camada de transporte do pacote. A maioria dos cabeçalhos de extensão do IPng não são examinados por roteadores até que pacote chegue ao destino final, o que aumenta a performance do roteamento. Outra vantagem em relação às opções do IPv4 é que os tamanhos daos cabeçalhos de extensão são arbitrários e o total de opções carregadas no pacote pode ultrapassar os 40 bytes.

Os cabeçalhos de extensão do IPng atualmente definidos são os seguintes:

Roteamento

Roteamento extendido

Fragmentação

Fragmentação e remontagem

Autenticação

Segurança de autenticação e integridade

Encapsulamento

Confidencialidade

Opção Hop-by-Hop

Opções especiais que requerem processamento a cada salto

Opções de destinatário

Informações opcionais a serem examinadas pelo destinatário final

Endereçamento IPng

Os endereços do IPv6 são compostos por 128 bits. Existem três tipos de endereço:

Unicast usado para endereçar uma única interface.

Anycast para endereçar um grupo de interfaces, o pacote será entregue a qualquer uma delas.

Multicast. para endereçar um grupo de interfaces, o pacote será entregue a todas elas.

A capacidade de endereçamento é de 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços. Devido a grande quantidade de endereços é necessário um bom esquema de hierarquia para otimizar o processo de roteamento.

O tipo de endereço IPng é definido pelos primeiros bits no endereço. O tamanho variável do campo que engloba esses primeiros bits é chamado Format Prefix (FP). A alocação inicial desses prefixos é aseguinte:

Allocation			Prefix(binary)	Fraction of Address Space

Reservado			0000 0000	1/256
Não utilizado			0000 0001	1/256

Reservado para alocação NSAP	0000 001	1/128
Reserved for alocação IPX	0000 010	1/128

Não utilizado			0000 011	1/128
Não utilizado			0000 1		1/32
Não utilizado			0001		1/16
Não utilizado			001		1/8

Endereços unicast de provedores	010		1/8

Não utilizado			011		1/8

Reservado para
Endereços unicast de 
Interconexões neutras		100		1/8

Não utilizado			101		1/8
Não utilizado			110		1/8
Não utilizado			1110		1/16
Não utilizado			1111 0		1/32
Não utilizado			1111 10		1/64
Não utilizado			1111 110	1/128
Não utilizado			1111 1110 0 	1/512

Endereços de Link Local		1111 1110 10 	1/1024

Endereços de Site Local		1111 1110 11 	1/1024

Endereços Multicast		1111 1111	1/256

Aproximadamente 15% dos endereços serão alocados, os outros 85% porcento serão reservados para uso futuro.

Endereços IPv4 dentro de IPv6

Os mecanismos de transição do IPv6 inclui um técnica para compatibilizar endereços IPv4. Os nós IPv6 que utilizam essa técnica têm endereços especiais de unicast que carregam o endereço de 32 bits do IPv4 nos últimos bits do endereço. Eles ficam com o seguinte formato:

80 bits	16 bits	32 bits
0000..............0000	0000	IPV4 ADDRESS

Um segundo tipo de endereço IPv6 imbuído de um endereço IPv4 também foi definido para representar nós que só trabalham com IPv4, que não suportam IPv6. Esse tipo de endereço tem o seguinte formato:

80 bits	16 bits	32 bits
0000..............0000	FFFF	IPV4 ADDRESS

Roteamento IPng

O roteamento em IPng é quase idêntico ao mesmo em IPv4, exceto pelo fato dos endereços de 128 bits. Todos os algorítimos podem ser usados com IPng (OSPF, RIP, IDRP, ISIS, etc.). O IPng Também inclui simples extensões de roteamento que suportam poderosas novas funcionalidades de roteamento. Essas capacidades incluem:

Seleção de provedor (baseado em performance, custo, etc.)
Mobilidade do Host(rota para o local corrente)
Auto-Reendereçamento(rota para o novo endereço)

Qualidade de Serviço em IPng

O tipo de serviço (Flow Label) e o campo de prioridade no cabeçalho do IPng são usados pelo host para identificar quais pacotes devem ser manipulados de forma especial pelos roteadores. Isso se torna muito importante para aplicações que requerem um tempo de resposta superior, como transmissão de áudio e/ou vídeo.

Segurança IPng

A Internet atualmente tem um grande número de problemas de segurança e falte de rpivacidade e autenticação abaixo da camada de aplicação. O IPng tenta remediar essa situação com duas opções integradas que disponibilizam serviços de segurança. Essas opções podem ser usadas juntas ou separadamente. Um desses mecanismos é o cabeçalho de autenticação, é um cabeçalho de extensão que prove autenticação e integridade para datagramas Ipng. A outra opção é o cabeçalho de encapsulamento de segurança. Esse cabeçalho provê integridade e confidencialidade.

Mecanismos de transição do IPng

O principal objetivo da transição do IPv4 para IPv6 é permitir que hosts de ambos protocolos convivam sem problemas. O segundo objetivo é permitir que os hosts IPv6 sejam implantados sem interdependecias. E o terceiro objetivo é facilitar ao máximo a transição para o usuário final, administradores de sistemas e operadores de redes.

Os mecanismos de transição do IPng implementam uma série de funções incluindo:

Upgrade gradual, roteadores e hosts podem Ter o upgrade feito sem a necessidade de que uma série de outros equipamentos sejam atualizados simultaneamente.
Número muito pequeno de dependecias para o upgrade, o único requesito para a atualização é que primeiro seja atualizado o servidor de DNS para lidar com os novos endereços.
Fácil endereçamento, no momento do upgrade, as máquinas poderão continur usando o atual endereço de 32 bits sem a necessidade de uma mudança imediata.
Baixo custo para o upgrade.
Uma estrutura de endereçamento que encapsula o endereço de 32 bits do IPv4 e utiliza os outros bits para armazenas informações da transição
Um modelo de implantação onde inicialmente todos os roteadores que suportam IPv6 também suportarão o seu antecessor.