IPv6 protocol presentation

1. Il Protocollo IPv6
- IP Next Generation IPng o IPv6
- Nuova Versione di IP che succede a IPv4
“Internet sta diventando vittima del suo successo”
La crescita esponenziale di internet sta esaurendo lo spazio indirizzi
(2^32 con IPv4 - 2^128 con IPv6)

2. Problemi pratici
Esaurimento indirizzi da tema di studio a problema pratico
Stabilità rete nel passaggio a IPv6 ( un cambiamento introduce disservizi)
Costi di transizione (formazione personale, aggiornamento infrastruttura…)
Processo lungo
Progressivo adeguamento infrastruttura con attenzione ai costi

3. Caratteristiche IPv6
Spazio di indirizzamento e tipologie di indirizzi IPv6
Formato dell’header IPv6 e sue estensioni
Sistemi di autoconfigurazione

4. Spazio di indirizzamento e tipologie di indirizzi IPv6
Nuovo formato indirizzi a 128 bit
Indirizzo rappresentato da 16 campi ognuno dei quali rappresenta un numero decimale
da 0 a 255 o da otto campi di quattro cifre esadecimali separati da “:”
Notazione dotted decimal 128.91.45.157.220.40.0.0.0.0.252.87.212.200.31.255
Notazione colo Hexadecimal 805B:2D9D:DC28:0000:0000:FC57:D4C8:1FFF
Tecnica zero compression 805B:2D9D:DC28::FC57:D4C8:1FFF
Notazione mista 805B:2D9D:DC28::FC57:212.200.31.255
Con identificativo rete 805B:2D9D:DC28::FC57:D4C8:1FFF/48

5. Allocazione Spazio indirizzi IPv6
Assegnamento degli indirizzi
e routing.
Spazio degli indirizzi
strutturato in modo da
rendere l’ allocazione
degli indirizzi il più semplice
possibile.
Allocazione basata su
particolari sequenze di bit
più significativi (da tre a
dieci) dell’ indirizzo, così da
permettere ad alcune
categorie di avere più
indirizzi degli altri.

6. Indirizzi IPv6 Global Unicast
Sono i più utilizzati per il traffico Internet in IPv6
Indirizzi IPv6 (001) dedicato all’indirizzamento unicast
CAMPO LUNGHEZZA (bit) DESCRIZIONE
Prefisso n ID della rete o prefisso usato per routing
Subnet ID m Numero che identifica una sottorete
Interface ID 128-n-m ID particolare interfaccia
In teoria possono essere usati due valori m ed n qualsiasi ma in genere di
assegnano 48 bit al prefisso e 16 bit al Subnet ID. Gli altri 64 bit sono disponibili
per gli interface ID

7. Indirizzi IPv6 Global Unicast
I 16 bit dell’ identificatore di sottorete permettono una certa flessibilità nella
creazione di sottoreti. Per esempio:
Una piccola organizzazione può semplicemente lasciare tutti i bit dell’ identificatore di
sottorete a zero per avere una struttura interna piatta;
Un’organizzazione di media grandezza potrebbe utilizzare tutti i bit dell’identificatore
e implementare una sorta di subnetting come in IPv4, assegnando un diverso
identificatore a ogni sottorete. Con 16 bit, si possono identificare 65536 sottoreti
diverse!
Una grande organizzazione può usare ogni bit e creare una gerarchia multilivello di
sottoreti, proprio come per il VLSM in IPv4.

8. Indirizzi IPv6 Global Unicast
Il prefisso è diviso gerarchicamente in modo simile. Ci sono 45 bit disponibili (48 meno
i primi tre fissi a 001), sufficienti a creare una topologia gerarchica.

9. Indirizzi IPv6 Speciali
Ci sono quattro tipi di indirizzi speciali:
Riservati: una parte dello spazio di indirizzi è riservato per vari usi di IETF. Il blocco di
indirizzi riservati si trova in cima allo spazio di indirizzi e comincia con 0000 0000. Esso
rappresenta 1/256 dello spazio totale;
Privati: gli indirizzi privati sono validi esclusivamente su uno specifico link fisico o
all’interno dell’organizzazione locale. Hanno i primi nove bit a 1111 1110 1
Loopback: è un indirizzo associato al dispositivo di rete che ripete come eco tutti i
pacchetti che gli sono indirizzati. L’indirizzo di loopback è 0:0:0:0:0:0:0:1, espresso
usando la tecnica zero compression come ::1;
Non specificato: l’indirizzo composto da tutti zeri (::) viene utilizzato per indicare
qualsiasi indirizzo e viene utilizzato esclusivamente a livello software. Di solito viene
utilizzato nel campo sorgente di un datagramma da un dispositivo che richiede un
indirizzo IP per la configurazione.

10. Il Pacchetto IPv6
Il pacchetto IPv6 si compone di due parti principali: l'header e il payload.
L'header è costituito dai primi 40 byte del pacchetto e contiene 8 campi:

11. IPv6 – Autoconfigurazione
Permette ai dispositivi presenti su una rete IPv6 configurarsi indipendentemente.
In IPv4 gli host erano generalmente configurati manualmente. Solo più tardi, i protocolli di
configurazione come il DHCP permisero ai server di allocare indirizzi IP agli host che
venivano ad unirsi alla rete.
IPv6 definisce un metodo con il quale i dispositivi possano automaticamente configurare i
loro indirizzi IP e altri parametri senza bisogno di un server.
Inoltre definisce un metodo con il quale gli indirizzi IP su una rete possono essere
rinumerati (cambiati in massa).
RFC 2462, “IPv5 Stateless Address Autoconfiguration” .
Stateless perchè l’host inizialmente non ha nessuna informazione e non ha bisogno di un
server DHCP.

12. IPv6 – Nuovo header
L’header IPv6 dispone di un nuovo formato creato per ridurre al minimo il sovraccarico.

13. IPv6 – Nuovo header
Le intestazioni IPv4 e IPv6 non sono interoperabili.
Il protocollo IPv6 non è compatibile con il protocollo IPv4.
Per riconoscere ed elaborare le intestazioni in entrambi i formati, un host o un router deve
utilizzare sia un'implementazione di IPv4 sia un'implementazione di IPv6.
Sebbene gli indirizzi IPv6 siano quattro volte più grandi degli indirizzi IPv4, la nuova
intestazione IPv6 è soltanto due volte più grande dell'intestazione IPv4.
IPv6 ha un maggiore spazio degli indirizzi rispetto a IPv4: gli indirizzi in IPv6 sono di 128
bit, contro i 32 bit degli indirizzi IPv4. Supporta un totale di 2^128 (circa 3.4x10^38)
indirizzi, vale a dire 655.570.793.348.866.943.898.599 indirizzi IP
Le differenze fondamentali si limitano al formato del header dei pacchetti, alla struttura
degli indirizzi ed ai meccanismi per assegnare ed utilizzare gli indirizzi all’interno della
rete. Queste differenze sono sufficienti a fare di IPv6 un protocollo simile ma
incompatibile con IPv4 e quindi a determinare i conseguenti problemi di migrazione.

14. Transazione ad IPv6
Problema: IPv6 e IPv4 sono di per sé protocolli incompatibili.
IPv6 deve garantire la compatibilità con i dispositivi IPv4 esistenti e fornire strumenti che
facilitino il processo di transizione.
Ripetute analisi sulle modalità di introduzione di IPv6 in una rete IPv4, con l’obiettivo di
preservare il più possibile gli investimenti, ridurre i disservizi e procedere in modo
graduale all’abilitazione del nuovo protocollo.
Possiamo pensare ad un processo in tre fasi:
Fase iniziale: la rete IPv6 si appoggia all’infrastruttura IPv4 e 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 e i nodi IPv4 devono poter
utilizzare i servizi IPv6.

15. Transazione ad IPv6 – Migrazione degli Host
Approccio dual-stack, basato sulla
capacità di un router di instradare
pacchetti appartenenti a protocolli
differenti.
Un Nodo implementa entrambi i
protocolli e di conseguenza abbia,
anche sulla stessa interfaccia, sia un
indirizzo IPv4 che un indirizzo IPv6. In
questo caso le applicazioni IPv4-only
utilizzano sempre IPv4. Per quanto
riguarda, invece, le applicazioni che
supportano IPv6, il DNS risolve sia
indirizzi IPv4 sia indirizzi IPv6; quindi,
se la destinazione ha un indirizzo IPv6
si utilizzerà IPv6, altrimenti se la
destinazione ha soltanto un indirizzo
IPv4, si utilizzerà IPv4.

16. Transazione ad IPv6 – Migrazione degli Host
Vantaggi
molto semplice
non richiede alcun supporto particolare.
Svantaggi
non ridurre il fabbisogno di indirizzi IPv4
gestione di una doppia infrastruttura di rete.
meccanismo di compatibilità, più che di transizione.

17. Transazione ad IPv6 – Migrazione a livello rete
Tunnel di collegamento
Permette di utilizzare IPv6 senza disporre di una infrastruttura di rete IPv6 nativa:
i pacchetti IPv6 vengono incapsulati in pacchetti IPv4 con la semplice aggiunta di un
header IPv4.

18. Transazione ad IPv6 – Rete eterogenea
Inizialmente possibilità di avere il 100% dell‟utenza Internet connessa in IPv6 prima di
giungere ad un esaurimento degli indirizzi IPv4;
Situazione ottimale che sembra non si possa più verificare neanche con
un’accelerazione improvvisa dell’introduzione di IPv6 .
È quindi molto probabile che l’esaurimento degli indirizzi IPv4 si verifichi prima che IPv6
abbia raggiunto una penetrazione significativa.
Da quel momento in poi a nuovi utenti potranno essere assegnati solo indirizzi pubblici
IPv6. Internet sarà di fatto partizionata in tre categorie di utenza, IPv4 only, IPv4/IPv6 ed
IPv6 only.
Emerge chiaramente la considerazione che se da un lato la possibilità di gestire la
coesistenza di reti eterogenee rappresenta un indubbio vantaggio la promessa che IPv6
fa di una rete più semplice e meno costosa sarà effettivamente realizzabile solo con la
prospettiva di lungo termine di una sostituzione completa di IPv4 in Internet