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Rafael Gomes Philippi
1 Instituto Politécnico de Leiria Escola Superior de Tecnologia e Gestão Mecanismos de transição Luís Alberto Esteves Diogo Óscar Filipe Correia Brilha Leiria Setembro de 2006
2 Instituto Politécnico de Leiria Escola Superior de Tecnologia e Gestão Mecanismos de transição Relatório final da cadeira de Projecto I, do curso de Licenciatura em Engenharia Informática e Comunicações, ano lectivo 2005/2006 Realizado entre Março e Julho de 2006 Autores: Luís Alberto Esteves Diogo, nº Óscar Filipe Correia Brilha, nº 9061 Orientador: Prof. Nuno Veiga Leiria Setembro de 2006
3 Agradecimentos Ao orientador Nuno Veiga pelas sugestões que nos apresentou e pela orientação dada. Ao professor Mário Antunes pelas sugestões e ideias dadas que foram muito importantes para um aprofundamento de alguns temas abordados. Ao Ricardo Santos e Ricardo Veríssimo pela camaradagem apresentada ao longo do tempo de elaboração do projecto. Ao Vítor Santos e David Serafim pelo apoio dado e por terem elaborado um documento que nos serviu de ponto de partida para a elaboração do nosso projecto. Ao nosso colega Nuno Cardoso pela preciosa ajuda nas configurações do sistema operativo Fedora Core 5. Ás nossas famílias e namoradas pelo apoio dado. iii
4 Resumo Este projecto tem como objectivo focar os diversos mecanismos de transição existentes explicando-os detalhadamente. É um documento que não explica o funcionamento do novo protocolo IPv6, este projecto centra-se essencialmente no capítulo da transição. Não é um documento para leigos em IPv6, no entanto optámos por desenvolver uma parte inicial que explica o essencial do protocolo em si para que se possa perceber o capítulo de transição nomeadamente os tipos de endereços. Foram também abordados alguns protocolos considerados importantes. Apesar da parte dos protocolos poderem não se enquadrar no capítulo de transição optámos por focar alguns deles uma vez que eles têm agora suporte para IPv4 e IPv6 podendo funcionar com os dois protocolos. Os principais mecanismos de transição para IPv6 assentam no uso de túneis, estes são focados neste documento de maneira bastante completa, primeiro numa abordagem teórica e posteriormente numa abordagem mais prática com aspectos relacionados com a implementação de casos concretos. O relatório está dividido em duas partes, uma primeira em que se foca o aspecto teórico da transição e uma segunda parte em que se elaboraram cenários de simulação. Na transição para IPv6 não se podia deixar de falar em DNS, é também focado neste documento o estado do DNS para IPv6, o que se está a usar e o que se pensa fazer no futuro nomeadamente o uso dos novos registos A6. São também abordados aspectos relacionados com os sistemas operativos mais usados, nomeadamente o Windows XP e Linux. Aspectos relacionados com as compatibilidades dos diversos mecanismos com estes sistemas operativos e modo de implementar algumas funcionalidades que à partida podem não estar disponíveis. iv
5 Índice Agradecimentos... iii Resumo... iv Índice... v Lista de Siglas e Acrónimos... ix Lista de Figuras... xiv Lista de Tabelas... xvi Introdução... xvii 1 Porquê IPv Necessidade de um novo protocolo IP Limitações IPv IPv6 vs IPv Mobilidade Funcionamento Segurança em MIPv Estrutura dos endereços IPv Tipos de endereços Unicast Endereços Anycast Endereços Multicast Endereços Required-Node Supressão de zeros Prefixos Estrutura dos Pacotes IPv Cabeçalho IPv Campos Cabeçalhos de Estensão Cabeçalho Hop-by-Hop Options Cabeçalho Destination Options Cabeçalho de Routing Cabeçalho Fragment v
6 3.2.5 Cabeçalho Authentication Cabeçalho Encapsulating Security Payload IPv6 MTU Alguns Protocolos IPv Border Gateway Protocol (BGP) IPv6 RIP IPv6 EIGRP OSPFv2 e OSPFv Integrated Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) IS-IS para IPv ICMPv Tipos de mensagens ICMPv Cabeçalho ICMPv Mensagens de erro Mensagens de Informação Integração de DHCPv4 e DHCPv Problemas Soluções Alterações à RFC 2131 DHCPv Alterações à RFC 2132 DHCP Options and BOOTP Vendor Extensions 83 6 Pilha protocolar Dual Stack Transition Mechanism (DSTM) Suporte IPv6 nas Aplicações e Sistemas Operativos Aplicações IPv4 num nó com pilha dupla Bump in the Stack (BIS) Bump in the API (BIA) Aplicações IPv6 num nó com pilha dupla Aplicações IPv4 e IPv6 num nó com pilha dupla Aplicações IPv4 / IPv6 num nó IPv Considerações sobre a migração das aplicações para IPv Tipos de nós vi
7 9 Túneis Tipos de túneis Túneis configurados manualmente Túneis automáticos Túneis 6to Túneis 6over Intra-Site Automatic Addressing Protocol (ISATAP) GRE (Generic Routing Encapsulation) Túneis Teredo Routers a usar nas extremidades do túnel Compatibilidade com sistemas operativos Windows XP Configuração automática ISATAP to Teredo Limitações Fedora Core ISATAP to Miredo Estrutura DNS Extensões da estrutura DNS para suporte do protocolo IPv Bind Melhorias e mudanças: Resource records (Registos) AAAA Consulta AAAA Domínio IP6.INT Domínio IP6.ARPA Regras para selecção de endereços Resource records A vii
8 12 Tradução de endereços IP Stateless IP ICMP Translator (SIIT) Funcionamento Vantagens Desvantagens Network Address Translator and Protocol Translator NAT-PT Detalhes do protocolo Tradução de endereços IPv4 para endereços IPv Tradução de IPv6 para IPv Tradução de mensagens de erro ICMPv4 em mensagens ICMPv Operação NAT-PT Básica Limitações Conclusão Referências viii
9 Lista de Siglas e Acrónimos 3GPP AAAA ACK API APIPA ARP ARPANet AS AVF AVG BA BGP BIA BIS BOOTP BSD BU CIDR CLNS CN DDoS DHCP DNS DNS-ALG DNS-ALG 3rd Generation Mobile System Authentication Authorization Accounting Acknowledged Aplication Programming Interface Automatic Private IP Addressing Address Resolution Protocol The Advanced Research Projects Agency Network Autonomous System Active Virtual Forwarders Active Virtual Gateway Binding Acknowledgement Border Gateway Protocol Bump-In-the-API Bump-In-the-Stack Bootstrap Protocol Berkeley Software Distribution Binding Updates Classless Inter-Domain Routing ConnectionLess Network Service Correspondent node Distributed Denial-of-Service Dynamic Host Configuration Protocol Domain Name System Domain Name Server Aplication Layer Gateway Domain Name Service Application Level Gateway ix
10 DNSSEC DoS DSTM DUID ED EGP EIC EIGRP ESP ESTG GLBP GNU GRE HA HÁ HA HSRP IAID IANA ICMP ICMPv6 ICV ID IETF IGMP Domain Name System Security Protocol Senial of Service Dual Stack Transition Mechanism DHCP Unique Identifier Education Department Exterior Gateway Protocol Engenharia Informática e Comunicações Enhanced Interior Gateway Routing Protocol Encapsulating Security Payload Escola Superior de Tecnologia e Gestão Gateway Load Balancing Protocol Gnu s Not Unix Generic Routing encapsulation Home Agent Home Agent Home Agent Hot Standby Routing Protocol Identity Association Identifier Internet Assigned Numbers Authority Internet Control Message Protocol Internet Control Message Protocol para IPv6 Integrity Check Value Identifier Internet Engineering Task Force Internet Group Management Protocol IGMPv4 Internet Group Management Protocol version 4 x
11 IGP IKE IMS IOS IP IPL IPSec Interior Gateway Protocol Internet Key Exchange IP Multimédia Subsystem Internetwork Operating System Internet Protocol Instituto Politécnico de Leiria IP Security IPv4 Internet Protocol version 4 IPv6 Internet Protocol version 6 ISATAP IS-IS ISP L2TP LD LSA MAC Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol Intermediate System-to-Intermediate System Internet Service Provider Layer 2 Tunneling Protocol Laboratory Development Link State Advertisement Mac address MIPv4 Mobile IP version 4 MIPv6 Mobile IP version 6 MLD MN MRU MTU NAT NAT-PT ND NSFNET Multicast Listener Discovery Mobile Node Maximum Receive Unit Maximum Transmission Unit Network Address Translation Network Address Translation Port Translation Neighbor Discovery National Science Foundation Network xi
12 NTP OSI OSPF Network Time Protocol Open System Interconnection Open Shortest Path First OSPFv2 Open Shortest Path First version 2 OSPFv3 Open Shortest Path First version 3 OUI PDA PDU PPP PTR PXE QoS RFC RIB RIP RPL RR RR RSVP SCTP SIIT SPI TCP TEP TLA TLV Organizational Unit Identifier Personal Digital Assistants Protocol Data Unit Point-to-Point Protocol Pointer record Pré-Boot Execution Environment Quality of Service Request For Comment Routing Information Database Routing Information Protocol Routers Potencial List Return Routability Resource Record (DNS) Resource ReSerVation Protocol Stream Control Transmission Protocol Stateless IP/ICMP Translation algorithm Security Parameters Index Transmission Control Protocol Tunel End Point Top Level Aggregate Type-Length-Value xii
13 ToS TSIG TTL UDP UMTS USAGI VoIP VPN VRRP WAN XP Type of Service Transaction Signature Time To Live User Datagram Protocol Universal Mobile Telecommunication System UniverSAl playground for Ipv6 Voice over IP Virtual Private Network Virtual Router Redundancy Protocol Wide Area Network Experience xiii
14 Lista de Figuras Figura 1.1 Visão geral do MIPv Figura 2.1 Estrutura simples de um endereço Unicast IPv Figura 2.2 Estrutura elaborada de um endereço Unicast IPv Figura 2.3 Três primeiros octetos do identificador de interface IPv Figura 2.4 Estrutura de um endereço IPv6 Global Unicast Figura 2.5 Estrutura de um endereço IPv6 compatível com IPv Figura 2.6 Estrutura de um endereço IPv6 mapeado com IPv Figura 2.7 Estrutura de um endereço IPv6 Link-local Figura 2.8 Estrutura de um endereço IPv6 Site-local Figura 2.9 Estrutura de um endereço IPv6 Anycast Required Figura 2.10 Estrutura de um endereço IPv6 Multicast Figura 3.1 Formato de um pacote IPv Figura 3.2 Estrutura de um cabeçalho de um pacote IPv Figura 3.3 Esquema dos possíveis cabeçalhos estendidos de um pacote IPv Figura 3.4 Formato de um cabeçalho Hop-by-Hop de um pacote IPv Figura 3.5 Formato geral de uma opção IPv Figura 3.6 Valor do tipo de opção Pad1 de um pacote IPv Figura 3.7 Valor do tipo de opção PadN de um pacote IPv Figura 3.8 Formato da Opção Jumbo Payload de um pacote IPv Figura 3.9 Formato da opção Router Alert de um pacote IPv Figura 3.10 Formato do cabeçalho Destination Options de um pacote IPv Figura 3.11 Formato da opção Binding Update de um pacote IPv Figura 3.12 Formato da opção Binding Acknowledgement de um pacote IPv6. 53 Figura 3.13 Formato da opção Binding Request de um pacote IPv Figura 3.14 Formato da opção Home Address de um pacote IPv Figura 3.15 Formato do Cabeçalho de Routing de um pacote IPv Figura 3.16 Formato do cabeçalho Type 0 Routing de um pacote IPv Figura 3.17 Formato do cabeçalho Fragment de um pacote IPv Figura 3.18 Processo de fragmentação de um pacote IPv Figura 3.19 Processo de agregação dos fragmentos IPv Figura 3.20 Formato do cabeçalho Authentication Figura 3.21 Formato do cabeçalho Encapsulating Security Payload xiv
15 Figura 5.1 Formato do cabeçalho de um pacote ICMPv Figura 5.2 Formato de uma mensagem ICMPv6 Destination Unreachable Figura 5.3 Formato de uma mensagem ICMPv6 Packet Too Big Figura 5.4 Formato de uma mensagem ICMPv6 Time Exceeded Figura 5.5 Formato de uma mensagem ICMPv6 Parameter Problem Figura 5.6 Formato de uma mensagem ICMPv6 Echo Request Figura 5.7 Formato de uma mensagem ICMPv6 Echo Reply Figura 6.1 Esquema da pilha TCP/IP IPv Figura 6.2 Esquema da pilha TCP/IP IPv4 e IPv6 (pilha dupla) Figura 6.3 Esquema da pilha TCP/IP num túnel Figura 7.1 Esquema do funcionamento das aplicações IPv4 e IPv Figura 9.1 Formato de um pacote 6to Figura 9.2 Exemplo da implementação de um túnel 6to Figura 9.3 Formato dos endereços ISATAP Figura 9.4 Pacote ISATAP capturado na máquina destino Figura 9.5 Estrutura do cabeçalho do protocolo de túneis GRE Figura 9.6 Formato dos endereços Teredo Figura 9.7 Exemplo de um túnel Teredo Figura 10.1 Descrição da interface ISATAP do Windows XP Figura 10.2 Descrição da interface 6to4 do Windows XP Figura 10.3 Descrição da interface Teredo do Windows XP Figura 11.1 Formato dos registos A Figura 11.2 Exemplo de uma consulta DNS usando registos A Figura 11.3 Exemplo de como se distribuem os vários registos A6 (registo concatenado) Figura 12.1 Tradução de um pacote IPv4 para IPv Figura 12.2 Tradução de uma mensagem ICMPv4 para ICMPv Figura 12.3 Exemplo de funcionamento do mecanismo NAT xv
16 Lista de Tabelas Tabela 1.1 Comparação do Protocolo IPv6 com o protocolo IPv Tabela 3.1 Descrição de cada valor que o campo Next Header pode assumir Tabela 3.2 Acções tomadas sobre um pacote consoante os dois bits mais significativos do campo Option Type Tabela 3.3 Descrição para cada valor do campo Estado Tabela 5.1 Descrição de cada valor do campo Code de uma mensagem ICMPv6 que não chega ao seu destino Tabela Descrição de cada valor do campo Code de uma mensagem ICMPv6 com erros Tabela 9.1 Aspectos dos vários tipos de túneis existentes Tabela 9.2 Características e localização dos Relay routers Tabela 10.1 Alguns sistemas operativos que suportam túneis ISATAP Tabela 10.2 Alguns sistemas operativos que suportam túneis 6to Tabela 10.3 Alguns sistemas operativos que suportam túneis Teredo/Miredo.109 xvi
17 Introdução O protocolo Internet Protocol (IP) é o protocolo responsável pelo transporte de dados na Internet. Actualmente, existem duas variantes deste protocolo: IPv4 e IPv6. Hoje em dia, o protocolo IPv4 ainda é o protocolo de rede mais usado no mundo. Com o rápido crescimento da Internet, esta tecnologia (IPv4) tem-se esgotado e muitos esforços têm sido feitos para a sua evolução. O protocolo IPv6 é uma nova versão do protocolo IP e encontra-se em plena fase de divulgação e cabe ao mundo académico divulgar e provar as inúmeras vantagens deste protocolo em relação ao seu antecessor, o protocolo IPv4. O sucesso de uma nova tecnologia depende em grande parte da sua capacidade de adaptação à infra-estrutura já existente. Muitas tecnologias não obtiveram sucesso devido ao deficiente processo de transição. A tecnologia IPv6 foi concebida de modo a que a sua transição seja efectuada suave e eficazmente. Este factor da transição foi tido como um factor muito importante na altura da sua concepção. Durante os anos vindouros irão ocorrer duas etapas distintas, uma primeira em que existirão umas ilhas IPv6 num imenso oceano IPv4 e posteriormente o contrário, ou seja, quando todo o mundo tiver o protocolo ipv6 generalizado irão prevalecer umas ilhas IPv4 num imenso oceano IPv6. Para assegurar a transição irão ser necessários mecanismos que permitam a coexistência dos dois protocolos, mecanismos esses que irão ser aprofundados neste projecto. Para quem se questiona se o IPv6 será mesmo necessário, pensemos no rumo que as telecomunicações estão a tomar. Cada terminal, móvel ou fixo, terá um ou mais endereços IP. É impensável continuar com os endereços actuais. Porque? O protocolo ipv6 irá prevalecer com toda a certeza, o que não se sabe é durante quanto tempo irá coexistir com o seu antecessor. xvii
18 1 Porquê IPv6 O protocolo IPv6 está, de um modo geral, dividido em três características chave. A primeira é a capacidade que este protocolo tem no esquema de endereçamento IP que passa a ser composto por 128 bits. Pensado para a Internet de hoje em dia e para a Internet do futuro, esta nova versão protocolar permite assim uma enorme flexibilidade. IPv6 foi concebido para ter em conta o crescimento exponencial da comunidade cibernautica disponibilizando um enorme número de endereços IP que poderão ser utilizados para qualquer equipamento que possua uma ligação à Internet; A segunda baseia-se nas especificações do protocolo IPv6 que são mais claras e optimizadas, eliminando as características não utilizadas e obsoletas do protocolo anterior (IPv4) atingindo assim uma optimização do protocolo IP. A convergência das redes de telecomunicações futuras para a camada de rede comum, o protocolo IPv6, prevê o aparecimento de novos serviços sobre IP (VoIP) 1, streaming de vídeo em realtime 2, etc). O protocolo IPv6 suporta intrinsecamente classes de serviço diferenciadas, em função das exigências e prioridades do serviço em causa. A terceira é referente à mobilidade que está a tornar-se um factor muito importante na sociedade de hoje em dia. O protocolo IPv6 suporta a mobilidade dos utilizadores, onde estes poderão ser contactados em qualquer rede através do seu endereço IPv6 de origem. 1.1 Necessidade de um novo protocolo IP O novo protocolo IPv6 oferece um completamente novo e bem estruturado protocolo IP que implementa todas as características de segurança (IPsec), Qualidade de Serviço (QoS Diffserv 3 e Intserv 4 ), e configuração (auto-configuração). Este novo protocolo também foi desenhado tendo em conta as redes móveis que se prevêem, num futuro próximo, ser acedidas em qualquer lugar, a qualquer hora, sendo possível estar sempre on-line. IPv6 é considerado o Backbone 5 da futura sociedade da informação. Factos e razões do protocolo IPv6: Espaço de endereçamento IPv4 praticamente esgotado; Número de dispositivos móveis ou mesmo dispositivos não móveis equipados com uma placa de rede para acesso à Internet irá crescer exponencialmente num futuro próximo (a continuação do uso do actual protocolo IPv4 iria criar ilhas de redes IP com mobilidade e segurança reduzidas); 1 Voz sobre IP, telefonia IP. 2 Transmissão de vídeo em tempo real. 3 O método DiffServ opera sobre grandes volumes de dados em oposição a fluxos ou reservas individuais. Isto implica uma negociação para todos os pacotes de, por exemplo, um ISP, ou universidade. 4 Em redes de computadores, o IntServ ou serviços integrados é um modelo que visa garantir a qualidade de serviço (QoS) em redes. 5 Considerada a rede nativa. 18
19 É o protocolo mandatário para as normas 3GPP, UMTS, IMS Tem um melhor e mais eficiente suporte no que respeita a segurança, qualidade de serviço e mobilidade; Reduz as despesas em operações de redes IP pois possui características que levam a um melhor planeamento e auto-configuração; Faz com que seja possível existir uma rede IP em qualquer lado fornecendo acesso à rede a qualquer hora e em qualquer lugar; Permite a computação em qualquer lugar e com isto uma enorme potencialidade em oportunidades de negócio e mudanças nos já existentes modelos de negócios; É considerado o Backbone da futura sociedade da informação; Já está a ser usado e a ser expandido, suportando todos os tipos de dispositivos [42]. 19
20 1.2 Limitações IPv4 A versão corrente do protocolo IP (versão 4 ou IPv4) não mudou substancialmente desde a RFC 791, publicada em Esta versão provou ser robusta e facilmente implementável. Conseguiu sustentar uma rede informática (denominada ARPANet) pensada inicialmente somente para fins militares e académicos nos Estados Unidos tendo-se depois expandido globalmente para os dias de hoje ficando conhecida como a Internet [52]. No entanto o desenho inicial do protocolo IPv4 não antecipou os seguintes pontos: O crescimento exponencial da Internet levou a que os endereços IPv4 se tornassem escassos principalmente na China e na Índia. Devido a este facto, muitos utilizadores são forçados a usar um mecanismo denominado de NAT (Network Address Translation) para mapear múltiplos endereços IP privados para um único endereço IP público. O mecanismo NAT possibilita a reutilização do espaço de endereçamento IP privado, mas não suporta padrões base de segurança ao nível da camada de rede nem o correcto mapeamento de todas as camadas protocolares acima dessa camada. Este mecanismo também pode criar problemas quando duas organizações estão conectadas e utilizam um espaço de endereçamento IP privado. Para além disso, o crescimento dos dispositivos e aplicações ligados à Internet provam que o espaço de endereçamento IP público irá esgotar. A necessidade de segurança na Internet. As comunicações privadas feitas sobre a Internet requerem serviços de encriptação que protegem os dados de serem visualizados ou modificados durante o seu percurso. Para isso existe o mecanismo IPSec 6 que fornece esta segurança nos pacotes IPv4. No entanto este padrão é opcional e as soluções proprietárias prevalecem. O crescimento da Internet e a capacidade que os routers do Backbone desta têm para de manterem grandes tabelas de Routing. Devido ao modo como as redes IPv4 estão correntemente alocadas, as tabelas de Routing dos routers do Backbone da Internet contêm habitualmente mais de rotas. Necessidade de melhorar o suporte de entrega de pacotes de dados em tempo real denominado QoS (Quality of Service). Os padrões de QoS existem para IPv4, mas a sustentação do tráfego em tempo real é feito pelo campo ToS (Type of Service) que identifica o payload 7 do tráfego recebido, que é feito tipicamente utilizando uma porta TCP ou UDP. Infelizmente o campo ToS tem uma funcionalidade limitada tendo sido mais tarde redefinido e interpretado localmente. Além disso, a identificação do tráfego utilizando a porta TCP ou UDP não é possível quando este está cifrado. [45] 6 IPSecurity, protocolo de segurança para o protocolo IPv4 e agora também para IPv6. Opcional para IPv4, obrigatório para IPv6. 7 Carga do pacote. 20
21 Necessidade de configurar redes informáticas de um modo mais simples. A maior parte das configurações em IPv4 têm de ser efectuadas manualmente ou então utilizando uma gama estática de endereços IP distribuídos entre os terminais através do protocolo DHCP. Com o aumento de computadores e dispositivos que utilizam endereços IP, há a necessidade de simplificar e automatizar a configuração destes e outros esquemas de configuração que não são compatíveis numa administração de uma infra-estrutura DHCP. Falta de suporte para as aplicações emergentes. Estas novas aplicações são mais exigentes e requerem garantia de entrega de pacotes de dados em tempo real, garantia de disponibilidade de largura de banda e garantia de largura de banda segura.[45] 1.3 IPv6 vs IPv4 A Internet vai precisar de uma nova versão do protocolo IP. Dois factores vão orientar esta necessidade: encaminhamento e endereçamento. Actualmente, o encaminhamento na Internet baseado em endereços de 32-bit (IPv4) está saturado 8. O IPv4 não dispõe de qualquer flexibilidade para a construção de uma hierarquia eficiente que possa ser agregada. Os esforços para gerir o encaminhamento continuam a aumentar. O desafio do novo protocolo IPv6 é que a transição seja concluída antes que o endereçamento e encaminhamento via IPv4 se torne impossível. Existem duas exigências importantes em relação à transição, que são: flexibilidade de desenvolvimento e a possibilidade de máquinas com IPv4 comunicarem com máquinas IPv6. Na tabela seguinte estão representadas as principais características e diferenças de ambos os protocolos IP. IPv4 Vs IPv6 Endereços IP de origem e de destino têm 32 bits (4 bytes) de tamanho. Suporte IPSec é opcional. Não identifica os pacotes pertencentes a um fluxo de QoS pois o tratamento dos pacotes IP efectuado pelos routers é feito sem o cabeçalho IP. A Fragmentação de pacotes IP é efectuada quer pela máquina de origem, quer pelos routers, atrasando a performance dos routers. Endereços IP de origem e de destino têm 128 bits (16 bytes) de tamanho. Suporte IPSec é obrigatório. É possível a identificação dos fluxos de pacotes QoS por parte dos routers pois os pacotes IPv6 utilizam um campo destinado para o efeito denominado Flow Label. A Fragmentação é efectuada somente pela máquina de origem. 8 Não existem mais endereços disponíveis para atribuir. 21
22 Não tem restrições quanto ao tamanho dos pacotes na camada de rede e tem de ser capaz de unir novamente os pacotes de 576 bytes. O cabeçalho inclui o checksum. O cabeçalho inclui o campo opções. O mecanismo ARP usa frames Broadcast ARP requests para resolver endereços IPv4 para endereços da camada de ligação. É usado o protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol) para lidar com membros de uma rede local. É utilizado o protocolo ICMP Router Discovery para determinar os endereços IPv4 para a melhor porta padrão de saída e é opcional. São usados endereços de Broadcast para enviar tráfego para todos os nós de uma subrede. Tem de ser configurado manualmente ou através do protocolo DHCP. Utiliza uma base de dados de endereços IP de máquinas (A) no DNS (Domain Name System) para mapear nomes de máquinas para endereços IPv4. Utiliza um ponteiro (PTR) para os registos do domínio DNS IN-ADDR.ARPA para mapear endereços IPv4 para os respectivos nomes de máquinas. A camada de rede tem de suportar pacotes de 1280 bytes e de unir novamente os pacotes de 1500 bytes. O cabeçalho não inclui o checksum. Toda a informação opcional está incluída no cabeçalho de estenção. As frames ARP requests são substituídas por mensagens Multicast Neighbor Solicitation. IGMP é substituído por mensagens MLD (Multicast Listener Discovery). O ICMP Router Discovery é substituído por mensagens ICMPv6 Router Solicitation e Router Advertisement e é obrigatório. Não existem endereços IPv6 de Broadcast. Em vez de ser utilizado um endereço Link-local necessitando verificar todos os nós da rede, é utilizado um endereço Multicast. Não requer qualquer configuração manual nem precisa de recorrer ao protocolo DHCP para atribuição de endereços IP. Utiliza registos AAAA no DNS para mapear nomes de máquinas para endereços IPv6. Utiliza um ponteiro (PTR) para os registos do domínio DNS IP6.INT para mapear endereços IPv6 para os respectivos nomes de máquinas. [52] Tabela 1.1 Comparação do Protocolo IPv6 com o protocolo IPv Mobilidade 22
23 A mobilidade IPv6 permite que um nó IPv6 seja móvel e que ainda assim consiga manter conectividade, ou seja, um terminal móvel pode alterar a sua localização arbitrariamente numa rede IPv6 sem perder conectividade à rede. Quando um nó IPv6 muda de localização, este poderá mudar a sua ligação. Quando isso acontece, o seu endereço IPv6 tem de ser alterado para que mantenha conectividade. Existem mecanismos que permitem solucionar este tipo de situação, tais como endereços stateful 9 e stateless 10 autoconfigurados para IPv6, existindo assim a possibilidade de serem alterados automaticamente. No entanto, estes mecanismos infelizmente terminam todas as ligações existentes do terminal móvel que estão a utilizar o endereço IP autoconfigurado na ligação antiga. A chave da mobilidade IPv6 é, mesmo quando o nó móvel altera a sua posição e consequentemente o seu endereço IP, as ligações já existentes sejam mantidas. A manutenção da ligação de terminais móveis não é feita modificando protocolos orientados à ligação (ex: TCP), mas sim conseguir lidar com a mudança de endereço IP da Internet. A camada de Transporte é completamente alheia de que o endereço IP foi alterado. A ligação é estabelecida com um endereço IP específico atribuído ao terminal móvel e mantém-se estabelecida independentemente do número de vezes que o terminal móvel mude a sua localização e o seu endereço IP.[52] Funcionamento Mobile Node (MN) nó que pode mudar o seu ponto de conectividade de uma ligação para outra continuando a estar acessível através do seu Home Address 11. Correspondent Node (CN) nó com o qual um nó móvel está a comunicar. Este nó pode ser móvel ou estático. De destacar que este nó não requer necessariamente suporte MIPv6. Home Agent (HA) router da ligação de origem de um nó móvel que tem um endereço temporário registado (care-of-address). Enquanto o nó móvel está longe ligação de origem, o Home Agent intercepta os pacotes na ligação de origem destinados ao nó móvel em questão, encapsula-os e encaminha-os para o care-of-address registado.[3] O endereço original (Home Address) é constituído por um prefixo válido no link da sua rede original (Home network). É através deste endereço que um nó correspondente (CN) irá comunicar com o nó móvel (MN), independentemente de onde este estiver. Quando o nó móvel muda de rede, ele mantém o Home Address e recebe outro endereço, o careof address, constituído por um prefixo válido numa rede estrangeira. Este endereço é conseguido de forma stateless ou stateful. Desta forma, o nó móvel terá um Home Address e um ou mais care-of address quando se move entre redes distintas. Para que seja possível saber onde se encontra o nó móvel, deve ser realizada uma associação entre Home Address e care-of address (binding). Esta associação do care-of address é feita pelo nó móvel, no Home Agent (HA). É realizada através de um binding 9 Sem estado. 10 Com estado. 11 Endereço original 23