6 – Transição IPv4 / IPv6

ipv6
      
        A palavra chave na transição entre as duas versões do protocolo IP é interoperação. As duas versões devem poder permanecer na rede simultaneamente, comunicando-se e endereçando. A segunda palavra chave é facilidade. Deve ser fácil poder fazer um upgrade nos softwares da versão 4 para a 6, tanto para administradores de rede, técnicos, como para o utilizador final.
    Os objectivos da transição são:

  • routers e máquinas devem ter seus programas de rede trocados sem que todos os outros no mundo tenham que trocar ao mesmo tempo
  • pré-requisitos mínimos. O único pré-requisito é que os servidores de DNS devem ter a sua versão trocada antes. Para os routers não existem pré-requisitos
  • quando as máquinas sofrerem o upgrade devem poder manter seus endereços IPv4, sem a necessidade de muitos planos de um re-endereçamento, usando inicialmente um dos prefixos vistos anteriormente
  • custos baixos
  • nós IPv6 devem poder se comunicar com outros nós IPv6, mesmo que a infra-estrutura entre eles seja IPv4.

Concebido há aproximadamente duas décadas, o protocolo IP apresenta restrições face às necessidades das aplicações de rede actuais.

Como resposta ao crescimento exponencial das aplicações de rede e da Internet, foi desenvolvido o projecto IP the Next Generation, também designado por IPv6 – IP versão 6, sendo a versão 4 a actual e estando a versão 5 atribuída ao protocolo ST-II.
A nova versão introduz melhoramentos significativos entre outros aspectos a nível de endereçamento, encaminhamento e segurança e apresenta os seguintes objectivos:
 

·   solucionar problemas de endereçamento do IPv4 (reserva e utilização de espaço, divisão de redes, eliminação de parâmetros não utilizados);

·   evitar saturação das tabelas de encaminhamento na Internet;

·   introduzir mecanismos de transição para uma passagem transparente e gradual do protocolo IPv4 para IPv6;

·   introduzir mecanismos de segurança na camada de rede;

·   providenciar suporte para aplicações multimédia e em tempo-real.


O protocolo IPv6 não é um “upgrade” do IPv4, é um protocolo totalmente novo. O seu endereçamento é diferente, os seus cabeçalhhos são especializados e flexíveis, permite o controlo de fluxo, segurança, auto-configuração e outros aspectos novos.
A estratégia de integração de um novo protocolo na Internet tem de apresentar grande flexibilidade de modo a permitir uma transição gradual.
A interoperabilidade entre as duas versões do protocolo IP é essencial, dada a quantidade de infraestruturas IPv4 actualmente em funcionamento.
O SIT [RFC1933] – Simple Internet Transition Mechanisms – é um conjunto de mecanismos criados para permitir a transição IPv4-IPv6. Este projecto foi pensado de modo a facilitar aos utilizadores, administradores de sistemas e operadores a instalação e integração do IPv6. Os seus objectivos são:
 

·   permitir a actualização progressiva e individual de hosts e routers;

·   evitar as dependências de actualização;

·   completar a transição antes do esgotamento do espaço de endereçamento IPv4.


Os mecanismos introduzidos pelo SIT asseguram que hosts IPv6 possam interoperar com hosts IPv4 até ao momento em que os endereços IPv4 se esgotem. Com a utilização do SIT há a garantia de que a nova versão do protocolo IP não vai tornar obsoleta a versão actual, protegendo assim o enorme investimento já realizado no IPv4. Os hosts que necessitam apenas de uma ligação limitada (por exemplo, impressoras) não precisarão nunca de ser actualizados para IPv6.
As técnicas introduzidas pelo SIT são:
 
 ·   endereços IPv6 compatíveis com IPv4: endereço IPv4 incluído em endereço IPv6, com a notação ::ddd.ddd.ddd.ddd, a usar na configuração de túneis IPv6 em IPv4;

·   túneis IPv6 em IPv4: criação de túneis para transporte de pacotes IPv6 através de topologias IPv4;

·   encapsulamento de cabeçalhos IPv6 em IPv4: junção de cabeçalho IPv4 a datagrama IPv6 para transmissão de pacotes IPv6 através de topologias IPv4;

·   camada IP dupla: implementação que suporta ambas as versões do protocolo IP, para hosts e routers.

Endereçamento
Os túneis IPv6 em IPv4 usam um tipo especial de endereço para identificar os seus extremos, denominado endereço IPv6 compatível com IPv4, que é identificado por um prefixo de 96 bits a zero, transportando um endereço IPv4 nos 32 bits menos significativos:
 
Qualquer endereço que começe com 80 bits zero (0) seguidos de 16 bits um (1) ou 16 bits zero (0) contém um endereço de IPv4 nos 32 bits à direita.

Camada dupla
Para permitir a comunicação entre nós apenas IPv6 e nós apenas IPv4, criou-se uma camada dupla, que implementa as duas versões do protocolo IP. Nós que implementam esta camada têm a designação de nós IPv6/IPv4 e conseguem comunicar com as duas versões do IP.
Para permitir a utilização de aplicações sobre o protocolo IPv6, foram efectuadas algumas alterações a estruturas:
 

·   funções getaddrname e getaddrinfo: estas funções foram alteradas de modo a permitirem efectuar mapeamentos de endereços de 128 bits em nomes e vice-versa.

·   inet_ntop e inet_pton: funções novas que foram criadas.

·   sockaddr6_in: estrutura que mantém informação sobre o IPv6 e o número da porta de protocolo.

·   sockaddr_in: estrutura que mantém informação sobre o IPv4 e o número da porta de protocolo.


O DNSDomain Name Service – é usado em ambas as versões do protocolo IP, para mapear nomes de máquinas em endereços. Uma nova ficha denominada “AAAA” foi definida para o IPv6. Uma vez que nodos IPv6/IPv4 têm de interoperar directamente com nodos IPv4 e IPv6, estes devem fornecer ficheiros de resolução de nomes capazes de tratar fichas do tipo “A” e do tipo “AAAA”.
É possível usar tabelas de hosts em conjunto com o DNS, ou em substituição deste. O uso destas tabelas de hosts é particularmente vantajoso para fases iniciais de transição, antes das infraestruturas do DNS serem actualizadas de modo a compreenderem campos “AAAA”. Porém, as tabelas de hosts crescem proporcionalmente ao número de hosts de um local, deixando de ser viável a sua utilização em redes muito grandes.
Túneis
Na medida em que o desenvolvimento e instalação das infraestruturas de routing IPv6 não será imediato, pode-se encaminhar tráfego IPv6 através de infraestruturas IPv4 utilizando túneis IPv6 em IPv4. Um router ou host que implemente a pilha dupla TCP/IP situado no extremo de uma topologia IPv6 tem apenas a função de encapsular datagramas IPv6 em IPv4 – adicionar um cabeçalho especial IPv4 a um datagrama IPv6 -, enviando-o de seguida através de infraestruturas IPv4, como se fossem dados IPv4 normais. Os routers IPv4 efectuam o reencaminhamento destes dados sem envolvimento do protocolo IPv6. Na outra extremidade do túnel encontra-se outro router ou host que tem a função de desencapsular o pacote IPv6 – retirar-lhe o cabeçalho IPv4 – e encaminhar o pacote para o seu destino, usando as funções do protocolo IPv6.
A figura 2 mostra uma das situações possíveis:
  

 

tuneis

 

 

Figura 2 – Transmissão de pacotes através de túnel IPv6 em IPv4.
 
 Existem dois tipos de túneis IPv6 em IPv4 – configurado e automático -, que diferem principalmente no modo como é determinado o endereço do final do túnel. A maior parte dos mecanismos de base é comum aos dois tipos:

 

 
·   o nó entrada do túnel faz o encapsulamento do pacote IPv6 num cabeçalho IPv4;

·   o nó saída do túnel recebe o pacote encapsulado, retira o cabeçalho IPv4, actualiza o cabeçalho IPv6 e processa o pacote IPv6 resultante;

·   os nós que fazem encapsulamento podem necessitar de manter informação respeitante a cada túnel, como por exemplo a MTU dos túneis que servem.

 


Em túneis configurados, o endereço do nó de saída do túnel é determinado com base em informação de configuração no nó onde se faz o encapsulamento. Este nó necessita de armazenar o endereço do final de cada túnel que nele se inicia. Quando um pacote IPv6 é transmitido através de um túnel, o endereço final configurado para esse túnel é usado como endereço destino do cabeçalho IPv4 que encapsula o pacote.
A determinação de quais os pacotes a enviar por cada túnel é feita através de informação de routing do nó que vai encapsular esses pacotes.
Em túneis automáticos, o endereço do nó de saída do túnel é determinado a partir do pacote que vai ser encapsulado. O endereço destino do pacote original tem de ser um endereço IPv6 compatível com IPv4, sendo o endereço do final do túnel a componente IPv4 do primeiro, i.e., os 32 bits menos significativos do endereço IPv6 compatível com IPv4.
 
 

 

  

 

 

 

      

Fonte: http://civil.fe.up.pt/acruz/Mi99/asr/transicao.htm

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