La capa de red Movilidad sobre IP

La capa de red
(Parte 3 de 3)
Redes de
Computadoras
Movilidad sobre IP
1
Movilidad sobre IP
z
Los protocolos de Internet fueron diseñados
asumiendo nodos fijos
–
z
Nuevas tecnologías cambian esto
–
–
–
z
En los primeros tiempos, solo enlaces cableados.
WLANs y WPANs: 802.11, Bluetooth, HiperLAN.
Redes de amplia cobertura: microondas, satélite.
Dispositivos móviles: laptops, PDAs, teléfonos, ...
¿crear nuevos protocolos o modificar los
actuales?
Movilidad sobre IP
Uso de DHCP
z Obtención dinámica de dirección IP
z Problemas con direcciones dinámicas
–
–
z
¿cómo pueden contactar al nodo móvil los demas nodos?
¿cómo mantener la comunicación cuando hay conexiones
abiertas?
Solución parcial:
–
–
Mapeo de nombre a dirección, contactar por nombre y
cambiar el mapeo dinámicamente
Solución al problema de contactar el móvil, pero no
resuelve el de las conexiones abiertas
2
Movilidad sobre IP
Problema general de movilidad sobre IP
z
TCP usa cuadrupla para describir una
conexión
–
z
<src addr, src port, dest addr, dest port>
Si uno de los elementos de la tupla cambia,
la conexión se pierde
Mobile IP
Generalidades de Mobile IP (RFC 2290):
z
Requiere de agentes de movilidad
–
Home Agent (HA) y Foreign Agent (FA).
z
Adquisición de nueva dirección en red
visitada.
z
Redirección de paquetes a nueva ubicación
–
Encapsulación/tunelaje.
3
Mobile IP
Mobile IP
Varias desventajas:
z Rutas triangulares
–
z
Problemas de seguridad.
–
z
por el uso de agentes y redireccionamiento.
registro de móviles falsos con agentes.
Desempeño y escalabilidad
–
Registro en nueva red, rutas indirectas.
Mobile IPv6 subsana muchas deficiencias.
4
Micro-movilidad
z
Movilidad dentro de un mismo AS.
–
z
Mobile IP puede manejarla, pero es ineficiente
–
–
z
registrarse con agente para cada movimiento.
disrupciones durante handoffs por registros.
Necesita mayor agilidad
–
z
área mas restringida, pero mas frecuente.
Minimizar latencias, pérdidas de paquetes y señalizacion.
Algunos protocolos han sido propuestos
–
Cellular IP, Hawaii
Micro-movilidad
Requerimientos:
z
z
z
z
Mantener conexiones abiertas durante
handoff.
Nodos móviles guardan su dirección.
No hay agentes de movilidad.
No hay redirecciones (no tunelaje).
5
Micro-movilidad
Ejemplo de protocolo:
Micro-movilidad
Prueba de protocolo:
6
IPv6
¿Porqué IPv6?
z
z
IP empezó a desarrollarse en los 1970s.
Muchos “parches” a los protocolos básicos
–
z
Creciente dificultad
–
–
–
z
MobileIP, QoS, IPsec, etc.
Un solo parche: fácil
Dos al mismo tiempo: complicado
Tres o mas: acrobático
Mejor rediseñar todo “desde abajo”
7
¿Porqué IPv6?
Problemas con IPv4
z Espacio de direcciones casi agotado
–
–
z
Asignación sin planificación en los 1980s
Algunos países enteros en Europa, Asia, Africa
con una sola dirección clase C
Gran crecimiento de usuarios y aplicaciones
previsto
–
Regiones antes desconectadas con gran
cantidad de población, no habrá direcciones para
todos.
IPv6: características principales
z
z
Mayor espacio de direcciones.
Jerarquía de direcciones por agregación
–
z
Datagrama eficiente y extensible.
–
–
z
z
z
mejor enrutamiento en la dorsal
Formato simplificado.
No fragmentación en enrutadores.
Autoconfiguración.
Seguridad.
Otras (movilidad, QoS, etc.)
8
Fundamentos de IPv6
Encabezado IPv4
z
20 bytes mas opciones
9
Encabezado IPv6
z
z
40 bytes
RFC 2460
Campos encabezado IPv6
z
Versión – número de versión del protocolo
–
z
Clase
–
–
z
ahora tiene un 6 en ese campo.
similar a TOS en IPv4.
para calidad de servicio con Diffserv.
Etiqueta de flujo (flowlabel)
–
–
experimental, usada en ocasiones con Intserv.
usada por nodo fuente para identificar los
paquetes de un flujo que envía.
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Campos encabezado IPv6
z
Longitud de carga
–
z
Encabezado siguiente
–
–
z
opcional, para extensiones.
Opciones de enrutamiento, autentificación, etc.
Límite de saltos
–
z
similar a longitud total en IPv4.
similar a TTL en IPv4.
Direcciones fuente y destino
–
ahora de 128 bits.
Características IPv6
z
MTU de al menos 1280 bytes
–
–
z
Se recomienda mayor de 1500 bytes.
Nodos deben descubir MTU de trayectoria.
128 bits es 3.40 x 1038 direcciones.
–
–
–
–
Imaginar que la fortuna de Bill Gates es de $85
billones (8.5 x 1010).
Tomar un trillón de Bill Gates.
Convertir esa fortuna a centavos y asignar 1 x
1012 direcciones a cada centavo.
Con esto se ha asignado 2.5% del espacio total.
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Direcciones IPv6
z
Representación hexadecimal con ‘:’
–
fedc:ba98:7654:3210:fedc:ba98:7654:3210
z
Ceros iniciales en un campo son opcionales.
z
Puede usarse ‘::’ para grupos de 16 ceros
–
–
–
fedc:0:0:0:0:0:0:3210 = fedc::3210
0:0:0:0:0:0:0:1 = ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 = ::
Direcciones IPv6
z
::1
–
z
::
–
z
dirección no especificada
::<dirección IPv4>
–
–
z
dirección de loopback (como 127.0.0.1)
para compatibilidad con IPv4
tunelaje IPv6 sobre IPv4
::ffff:<dirección IPv4>
–
representación en IPv6 de nodo IPv4
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Direcciones IPv6
Varios tipos de direcciones:
z unicast
–
–
–
–
z
multicast
–
z
De una fuente a un receptor
Global: enrutable públicamente
Local: para vecinos
Especial: loopback, 6to4, ...
de una fuente a un grupo especificado de receptores
anycast
–
–
de una fuente al mas cercano de un grupo de receptores
Usado para iniciar la actualización de tablas de
enrutamiento en grupos
Direcciones IPv4 vs IPv6
z
En IPv6 la parte del host se asigna automáticamente
–
Normalmente con la dirección MAC de la tarjeta de red
13
Neighbor discovery
z
Para descubrir hosts en la red (RFC 2461)
–
z
Varias funciones
–
–
–
z
Similar a ARP
encontrar dirección capa 2 de vecinos
encontrar enrutadores vecinos
monitorear alcanzabilidad de los vecinos
Usado para autoconfiguración de hosts
Neighbor discovery
Varios tipos de mensajes:
z Neighbor solicitation
–
–
z
Neighbor advertisement
–
–
z
ICMP tipo 135
Para determinar dirección capa 2 de vecinos
ICMP tipo 136
Respuesta a neighbor solicitation
Route change, redirect
–
–
enrutador envía mejor salto para alcanzar destino
similar a ICMP redirect
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Neighbor discovery
z
Router solicitation
–
–
z
ICMP tipo 133
host pide a enrutadores anunciarse de inmediato
Router advertisement
–
–
–
–
ICMP tipo 134
enrutadores se anuncian periódicamente (max 4
– 1800 segs)
Se incluye uno o mas prefijos
Especifica autoconfiguración con o sin estado
Autoconfiguración
z
Autoconfiguración con estado
–
–
z
Configuración IP manual.
Configuración DHCP.
Autoconfiguración sin estado (RFC 2462)
–
–
–
–
–
se aplica solo a hosts (no a enrutadores).
no requiere configuración manual, pero no indica
servidor DNS, prefijo, tiempo de vida, ruta default.
asume identificador único de la interface.
asume capacidad multicast del enlace.
Usa detección de rutas duplicadas.
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IPsec
z
Provee autentificacion (AH) y
confidencialidad (ESP) al nivel IP.
z
Obligatorio en IPv6.
z
AH y ESP definidos con IPv6 Next Header.
Protocolos de Enrutamiento
RIPng (RFC 2080):
z
Para enrutamiento interno.
z
Mismas limitaciones que RIP-2
–
límite de 15 saltos, métrica fija.
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Protocolos de Enrutamiento
OSPFv6:
z
Open Shortest Path First.
z
Para enrutamiento interno.
z
Elimina dependencias de IPv4.
Protocolos de Enrutamiento
BGP4+:
z
z
z
z
Para enrutamiento externo
Usado entre ISPs y grandes corporaciones
(concepto de AS).
Se agregan extensiones multiprotocolo.
Usado para intercambio de rutas en el
6bone.
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