intro_ipv6 / Presentazione.tex

%!TEX root = /Users/nolith/Documents/Projects/presen/intro_ipv6/ipv6.slides.tex

%decommentare per stampare + slide su una sola pagina

%\usepackage{pgfpages}

%\pgfpagesuselayout{4 on 1}[a4paper,border shrink=5mm]

% =-> Tema Beamer.

%\usetheme{Warsaw} % {progressbar} o altro...

%\usecolortheme{progressbar} % {progressbar} or {dolphin} or {wolverine} or {whale} or {crane} or {seagull}

%\usefonttheme{professionalfonts} % {progressbar} or {structureitalicserif} or {serif}

%\useinnertheme{}

%\useoutertheme{}

% Progress Bar

%\useinnertheme{progressbar}

%\useoutertheme{progressbar}

%

\setbeamercovered{dynamic}

% o altro (possibly just delete it)

\usetheme[pageofpages=di,% String used between the current page and the

                         % total page count.

          bullet=circle,% Use circles instead of squares for bullets.

          titleline=true,% Show a line below the frame title.

          alternativetitlepage=true,% Use the fancy title page.

          titlepagelogo=logo-lart,% Logo for the first page.

%          watermark=licenza_small,% Watermark used in every page.

%          watermarkheight=5px,% Height of the watermark.

          %watermarkheightmult=4,% The watermark image is 4 times bigger

                                % than watermarkheight.

          ]{Torino}

%colori per i box

\setbeamercolor{lowercolor}{fg=black,bg=white}

\setbeamercolor{uppercolor}{fg=black,bg=chameleongreen2}

\newenvironment{colorblock}

{\begin{beamerboxesrounded}[upper=uppercolor,lower=lowercolor,shadow=true]}

{\end{beamerboxesrounded}}

\newenvironment{tl_itm_year}[1]

{\begin{colorblock}{#1}\begin{itemize}}

{\end{itemize}\end{colorblock}}

\newcommand{\tlelement}[3] {\only<#1>{\begin{tl_itm_year}{#2} #3 \end{tl_itm_year}}}

\usepackage{multirow}

\usepackage{array}

\newcolumntype{x}[1]{%

>{\centering\hspace{0pt}}p{#1}}%

\newcommand{\tn}{\tabularnewline}

\newcommand{\tnhl}{\tabularnewline\hline}

%\beamertemplatetransparentcoveredhigh

% =-> Package relativi alla gestione della Lingua.

\usepackage[italian]{babel}

\usepackage[utf8]{inputenc}

%\usepackage{lmodern} % <- Aggiunta nel caso si abiliti T1 e siano assenti i Font Cm-Super.

%\usepackage[T1]{fontenc}  % <---- Aggiunta Consigliata.

% O altro. Ricorda che 'encoding' e 'font' dovrebbero combaciare.

% Se T1 non risulta ottimo, prova a cancellare la riga con fontenc.

% Package relativi all'uso di materiale matematico.

%\usepackage{amsmath}

%\usepackage{amsfonts}

%\usepackage{amssymb}

% Per costruzione Tabelle.

%\usepackage{booktabs}

%Per gestione "figure in testo"

%\usepackage{wrapfig}

% Per gestione url.

\usepackage{url}

% Package relativi all'uso di codice di programmazione [alternativa a verbatim].

% \usepackage{listings}

% Package per la gestione "frecce".

%\usepackage{pifont}

\usepackage{bytefield}

%definiamo i bitbox colorati

\newcommand{\colorbitbox}[3]{% 

\rlap{\bitbox{#2}{\color{#1}\rule{\width}{\height}}}% 

\bitbox{#2}{#3}}

\usepackage{tikz}

\usetikzlibrary{fit,arrows,calc,chains,positioning}

%immagini per tikz

\pgfdeclareimage{schermo}{immagini/schermo}

\pgfdeclareimage{case}{immagini/case}

\pgfdeclareimage{router}{immagini/router}

\pgfdeclareimage{nuvola}{immagini/nuvola}

\pgfdeclareimage{firewall}{immagini/firewall}

%stili per tikz

\tikzstyle{subnet}+=[rectangle,very thin,draw=gray]

\tikzstyle{olink}+=[color=chameleongreen1,thick]

%corregge il warning sulla dimensione dei font

\renewcommand{\fontsubfuzz}{1pt}

% Directory ove sono presenti le Immagini.

\graphicspath{{immagini/}}

% Titolo !

\title{Introduzione a IPv6}

\author{Alessio Caiazza}

\institute{

\scriptsize

%Relatori: \\

%Ing. Tommaso Pecorella \\

%Prof. Romano Fantacci \\

%\vspace{0.25in}

Gestione e sicurezza delle reti di telecomunicazione \\

Università degli Studi di Firenze \\ 

Facoltà di Ingegneria%\\Dipartimento di Informatica

}

\date{\today}

%\date{28 settembre 2009}

% Per inserire il Logo dell'Univ.

\pgfdeclareimage[height=1.15cm]{LogoUniF}{immagini/LogoUniF}

\logo{\pgfuseimage{LogoUniF}}

% Inizio Presentazione.

\begin{document}

% Prima pagina

\begin{frame}[t,plain]

\titlepage

\end{frame}

% Indice

%\frame{\tableofcontents}

\section{Perch\'e IPv6}

\subsection{Timeline}

\begin{frame}[t]\frametitle{Gli indirizzi IP stanno finendo?}

\begin{tikzpicture}[timeline/.style={->,color=chameleongreen1,thick},

                     every text node/.style={tiny text},

                     year label/.style={anchor=south west,rotate=45},

                     today/.style={<-,very thick,draw,color=chameleongreen3},

                     fact label/.style={anchor=east,yshift=-.7cm,rotate=45},]

	\draw[timeline] (-.5,0) -- (11.5,0);

	%red line

	\setbeamercovered{invisible}

	\uncover<8->{ \draw[timeline,color=red] (8,0) -- (11.5,0);}

	\uncover<11->{

	\draw (9,0) node[year label] (2011) {\small \color{red}{2011}} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (9.5,0) node[year label] (2012) {\small \color{red}{2012}} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\path[today,color=red] (2011) -- +(0,+1cm);

	\path[today,color=red] (2012) -- +(0,+1cm);

	}

	\setbeamercovered{dynamic}

	\draw (0,0) node[year label] (1993) {\small 1993} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (1,0) node[year label] (1995) {\small 1995} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (2,0) node[year label] (1997) {\small 1997} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (3,0) node[year label] (1999) {\small 1999} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (3.5,0) node[year label] (2000) {\small 2000} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (5,0) node[year label] (2003) {\small 2003} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (5.5,0) node[year label] (2004) {\small 2004} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (6,0) node[year label] (2005) {\small 2005} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (6.5,0) node[year label] (2006) {\small 2006} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (7.5,0) node[year label] (2008) {\small 2008} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (8,0) node[year label] (2009) {\small 2009} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	\draw (11,0) node[year label] (2016) {\small 2016} +(0,-3pt) -- +(0,3pt);

	%freccie today

	\only<1>{\path[today] (1993) -- +(0,+1cm);}

	\only<2>{\path[today] (1995) -- +(0,+1cm);}

	\only<3>{\path[today] (1997) -- +(0,+1cm);}

	\only<4>{\path[today] (1999) -- +(0,+1cm);}

	\only<5>{\path[today] (2000) -- +(0,+1cm);}

	\only<6>{\path[today] (2003) -- +(0,+1cm);}

	\only<7>{\path[today] (2004) -- +(0,+1cm);}

	\only<8>{\path[today] (2005) -- +(0,+1cm);}

	\only<9>{\path[today] (2006) -- +(0,+1cm);}

	\only<10>{\path[today] (2008) -- +(0,+1cm);}

	\only<11>{\path[today] (2009) -- +(0,+1cm);}

	%fatti

	\draw (1993) node[fact label] {\tiny CIDR}; 

	\uncover<2->{ \draw (1995) node[fact label] {\tiny IPv6}; }

	\uncover<3->{ \draw (1997) node[fact label] {\tiny SURFNet}; }

	\uncover<4->{ \draw (1999) node[fact label] {\tiny IPv6 Forum}; }

	\uncover<5->{ \draw (2000) node[fact label] {\tiny SixXS}; }

	\uncover<6->{ \draw (2003) node[fact label] {\tiny Parte 6bone - Asia}; }

	\uncover<7->{ \draw (2004) node[fact label] {\tiny Supporto a IPv6 dai vendor}; }

	\uncover<8->{ \draw (2005) node[fact label] {\tiny USA};}

	\uncover<9->{ \draw (2006) node[fact label] {\tiny Termina 6bone}; }

	\uncover<10->{ \draw (2008) node[fact label] {\tiny Root DNS - UE - Beijing}; }

	\uncover<11->{ \draw (2009) node[fact label] {\tiny OGGI}; }

\end{tikzpicture}

\tlelement{1}{1993}{\item Viene introdotto CIDR per arginare il problema della fine degli indirizzi IP.}

\tlelement{2}{1995}{\item Nasce ufficialmente IPv6 (RFC 1752).}

\tlelement{3}{1997}{\item SURFNet, maintainer della rete accademica olandese, migra a IPv6.}

\tlelement{4}{1999}{\item Nascita di IPv6Forum e delle task force regionali.}

\tlelement{5}{2000}{\item Nasce SixXS, uno dei più grandi tunnel broker.}

\tlelement{6}{2003}{\item Parte il testbed 6bone\item Giappone, Cina e Corea del Sud annunciano di voler diventare leader nel settore IPv6.}

\tlelement{7}{2004}{\item La maggior parte degli apparati di rete supportano IPv6.}

\tlelement{8}{2005}{\item Il governo USA richiede che tutti i backbone delle agenzie federali migrino a IPv6 entro il 2008.\item Sify, ISP indiano, fornisce connettività IPv6 end-user.\item Tony Hain di Cisco Systems pubblica uno studio stimando la fine degli indirizzi IPv4 tra il 2009 e il 2016.}

\tlelement{9}{2006}{\item Viene dichiarata conclusa con successo la sperimentazione 6bone.}

\tlelement{10}{2008}{\item I root DNS sono raggiungibili anche in IPv6.\item La Comunità Europea richiede l'adozione di IPv6 per almeno il 25\% della popolazione comunitaria entro il 2010.\item La Cina, con le olimpiadi di Beijing, fa il più grande uso mai visto di tecnologia IPv6.}

\tlelement{11}{2009} {\item A oggi gli studi di Geoff Huston individuano la fine degli indirizzi IPv4 fra agosto 2011 e giugno 2012.}

\end{frame}

\subsection{IPv6}

\begin{frame}\frametitle{IPv6}

IPv6 \`e la nuova versione del protocollo IP, \`e stato progettato per risolvere le debolezze di IPv4 e per esaltarne i punti di forza.

%\begin{itemize}[<+->]

%	\item Un indirizzo IPv6 \texttt{2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344}

%	\item la notazione CIDR per i prefix

%\end{itemize}

\vspace{1.5cm}

\pause

\begin{colorblock}{Vantaggi di IPv6}

\begin{itemize}

\item Maggior spazio di indirizzamento

\item Abolizione dei NAT

\item Header semplificato

\item Autoconfigurazione

\end{itemize}

\end{colorblock}

\end{frame}

\subsection{Address Space}

\begin{frame}[plain]

\setbeamercovered{invisible}

\tikzstyle{every picture}+=[remember picture]

\tikzstyle{v6 arrow}+=[<<-,ultra thick,draw]

\tikzstyle{ipv4}+=[rectangle,minimum size=1cm,fill=chameleongreen1,draw=chameleongreen3]

\tikzstyle{na} = [baseline=-.5ex]

\begin{tikzpicture}[remember picture,overlay]

  \node at ($(current page.center) + (0,2cm) $) [ipv4] (ipv4) {} ;

  \coordinate (ipv6) at ($ (ipv4) + (2cm,-.5cm) $);

  \path[->]<2-> (ipv4_text) edge [bend right] (ipv4);

  \path[->]<4-> (ipv6_text) edge [bend right] (ipv6);

  \begin{actionenv}<6->

  %\path[v6 arrow] (current page.north west) -- +(-1cm,-1cm);

  \path[v6 arrow] (current page.north) -- +(0,-.5cm); %(current page.south);

  \path[v6 arrow] (current page.south) -- +(0,+.5cm);

  \path[v6 arrow] (current page.west) -- +(+.5cm,0);

  \path[v6 arrow] (current page.east) -- +(-.5cm,0);

  \end{actionenv}

\end{tikzpicture}

\vspace{12em}

\begin{itemize}

\item<2-> Spazio di indirizzamento IPv4 \tikz[na] \node[coordinate] (ipv4_text) {};

  \begin{itemize}

  \item<3-> $2^{32} = 4`294`967`296 $ indirizzi

  \end{itemize}

\item<4-> Spazio di indirizzamento IPv6 \tikz[na] \node[coordinate] (ipv6_text) {};

  \begin{itemize}

  \item<5-> $2^{128} = 340`282`366`920`938`463`463`374`607`431`768`211`456$ indirizzi

  \item<6-> Per mantenere le proporzioni dovremmo colorare di bianco l'intera superficie del Sistema Solare!

  \item<7-> Pi\`u di $6.66 \cdot 10^{23}$ indirizzi per metro quadrato della superficie terrestre (cioè 666 mila miliardi di miliardi).

  \end{itemize}

\end{itemize}

\end{frame}

\subsection{NAT}

\begin{frame}\frametitle{Network Address Translation (NAT)}

%\begin{actionenv}<only@1-6>

Il Network Address Translation (NAT) è una tecnica che consiste nel modificare gli indirizzi IP dei pacchetti in transito su un sistema che agisce da router. \pause

%Viene detto IP masquerading un caso particolare di source NAT, in cui le connessioni generate da un insieme di computer vengono "presentate" verso l'esterno con un solo indirizzo IP.

%\pause

%Il NAT non è ben visto dai puristi delle reti, in quanto mina profondamente la semplicità di IP, e in particolare viola il principio della comunicazione "da qualsiasi host a qualsiasi host" (any to any). Questa critica "filosofica" si ripercuote in conseguenze pratiche:

\begin{itemize}

\item L'instradamento dei pacchetti viene a dipendere anche da caratteristiche di livello di trasporto.

\item Le configurazioni NAT possono diventare molto complesse e di difficile comprensione.

\item L'apparato che effettua il NAT ha bisogno di mantenere in memoria lo stato delle connessioni attive in ciascun momento.

\item Alcune applicazioni inseriscono nel payload informazioni relative al livello IP o TCP/UDP.

\item IL NAT penalizza fortemente il peer-to-peer e tutti i programmi per la condivisione di file.

\end{itemize}

%\end{actionenv}

%\begin{actionenv}<only@7>

%%questo riporta l'immagine in alto

%%\vspace{-7cm}

%\begin{center}

%	\includegraphics[scale=.37]{nat}

%\end{center}

%\end{actionenv}

%	

\end{frame}

\subsection{Header semplificato}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header semplificato}

\begin{columns}

\begin{column}{5.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{5.5cm}

\begin{actionenv}<only@2->

\begin{colorblock}{Vantaggi di IPv6}

\begin{itemize}

\item<2-> Lunghezza fissa 40 byte

\item<3-> Rimosso il controllo di errore

\item<4-> Rimossa la frammentazione

\item<5-> Header Extensions

\end{itemize}

\end{colorblock}

\end{actionenv}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\subsection{Autoconfigurazione}

\begin{frame}\frametitle{Autoconfigurazione}

\begin{itemize}

%\begin{columns} % the "c" option specifies center vertical alignment

%\column{.4\textwidth} % column designated by a command

\item Anche in assenza di un router i nodi connessi allo stesso switch sono in grado di {\color{chameleongreen3}generare autonomamente un indirizzo locale per garantire la comunicazione}. (link-local unicast)

\item Il comportamento predefinito di un router è di {\color{chameleongreen3}annunciare la propria rete affinch\'e i nodi possano generare autonomamente un indirizzo}. (global unicast)

%\column{.6\textwidth}

%\includegraphics[scale=.35]{calcio}

%\end{columns}

\end{itemize}

\end{frame}

\section{IPv6 nel dettaglio} % (fold)

\label{sec:ipv6_nel_dettaglio}

\subsection{Struttura di un indirizzo} % (fold)

\label{sub:struttura_di_un_indirizzo}

\begin{frame}\frametitle{Struttura di un indirizzo}

	Un indirizzo IPv6 \`e un dato a 128 bit. Si utilizza una rappresentazione a 

	gruppi di 4 cifre esadecimali separati dal simbolo ``\texttt{:}''\\

	\begin{center}

		\texttt{2001:0db8:2c05:0000:0000:0000:0000:0027}

	\end{center}

	\pause

	o in modo pi\`u contratto\\

	\begin{center}

		\texttt{2001:db8:2c05::27}

	\end{center}

	\`e infatti possibile omettere gli zeri di sinistra in ogni blocco e si pu\`o 

	introdurre \underline{una sola volta} la notazione ``\texttt{::}'' che viene espansa in gruppi

	di \texttt{0000} fino a completare l'indirizzo.

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Struttura di un indirizzo (cont.)}

	Si definisce \emph{site} una rete amministrata da un unico gestore,

	il \emph{global routing prefix} è lo spazio di indirizzamento assegnatogli,

	la \emph{subnet ID} è la parte rimanente ad ottenere il \emph{prefix} (prefisso) di

	lunghezza 64~bit, i rimanenti bit identificano l'interfaccia di rete

	a cui è assegnato l'indirizzo e si chiamano \emph{interface ID}.

	\vspace{1.5cm}

%	\begin{figure}

	   \begin{tabular}{| x{3.5cm} | x{1.7cm} | x{5cm} |}

	   	\hline

	   	Global routing prefix & Subnet ID & Interface ID \tnhl 

	   	\multicolumn{1}{c}{n bit} &

	   	\multicolumn{1}{c}{64-n bit} &

	   	\multicolumn{1}{c}{64 bit}

	   \end{tabular}

%	\caption{Struttura di un indirizzo global unicast}

%	\label{fig:Struttura di un indirizzo Global Unicast}

%	\end{figure}

\end{frame}

% subsection struttura_di_un_indirizzo (end)

\subsection{Tipo e visibilità}

\begin{frame}\frametitle{Visibilità di un indirizzo}

\begin{colorblock}{Global}

Gli indirizzi \emph{global} sono raggiungibili da tutta la rete IPv6

\end{colorblock}\pause

\begin{colorblock}{Site-local (deprecati)}

Gli indirizzi \emph{site-local} sono indirizzi privati interni ad un site che non 

devono essere instradati al di fuori della propria infrastruttura. Questa categoria di visibilità è attualmente deprecata.

\end{colorblock}\pause

\begin{colorblock}{Link-local}

Gli indirizzi \emph{link-local} non devono mai essere inoltrati fuori dal link di origine.\\

L'indirizzo \texttt{::1/128} rappresenta il \emph{localhost} per l'interfaccia di \emph{loopback} mentre il prefix \texttt{fe80::/10} è stato riservato per l'autoconfigurazione stateless a livello di link.

\end{colorblock}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Tipo di indirizzo}

\begin{colorblock}{Unicast} % (fold)

Un indirizzo \emph{unicast} identifica univocamente un'interfaccia.\\

Per gli indirizzi \textit{global unicast} lo IANA ha registrato il prefisso \texttt{2000::/3},

mentre il prefix \texttt{2001:db8::/32} è stato riservato per la scrittura di documentazione.

\end{colorblock}

\pause

\begin{colorblock}{Multicast} 

Un indirizzo \emph{multicast} individua un gruppo di interfacce, i pacchetti destinati 

all'indirizzo vengono instradati a tutti i nodi partecipanti al multicast.

\end{colorblock}

\pause

\begin{colorblock}{Anycast} 

Un indirizzo \emph{anycast} individua un gruppo di interfacce, i pacchetti destinati ad un 

indirizzo anycast vengono instradati verso una sola interfaccia, solitamente la più vicina.

\end{colorblock}

\end{frame}

\subsection{Header}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv4}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,7,8,15,16,18,19,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \colorbitbox{lightgray}{4}{IHL} & \bitbox{8}{TOS} &

\bitbox{16}{Total length} \\ 

\colorbitbox{lightgray}{16}{Identification} & \colorbitbox{lightgray}{3}{Flags} & \colorbitbox{lightgray}{13}{Fragment Offset} \\

\bitbox{8}{TTL} & \bitbox{8}{Protocol} & \colorbitbox{lightgray}{16}{Header Checksum} \\

\wordbox{1}{Source Address}\\

\wordbox{1}{Destination Address}\\

\colorbitbox{lightgray}{32}{Options (facoltativo)}  

\end{bytefield}

\vspace{0.5cm}\pause

Dimensione variabile tra 20 e 60 byte.\\I campi in grigio sono stati rimossi in IPv6.

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

%\begin{actionenv}<only@2->

%\begin{colorblock}{Vantaggi di IPv6}

%\begin{itemize}

%\item<2-> Lunghezza fissa 40 byte

%\item<3-> Rimosso il controllo di errore

%\item<4-> Rimossa la frammentazione

%\item<5-> Header Extensions

%\end{itemize}

%\end{colorblock}

%\end{actionenv}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Version}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\colorbitbox{chameleongreen2}{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Version (4 bit)}

Specifica la versione del protocollo, in questo caso 6.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Traffic Class}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \colorbitbox{chameleongreen2}{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Traffic Class (1 byte)}

Sostituisce il campo \texttt{Type of Service} di IPv4. Serve a gestire differenti tipologie di traffico in base alla loro priorità.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Flow Label}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\colorbitbox{chameleongreen2}{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Flow Label (20 bit)}

Serve a marchiare i flussi per permetterne una gestione differenziata, attualmente è considerato un campo sperimentale.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Payload Length}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\colorbitbox{chameleongreen2}{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Payload Length (2 byte)}

Specifica la lunghezza del \texttt{payload}, a differenza di IPv4 si dichiara esclusivamente la \underline{dimensione dei dati trasportati}, senza considerare l'header IP.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Next Header}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \colorbitbox{chameleongreen2}{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Next Header (1 byte)}

Sostituisce il campo \texttt{Protocol Type} di IPv4. Mantiene i valori definiti per la vecchia versione del protocollo ed aggiunge dei nuovi codici per gli \texttt{Extension header}

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Hop Limit}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\colorbitbox{chameleongreen2}{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Hop Limit (1 byte)}

Sostituisce il campo \texttt{TTL} di IPv4. Storicamente (in IPv4) il TTL misurava i ``secondi di vita'' del datagramma, mentre ora misura il numero di ``salti'' da nodo a nodo della rete, per questo motivo con IPv6 si è deciso di cambiargli nome.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Source Address}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\rlap{\wordbox{4}{\color{chameleongreen2}\rule{\width}{\height}}}\wordbox{4}{Source Address}\\

\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Source Address (16 byte)}

Indirizzo sorgente del datagramma.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Header IPv6 - Destination Address}

\begin{columns}

\begin{column}{1.5cm}

\begin{bytefield}{32} 

\bitheader{0,3,4,11,12,15,16,23,24,31} \\ 

\bitbox{4}{Ver.} & \bitbox{8}{Traffic Class} & 

\bitbox{20}{Flow Label} \\ 

\bitbox{16}{Payload Length} & \bitbox{8}{Next Header} &

\bitbox{8}{Hop Limit} \\

\wordbox{4}{Source Address}\\

\rlap{\wordbox{4}{\color{chameleongreen2}\rule{\width}{\height}}}\wordbox{4}{Destination Address} 

\end{bytefield}

\end{column}

\begin{column}{8.5cm}

\begin{colorblock}{Destination Address (16 byte)}

Indirizzo destinazione del datagramma.

\end{colorblock}

\end{column}

\end{columns}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Header IPv6 - I campi rimossi}

	\begin{colorblock}{Gli svantaggi dei campi rimossi in IPv6}

		\pause

		\begin{description}

			\item[Checksum] Questo campo deve essere ricalcolato da ogni router a causa del decremento del \texttt{TTL}\pause

			\item[Identification, Flag e Fragment Offset] La frammentazione è a carico dei router in cui la \texttt{MTU} del link in uso non sia sufficiente a far transitare il pacchetto, in caso di perdita di un solo frammento è necessario ritrasmettere l'intero datagramma (che molto probabilemtne verrà frammentato di nuovo durante il tragitto)\pause

			\item[IHL e Options] La presenza di un campo opzionale a lunghezza variabile impedisce di accedere direttamente ai dati del datagramma senza aver fatto prima un'ispezione dei campi della testata

		\end{description}

	\end{colorblock}

\end{frame}

\subsubsection{Extension headers}

\begin{frame}\frametitle{Header IPv6 - Extension header}

	In IPv6 \`e possibile estendere l'header attraverso gli 

	\textit{Extension header}, la loro presenza \`e indicata dal campo

	\texttt{Next Header} e se non sono di pertinenza del nodo di transito

	vengono ignorati inoltrando il pacchetto secondo le informazioni presenti

	nell'header.\pause

	\vspace{0.5cm}

	Questi \textit{Extension headers} sono considerati a tutti gli effetti parte

	del payload e ne influenzano la dimensione.\pause

	\vspace{0.5cm}

	Alcuni esempi sono \texttt{Hop-by-Hop Option header}, 

	\texttt{Routing header}, \texttt{Fragment header}, 

	\texttt{Destination Options header}, \texttt{Authentication header} ed 

	\texttt{Encryption Security Payload header}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Header IPv6 - Extension header (cont.)}

	\begin{colorblock}{\texttt{Fragment header} ? Ma non avevamo rimosso la frammentazione?}

		\pause

		In questo caso la frammentazione è una opzione end-to-end, del tutto trasparente ai router intermedi e grava esclusivamente sui due estremi della comunicazione, che tipicamente sono due macchine più performanti dei router che li interconnettono.\\

		 Inoltre in caso di perdita di un frammento è necessario rispedire solo quello, perch\'e si tratta effettivamente di un vero pacchetto IP (anche se il suo payload è un frammento)

	\end{colorblock}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Header IPv6 - Extension header (cont.)}

	\begin{colorblock}{Ma con gli header extension non si torna ad avere una dimensione variabile della testata?}

		\pause

		No! \emph{Questi \textit{Extension headers} sono considerati a tutti gli effetti parte

		del payload e ne influenzano la dimensione.}

		Quindi saranno a tutti gli effetti parte del dato trasportato a meno che il nodo in transito non sia interessato alla specifica estensione, che è indicata dal campo \texttt{Next Header}

	\end{colorblock}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{1 interfaccia $\Leftrightarrow$ N indirizzi}

	In IPv6 la relazione interfaccia - indirizzo è di tipo 1:N. Non esiste un indirizzo predefinito ed altri secondari, sono tutti allo stesso livello di importanza. \pause

	\begin{colorblock}{Vantaggi?}

		\pause

		Se consideramo la tipica infrastruttura di hosting web con qualche decina di siti per ogni singolo server, con un solo indirizzo IPv4, è evidente che è un problema fornire il supporto per SSL, perch\'e la trasmissione del certificato per istaurare il tunnel sicuro avviene prima di comunicare quale sito vogliamo raggiungere. Con IPv6 basterà assegnare alla stessa macchina un indirizzo per ogni sito ed a ognuno di questi uno specifico certificato per SSL.

	\end{colorblock}

\end{frame}

% section ipv6_nel_dettaglio (end)

\section{Automatismi e routing} % (fold)

\label{sec:automatismi_e_routing}

\begin{frame}\frametitle{Autoconfigurazione}

	Una delle novità introdotte da IPv6 è l'autoconfigurazione dei nodi di rete, che anche in assenza

	di un router sono in grado di generare autonomamente un indirizzo link-local unicast per garantire la

	comunicazione fra i nodi interconnessi.

	La generazione di questo tipo di indirizzo è il primo passo da eseguire per poter ottenere

	un indirizzo global unicast. 

	Con gli indirizzi link-local unicast e con il protocollo ICMPv6 si va di fatto a spostare più in 

	alto di un livello il compito di ARP, rendendolo indipendente dalla

	tecnologia utilizzata per il livello due della rete.

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Indirizzo link-local unicast autoconfigurato}

	\begin{colorblock}{Global Routing Prefix}

		Gli indirizzi link-local sono tutti nel prefix \texttt{FE80::/10}.

		All'interno di questo prefix è stato riservato il GRP \texttt{FE80::/64} per gli indirizzi

		link-local unicast autoconfigurati.

	\end{colorblock} \pause

	\vspace{0.5cm}

	\begin{colorblock}{Interface ID}

		Per assegnare la interface ID si utilizza l'EUI-64, un campo di 64 bit generato a partire

		 dall'indirizzo MAC dell'interfaccia di rete. 

	\end{colorblock}

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{Extended Unique Identifier (EUI-64) - Algoritmo}

%\setlength{\byteheight}{4ex}

\settowidth{\bitwidth}{\tiny 9i}

\begin{bytefield}{64} 

	\bitheader{0,8,16,24,32,40,48,56,64} \\ 

	\wordgroupr{\tiny{MAC}}

	\bitbox{8}{MAC[0]} & \bitbox{8}{MAC[1]} &\bitbox{8}{MAC[2]} &\bitbox{8}{MAC[3]} &\bitbox{8}{MAC[4]} &\bitbox{8}{MAC[5]}

	\endwordgroupr \\

	\wordbox[]{1}{$\Downarrow$ \\[1ex]} \\ \pause

	\bitbox{8}{MAC[0]} & \bitbox{8}{MAC[1]} &\bitbox{8}{MAC[2]} &

	 \colorbitbox{chameleongreen2}{16}{\texttt{0xFF FE}} &

	\bitbox{8}{MAC[3]} & \bitbox{8}{MAC[4]} &\bitbox{8}{MAC[5]} \\ 

	\wordbox[]{1}{$\Downarrow$ \\[1ex]} \\ \pause

	\wordgroupr{\tiny{EUI-64}}

	\colorbitbox{chameleongreen2}{8}{\texttt{0x02}} & \bitbox{8}{MAC[1]} &\bitbox{8}{MAC[2]} &

	 \bitbox{16}{\texttt{0xFF FE}} &

	\bitbox{8}{MAC[3]} & \bitbox{8}{MAC[4]} &\bitbox{8}{MAC[5]} 

	\endwordgroupr

\end{bytefield} 

\end{frame}

\begin{frame}[fragile]\frametitle{EUI-64 - esempio}

	Vediamo un esempio pratico con l'indirizzo MAC \texttt{00:16:cb:8c:de:8b} \pause

	\vspace{0.5cm}

	%\setlength{\byteheight}{4ex}

	\settowidth{\bitwidth}{\tiny 9i}

	\begin{bytefield}{64} 

		\bitheader{0,8,16,24,32,40,48,56,64} \\ 

		\wordgroupr{\tiny{MAC}}

		\bitbox{8}{\texttt{0x00}} & \bitbox{8}{\texttt{0x16}} &\bitbox{8}{\texttt{0xcb}}

		 &\bitbox{8}{\texttt{0x8c}} &\bitbox{8}{\texttt{0xde}} &\bitbox{8}{\texttt{0x8b}}

		\endwordgroupr \\

		\wordbox[]{1}{$\Downarrow$ \\[1ex]} \\ \pause

		\bitbox{8}{\texttt{0x00}} & \bitbox{8}{\texttt{0x16}} &\bitbox{8}{\texttt{0xcb}} &

		\colorbitbox{chameleongreen2}{16}{\texttt{0xff fe}} & \bitbox{8}{\texttt{0x8c}} &

		\bitbox{8}{\texttt{0xde}} &

		\bitbox{8}{\texttt{0x8b}} \\ 

		\wordbox[]{1}{$\Downarrow$ \\[1ex]} \\ \pause

		\wordgroupr{\tiny{EUI-64}}

		\colorbitbox{chameleongreen2}{8}{\texttt{0x02}} & \bitbox{8}{\texttt{0x16}} &

		\bitbox{8}{\texttt{0xcb}} &

		\bitbox{16}{\texttt{0xff fe}} & \bitbox{8}{\texttt{0x8c}} &\bitbox{8}{\texttt{0xde}} &

		\bitbox{8}{\texttt{0x8b}} \\ 

		\endwordgroupr

	\end{bytefield}

	\pause

	\vspace{0.25cm}

	L'indirizzo link-local EUI-64 è \texttt{fe80::2:16:cb:ff:fe:8c:de:8b}

\end{frame}

\begin{frame}[allowframebreaks]\frametitle{Configurazione stateless - Definizioni} % (fold)

\label{sub:configurazione_stateless}

La configurazione stateless offre la possibilità di ottenere un indirizzo global unicast e un router

verso cui instradare i pacchetti in modo automatico. 

Il procedimento fa uso di pacchetti ICMPv6 dedicati a questo scopo.

\vspace{0.25cm}

\textbf{Definizioni:}

%\subsubsection{Definizioni} % (fold)

%\label{ssub:definizioni}

\begin{description}

\item[tentative address] (indirizzo incerto) un indirizzo di cui si sta verificando l'unicità sul link, 

 ancora non è stato assegnato all'interfaccia.

\item[preferred address] (indirizzo preferito) un indirizzo assegnato all'interfaccia che può essere usato dai

 protocolli di livello superiore senza alcuna restrizione. Può figurare come 

 indirizzo di sorgente o di destinazione.

\item[deprecated address] (indirizzo deprecato) un indirizzo assegnato all'interfaccia il cui uso è

 scoraggiato, ma non proibito. I pacchetti inviati e ricevuti con questo indirizzo sono trattati

 normalmente, ma le nuove comunicazioni non dovrebbero utilizzarlo. 

 Un indirizzo deprecato può essere ancora utilizzato per quei protocolli in cui cambiare in favore 

 di un nuovo indirizzo preferito causerebbe problemi alla connessione (ad esempio una sessione 

 TCP attiva.)

\item[valid address] (indirizzo valido) un indirizzo deprecato o preferito.

\item[invalid address] (indirizzo non valido) un indirizzo che non è assegnato a nessuna interfaccia. 

 Un indirizzo valido diventa non valido quando il suo \emph{valid~lifetime} scade. 

 Gli indirizzi non validi non devono essere utilizzati come indirizzo di sorgente o di destinazione.

\item[preferred lifetime] il periodo di tempo in cui l'indirizzo deve essere considerato preferito.

 Alla scadenza l'indirizzo diventa deprecato.

\item[valid lifetime] il periodo di tempo in cui l'indirizzo deve essere considerato valido. Questo

 valore deve essere maggiore o uguale del \emph{preferred~lifetime}. Alla sua scadenza l'indirizzo diventa

 non valido.

\end{description}

\end{frame}

% subsubsection definizioni (end)

\begin{frame}\frametitle{Configurazione stateless - Procedimento} 

	\begin{colorblock}{Indirizzo link-local}

		\begin{itemize}

		\item<+-> generazione di un \emph{tentative address} link-local con il metodo EUI-64

		\item<+-> invio di un pacchetto ICMPv6 Neighbor Solicitation con campo \texttt{Target Address} impostato sull'indirizzo da verificare

		\item<+-> se un nodo utilizza questo indirizzo risponde con un pacchetto ICMPv6 Neighbor Advertisement avvisando che l'indirizzo è già in uso.

		\item<+-> se non si ricevono Neighbor Advertisement l'indirizzo diventa \emph{valid address}

		\end{itemize}

	\end{colorblock} 

	\vspace{.5cm}

	\uncover<5->{Il fallimento di questa procedura obbliga ad una configurazione manuale dell'host.}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Configurazione stateless - Procedimento (cont.)} % (fold)

	\begin{colorblock}{Indirizzo global}

		\begin{itemize}

		\item<+-> Una volta ottenuto un indirizzo link-local valido, un host cerca di determinare la presenza di router sul proprio link.

		\item<+-> I router inviano periodicamente dei pacchetti multicast di Router Advertisement in cui annunciano i prefix di loro competenza

			\begin{itemize}

				\item<+-> Router Solicitation all'indirizzo \texttt{FF02::2} per forzare l'invio

			\end{itemize}

		\item<+-> il pacchetto di Router Advertisement contiene le istruzioni per ottenre un indirizzo

			\begin{itemize}[<5->]

				\item \emph{autonomous address-configuration} (flag~A)

				\item \emph{managed address configuration} (flag~M)

				\item \emph{other statefull configuration} (flag~O) 

			\end{itemize}

		\end{itemize}

	\end{colorblock}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Configurazione stateless - Procedimento (cont.)}

\begin{colorblock}{\emph{autonomous address-configuration} (flag~A)}

	Se il nodo è riuscito a

	completare in modo automatico l'assegnazione di un indirizzo link-local, allora può assegnarsi

	come \emph{preferred address} un indirizzo composto dal prefix annunciato e dalla interface ID calcolata secondo lo standard EUI-64.

	\vspace{.5cm}

	\begin{tabular}{| x{5cm} | x{5cm} |}

   	\hline

   	Prefix annunciato & EUI-64 \tnhl 

   	\multicolumn{1}{c}{64 bit} &

   	\multicolumn{1}{c}{64 bit}

   \end{tabular}

	\vspace{.5cm}

	Altrimenti registra l'indirizzo come \emph{tentative address} e lo verifica con i pacchetti ICMPv6.

\end{colorblock}

\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Configurazione stateless - Procedimento (cont.)}

\begin{colorblock}{\emph{managed address configuration} (flag~M) - statefull DHCP}

	Indica la presenza di un server DHCPv6.

\end{colorblock}

\vspace{.5cm} \pause