Porte de aplicaciones y servicios a IPv6 · Porte de aplicaciones y servicios a IPv6 – Eva M. Castro 16 Aplicación cliente IPv6 en nodo dual TCP / UDP IPv4 IPv6 Dirección IPv4-mapped

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Porte de aplicaciones y servicios a IPv6Eva M Castro evagsycesceturjcesGrupo de Sistemas y Comunicaciones (GSyC)Universidad Rey Juan Carlos (URJC)

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Iacutendice

bull Arquitectura de transicioacuten- Red- Nodos finales - Aplicaciones

bull Evolucioacuten de aplicacionesbull Escenarios de transicioacuten de aplicacionesbull Dependencias en el coacutedigo fuentebull Conclusiones

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Arquitectura de transicioacutenbull Redbull Nodos finalesbull Aplicaciones

RedEncaminamientoDireccionamiento

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplApl

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplAplAplicacioacuten Aplicacioacuten

Nodo final

Nodofinal

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Arquitectura de transicioacutenbull Redbull Nodos finalesbull Aplicaciones

bull Red soacutelo IPv4bull Red soacutelo IPv6bull Red dualbull Red heterogeacutenea

RedEncaminamientoDireccionamiento

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplApl

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplAplAplicacioacuten Aplicacioacuten

Nodo final

Nodofinal

Instalar mecanismos de transicioacuten

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Arquitectura de transicioacutenbull Redbull Nodos finalesbull Aplicaciones

bull Nodo soacutelo IPv4bull Nodo soacutelo IPv6bull Nodo con doble pila

RedEncaminamientoDireccionamiento

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplApl

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplAplAplicacioacuten Aplicacioacuten

Nodo final

Nodofinal

Modificar pila IP

Modificar pila IP

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Arquitectura de transicioacutenbull Redbull Nodos finalesbull Aplicaciones

bull Aplicacioacuten soacutelo IPv4bull Aplicacioacuten soacutelo IPv6bull Aplicacioacuten dual

RedEncaminamientoDireccionamiento

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplApl

IP

TCPUDP

Nivel enlace

AplAplModificar

coacutedigo fuente

Modificar coacutedigo fuente

Aplicacioacuten Aplicacioacuten

Nodo final

Nodofinal

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Iacutendice

bull Arquitectura de transicioacutenbull Evolucioacuten de aplicaciones

1 De aplicaciones IPv4 a aplicaciones IPv62 De aplicaciones IPv4 a aplicaciones duales3 Transicioacuten gradual

bull Escenarios de transicioacuten de aplicacionesbull Dependencias en el coacutedigo fuentebull Conclusiones

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1 De aplicaciones v4 a aplicaciones IPv6

Apv4Apv4

Apv6Apv6

IPv4

TCPUDP

Nivel enlace

IPv6

VENTAJASbull Faacutecilbull En periacuteodo corto de tiempo

PROBLEMASbull El usuario selecciona entre aplicaciones apv4 oacute apv6bull Mantenimiento del coacutedigo fuente

Apv6Apv6Apv4Apv4

SustituciSustitucioacuteoacuten de las n de las llamadas y estructuras llamadas y estructuras de IPv4 por las de IPv6de IPv4 por las de IPv6

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2 De aplicaciones IPv4 a aplicaciones duales

Apv4Apv4

ApdualAp

dual

IPv4

TCPUDP

Nivel enlace

IPv6

VENTAJASbull Una uacutenica aplicacioacutenbull Mantenimiento coacutedigo fuente

PROBLEMASbull Muchos cambios maacutes tiempo

ApdualApdual

AAntildentildeadir adir soporte IPv6soporte IPv6

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3 Transicioacuten gradual

Apv4Apv4

ApdualApdual

Apv6Apv6SustituciSustitucioacuteoacuten de las n de las llamadas y estructuras llamadas y estructuras de IPv4 por las de IPv6de IPv4 por las de IPv6

AAntildentildeadir adir soporte IPv4soporte IPv4VENTAJAS

bull Soporte IPv6 en un breve periacuteodo de tiempo bull Una uacutenica aplicacioacutenbull Mantenimiento coacutedigo fuente

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Iacutendice

bull Arquitectura de transicioacutenbull Evolucioacuten de aplicacionesbull Escenarios de transicioacuten de aplicaciones

1 Aplicaciones IPv4 en nodos duales2 Aplicaciones IPv6 en nodos duales3 Aplicaciones duales en nodos duales4 Aplicaciones duales en nodos soacutelo IPv4

bull Dependencias en el coacutedigo fuentebull Conclusiones

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1 Aplicaciones IPv4 en nodos duales

bull Dependencias en el coacutedigo fuente con IPv4bull Intercambian paquetes IPv4bull Para su funcionamiento en redes IPv6

- Portar el coacutedigo a IPv6- Si no es posible utilizar mecanismos de transicioacuten Las

aplicaciones utilizan IPv4 pero se intercambian paquetes IPv6

BIA (Bump In the API)BIS (Bump In the Stack)

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BISBIA

Red IPv6

API de transporteAPI de transporte

BISBISIPv4

TCPUDP

Nivel de enlace

API de transporteAPI de transporte

BIABIA

IPv4

TCPUDP

Apv4Apv4 Apv4Apv4

Nivel de enlace

IPv6

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2 Aplicaciones IPv6 en nodos duales

bull Se han sustituido las estructuras y funciones de IPv4 por las de IPv6 Dependencias en el coacutedigo fuente con IPv6

bull Intercambian de paquetes IPv6bull Para su funcionamiento en redes IPv4

- Portar a aplicaciones duales - Mantener 2 aplicaciones ping4 y ping6 o- Utilizar direcciones IPv6 a partir de las direcciones IPv4 IPv4-mapped

IPv6 addresses no soportadas en todos las implementaciones

abcdabcd FFFFabcdFFFFabcd

Direccioacuten IPv4 IPv4-mapped IPv6

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Aplicacioacuten servidor IPv6 en nodo dual

TCP UDP

Nivel enlace

IPv4

TCP UDP

IPv4 IPv6

Direccioacuten IPv4-mapped IPv6 FFFFabcd

Direccioacuten IPv6xxxxxxxx

Cliente IPv4Cliente IPv4

TCP UDP

IPv6

Cliente IPv6Cliente IPv6 Servidor IPv6escucha en 00

Servidor IPv6escucha en 00

Nivel enlace

IPv4

Nivel enlace

IPv6

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Aplicacioacuten cliente IPv6 en nodo dual

TCP UDP

IPv4 IPv6

Direccioacuten IPv4-mapped IPv6 FFFFabcd

Direccioacuten IPv6xxxxxxxx

Cliente IPv6Cliente IPv6

Nivel enlace

TCP UDP

IPv6

Servidor IPv6Servidor IPv6

Nivel enlace

IPv6

TCP UDP

Nivel enlace

IPv4

Servidor IPv4Servidor IPv4

IPv4

Direccioacuten IPv4abcd

Direccioacuten IPv6xxxxxxxx

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3 Aplicaciones duales en nodos duales

bull Aplicaciones vaacutelidas para redes IPv4 e IPv6

- Implementacioacuten de aplicaciones clienteResolver nombre de maacutequina del servidor a las posibles direcciones IP Intentar conectar primero usando IPv6 y si fallaprobar con IPv4

- Implementaciones de aplicaciones servidor1 Mantener conexiones diferentes de forma expliacutecita para IPv4 e

IPv6 o2 Desarrollar una aplicacioacuten servidor IPv6 y confiar en las

direcciones IPv4-mapped IPv6 para los clientes IPv4

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4 Aplicaciones duales en nodos soacutelo IPv4

bull Las aplicaciones duales deberiacutean funcionar en los nodos soacutelo IPv4 para evitar tener varias versiones de la misma aplicacioacuten

REQUISITObull Desarrollar el coacutedigo fuente para que nodos que

no tengan soporte del protocolo IPv6 puedan ejecutar dichas aplicaciones

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Iacutendice

bull Arquitectura de transicioacutenbull Evolucioacuten de aplicacionesbull Escenarios de transicioacuten de aplicacionesbull Dependencias en el coacutedigo fuente

1 Formato de presentacioacuten de las direcciones IP2 Resolucioacuten de nombres3 API de la capa de transporte4 Otras dependencias especiacuteficas

bull Conclusiones

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1 Formato de presentacioacuten de direcciones IP

bull El formato de presentacioacuten es una cadena que contiene la direccioacuten IP Diferentes en IPv4 e IPv6

IPv4 ldquoabcdrdquoIPv6 ldquoxxxxxxxxrdquo

bull El formato de presentacioacuten en IPv6 necesita maacutes memoria

bull Los analizadores sintaacutecticos de direcciones deben ser revisados para adecuarse al nuevo formato

bull Ambiguumledad con el caraacutecter ldquordquo en URLs (RFC 2732) - http[DireccioacutenIPv6]puerto

bull RECOMENDACIOacuteN- Utilizar FQDN (Fully Qualified Domain Name)

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www6sosorg2 Resolucioacuten de nombres

bull Tipos de resolucioacuten- Directa

a partir del nombre de la maacutequina obtener su direccioacuten IP- Inversa

a partir de la direccioacuten IP obtener el nombre de maacutequina

bull Utilizar FQDNbull Las consultasrespuestas de DNS se enviacutean usando

IPv4IPv6 independientemente del tipo de registros que se soliciten

bull RECOMENDACIOacuteN- Usar las funciones de resolucioacuten independientes de

protocolo

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3 API de la capa de transporte

En el caso concreto del API de sockets existen las siguientes dependencias

- Estructuras de datos para las direcciones IPsockaddr_in sockaddr_in6 sockaddr_storage

- Funciones del API de comunicacionessocket() bind() connect() read()write() hellip

- Funciones de conversioacuten de direccionesentre el formato de presentacioacuten y las estructuras de datos de direcciones

- Opciones de configuracioacuten de red

bull RECOMENDACIOacuteN- Desarrollar aplicaciones independientes de la versioacuten IP

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Estructuras de datossockaddr sockaddr_in

Port Number

Flow Info

IPv6 Address(128 bits)

Scope ID

FamilyAlign

Padding

Familysockaddr_storagesockaddr_in6

FamilyFamilyPort Number

Data

IPv4 Address(32 bits)

Unused

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4 Otras dependencias especiacuteficas

bull Seleccioacuten de la direccioacuten IP- Los nodos automaacuteticamente resuelven el problema de la

seleccioacuten de la direccioacuten de origen siguiendo una serie de reglas predefinidas (RFC 3484)

bull Fragmentacioacuten a nivel de aplicacioacuten - Caacutelculo del tamantildeo del fragmento para que no haya

degradacioacuten de prestaciones por fragmentacioacuten a nivel IP

bull Almacenamiento de direcciones IP - No almacenar direcciones IP pueden cambiar Si es necesario

almacenar nombres y solicitar la resolucioacuten en el momento que se necesiten

bull RECOMENDACIOacuteN- Revisar el coacutedigo exhaustivamente

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Iacutendice

bull Arquitectura de transicioacutenbull Evolucioacuten de aplicacionesbull Escenarios de transicioacuten de aplicacionesbull Dependencias en el coacutedigo fuentebull Conclusiones

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Conclusiones

bull Desarrollar aplicaciones duales- Vaacutelidas para cualquier tipo de nodo y para comunicarse con

cualquier aplicacioacuten utilizando IPv4 o IPv6- Intentar la comunicacioacuten con cada una de las direcciones IP

obtenidas a traveacutes de las funciones de resolucioacutenbull Usar FQDN

- Eliminar las direcciones IP cableadas del coacutedigobull No almacenar direcciones IPbull Las direcciones ldquoIPv4-mapped IPv6 addressesrdquo no

siempre funcionan- No siempre estaacuten implementadas- En algunos nodos estaacuten deshabilitadas por seguridad