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12 \chapter{Il livello di rete}
13 \label{cha:network_layer}
15 In questa appendice prenderemo in esame i vari protocolli disponibili a
16 livello di rete.\footnote{per la spiegazione della suddivisione in livelli dei
17 protocolli di rete, si faccia riferimento a quanto illustrato in
18 sez.~\ref{sec:net_protocols}.} Per ciascuno di essi forniremo una descrizione
19 generica delle principali caratteristiche, del formato di dati usato e quanto
20 possa essere necessario per capirne meglio il funzionamento dal punto di vista
23 Data la loro prevalenza il capitolo sarà sostanzialmente incentrato sui due
24 protocolli principali esistenti su questo livello: il protocollo IP, sigla che
25 sta per \textit{Internet Protocol}, (ma che più propriamente si dovrebbe
26 chiamare IPv4) ed la nuova versione di questo stesso protocollo, denominata
27 IPv6. Tratteremo comunque anche il protocollo ICMP e la sua versione
28 modificata per IPv6 (cioè ICMPv6).
31 \section{Il protocollo IP}
32 \label{sec:ip_protocol}
34 L'attuale \textit{Internet Protocol} (IPv4) viene standardizzato nel 1981
35 dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc791.txt}{RFC~791}; esso nasce per
36 disaccoppiare le applicazioni della struttura hardware delle reti di
37 trasmissione, e creare una interfaccia di trasmissione dei dati indipendente
38 dal sottostante substrato di rete, che può essere realizzato con le tecnologie
39 più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI, ecc.).
42 \subsection{Introduzione}
45 Il compito principale di IP è quello di trasmettere i pacchetti da un computer
46 all'altro della rete; le caratteristiche essenziali con cui questo viene
47 realizzato in IPv4 sono due:
49 \item \textit{Universal addressing} la comunicazione avviene fra due host
50 identificati univocamente con un indirizzo a 32 bit che può appartenere ad
51 una sola interfaccia di rete.
52 \item \textit{Best effort} viene assicurato il massimo impegno nella
53 trasmissione, ma non c'è nessuna garanzia per i livelli superiori né
54 sulla percentuale di successo né sul tempo di consegna dei pacchetti di
55 dati, né sull'ordine in cui vengono consegnati.
58 Per effettuare la comunicazione e l'instradamento dei pacchetti fra le varie
59 reti di cui è composta Internet IPv4 organizza gli indirizzi in una
60 gerarchia a due livelli, in cui una parte dei 32 bit dell'indirizzo indica il
61 numero di rete, e un'altra l'host al suo interno. Il numero di rete serve
62 ai router per stabilire a quale rete il pacchetto deve essere inviato, il
63 numero di host indica la macchina di destinazione finale all'interno di detta
66 Per garantire l'unicità dell'indirizzo Internet esiste un'autorità centrale
67 (la IANA, \textit{Internet Assigned Number Authority}) che assegna i numeri di
68 rete alle organizzazioni che ne fanno richiesta; è poi compito di quest'ultime
69 assegnare i numeri dei singoli host all'interno della propria rete.
71 Per venire incontro alle richieste dei vari enti e organizzazioni che volevano
72 utilizzare questo protocollo di comunicazione, originariamente gli indirizzi
73 di rete erano stati suddivisi all'interno delle cosiddette \textit{classi},
74 (rappresentate in tab.~\ref{tab:IP_ipv4class}), in modo da consentire
75 dispiegamenti di reti di varie dimensioni a seconda delle diverse esigenze.
81 \begin{tabular} {c@{\hspace{1mm}\vrule}
82 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
83 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
84 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
85 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
86 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
87 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
88 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
89 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}}
90 \omit&\omit& \multicolumn{7}{c}{7 bit}&\multicolumn{24}{c}{24 bit} \\
92 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
93 classe A &\centering 0&
94 \multicolumn{7}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{21mm}{\centering net Id}} &
95 \multicolumn{24}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{72mm}{\centering host Id}} \\
96 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
98 \multicolumn{33}{c}{ } \\
100 \multicolumn{14}{c}{14 bit}&\multicolumn{16}{c}{16 bit} \\
102 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
103 classe B&\centering 1&\centering 0&
104 \multicolumn{14}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{42mm}{\centering net Id}} &
105 \multicolumn{16}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{48mm}{\centering host Id}} \\
106 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
109 \multicolumn{33}{c}{ } \\
111 \multicolumn{21}{c}{21 bit}&\multicolumn{8}{c}{8 bit} \\
113 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
114 classe C&\centering 1&\centering 1&\centering 0&
115 \multicolumn{21}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{63mm}{\centering net Id}} &
116 \multicolumn{8}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{24mm}{\centering host Id}} \\
117 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
121 \multicolumn{33}{c}{ } \\
122 \omit&\omit&\omit&\omit&
123 \multicolumn{28}{c}{28 bit} \\
125 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
126 classe D&\centering 1&\centering 1&\centering 1&\centering 0&
127 \multicolumn{28}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{63mm}{\centering
128 multicast group Id}} \\
129 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
132 \multicolumn{33}{c}{ } \\
133 \omit&\omit&\omit&\omit&\omit&
134 \multicolumn{27}{c}{27 bit} \\
136 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
137 classe E&\centering 1&\centering 1&\centering 1&\centering 1&\centering 0&
138 \multicolumn{27}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{59mm}{\centering
139 reserved for future use}} \\
140 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
145 \caption{Le classi di indirizzi secondo IPv4.}
146 \label{tab:IP_ipv4class}
149 Le classi di indirizzi usate per il dispiegamento delle reti su quella che
150 comunemente viene chiamata \textit{Internet} sono le prime tre; la classe D è
151 destinata al \itindex{multicast} \textit{multicast} mentre la classe E è
152 riservata per usi sperimentali e non viene impiegata.
154 Come si può notare però la suddivisione riportata in
155 tab.~\ref{tab:IP_ipv4class} è largamente inefficiente in quanto se ad un
156 utente necessita anche solo un indirizzo in più dei 256 disponibili con una
157 classe A occorre passare a una classe B, che ne prevede 65536,\footnote{in
158 realtà i valori esatti sarebbero 254 e 65536, una rete con a disposizione
159 $N$ bit dell'indirizzo IP, ha disponibili per le singole macchine soltanto
160 $@^N-2$ numeri, dato che uno deve essere utilizzato come indirizzo di rete e
161 uno per l'indirizzo di \itindex{broadcast} \textit{broadcast}.} con un
162 conseguente spreco di numeri.
164 Inoltre, in particolare per le reti di classe C, la presenza di tanti
165 indirizzi di rete diversi comporta una crescita enorme delle tabelle di
166 instradamento che ciascun router dovrebbe tenere in memoria per sapere dove
167 inviare il pacchetto, con conseguente crescita dei tempi di elaborazione da
168 parte di questi ultimi ed inefficienza nel trasporto.
174 \begin{tabular} {c@{\hspace{1mm}\vrule}
175 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
176 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
177 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
178 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
179 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
180 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
181 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
182 p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}}
184 \multicolumn{12}{c}{$n$ bit}&\multicolumn{20}{c}{$32-n$ bit} \\
186 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
188 \multicolumn{12}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{36mm}{\centering net Id}} &
189 \multicolumn{20}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{60mm}{\centering host Id}} \\
190 \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
194 \caption{Uno esempio di indirizzamento CIDR.}
195 \label{tab:IP_ipv4cidr}
198 Per questo nel 1992 è stato introdotto un indirizzamento senza classi (il
199 CIDR, \textit{Classless Inter-Domain Routing}) in cui il limite fra i bit
200 destinati a indicare il numero di rete e quello destinati a indicare l'host
201 finale può essere piazzato in qualunque punto (vedi
202 tab.~\ref{tab:IP_ipv4cidr}), permettendo di accorpare più classi A su un'unica
203 rete o suddividere una classe B e diminuendo al contempo il numero di
204 indirizzi di rete da inserire nelle tabelle di instradamento dei router.
207 \subsection{L'intestazione di IP}
208 \label{sec:IP_header}
210 Come illustrato in fig.~\ref{fig:net_tcpip_data_flux} (si ricordi quanto detto
211 in sez.~\ref{sec:net_tcpip_overview} riguardo al funzionamento generale del
212 TCP/IP), per eseguire il suo compito il protocollo IP inserisce (come
213 praticamente ogni protocollo di rete) una opportuna intestazione in cima ai
214 dati che deve trasmettere, la cui schematizzazione è riportata in
215 fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head}.
219 \includegraphics[width=10cm]{img/ipv4_head}
220 \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv4.}
221 \label{fig:IP_ipv4_head}
224 Ciascuno dei campi illustrati in fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head} ha un suo preciso
225 scopo e significato, che si è riportato brevemente in
226 tab.~\ref{tab:IP_ipv4field}; si noti come l'intestazione riporti sempre due
227 indirizzi IP, quello \textsl{sorgente}, che indica l'IP da cui è partito il
228 pacchetto (cioè l'indirizzo assegnato alla macchina che lo spedisce) e quello
229 \textsl{destinazione} che indica l'indirizzo a cui deve essere inviato il
230 pacchetto (cioè l'indirizzo assegnato alla macchina che lo riceverà).
235 \begin{tabular}{|l|c|p{10cm}|}
237 \textbf{Nome} & \textbf{Bit} & \textbf{Significato} \\
240 \textit{version} & 4& numero di \textsl{versione}, nel caso
241 specifico vale sempre 4.\\
242 \textit{head length} & 4& lunghezza dell'intestazione,
243 in multipli di 32 bit.\\
244 \textit{type of service}&8& \textsl{tipo di servizio}, è suddiviso in:
245 3 bit di precedenza, che nelle attuali
246 implementazioni del protocollo non vengono
247 comunque utilizzati; un bit riservato che
248 deve essere mantenuto a 0; 4 bit che
249 identificano il tipo di servizio
250 richiesto, uno solo dei quali può essere
252 \textit{total length} &16& \textsl{lunghezza totale}, indica
253 la dimensione del carico di dati del
254 pacchetto IP in byte.\\
255 \textit{identification}&16& \textsl{identificazione}, assegnato alla
256 creazione, è aumentato di uno all'origine
257 della trasmissione di ciascun pacchetto, ma
258 resta lo stesso per i pacchetti
259 frammentati, consentendo così di
260 identificare quelli che derivano dallo
261 stesso pacchetto originario.\\
262 \textit{flag} & 3& \textsl{flag}, sono nell'ordine: il primo è
263 riservato e sempre nullo, il secondo indica
264 se il pacchetto non può essere frammentato,
265 il terzo se ci sono ulteriori frammenti.\\
266 \textit{fragmentation offset}&13& \textsl{offset di frammento}, indica
267 la posizione del frammento rispetto al
268 pacchetto originale.\\
269 \textit{time to live} &16& \textsl{tempo di vita}, è decrementato di
270 uno ogni volta che un router ritrasmette il
271 pacchetto, se arriva a zero il pacchetto
273 \textit{protocol} & 8& \textsl{protocollo}, identifica il tipo di
274 pacchetto che segue l'intestazione di IPv4.\\
275 \textit{header checksum}&16&\textsl{checksum di intestazione}, somma di
276 controllo per l'intestazione.\\
277 \textit{source IP} &32& \textsl{indirizzo di origine}.\\
278 \textit{destination IP}&32& \textsl{indirizzo di destinazione}.\\
281 \caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv4}
282 \label{tab:IP_ipv4field}
287 Il campo TOS definisce il cosiddetto \textit{Type of Service}; questo permette
288 di definire il tipo di traffico contenuto nei pacchetti, e può essere
289 utilizzato dai router per dare diverse priorità in base al valore assunto da
295 \begin{tabular}[c]{|l|p{6 cm}|}
297 \textbf{Costante} & \textbf{Significato} \\
300 \const{IPTOS\_LOWDELAY} & minimizza i ritardi per il traffico
302 \const{IPTOS\_THROUGHPUT} & ottimizza la trasmissione per il massimo
304 \const{IPTOS\_RELIABILITY}& ottimizza per l'affidabilità della
306 \const{IPTOS\_MINCOST} & usato per dati di riempimento, dove non
307 interessa se c'è una bassa velocità di
311 \caption{Le costanti che definiscono alcuni valori standard per il campo TOS
312 da usare come argomento \param{optval} per l'opzione \const{IP\_TOS}.}
313 \label{tab:IP_TOS_values}
318 \subsection{Le opzioni di IP}
319 \label{sec:IP_options}
326 \section{Il protocollo IPv6}
327 \label{sec:ipv6_protocol}
329 Negli anni '90 con la crescita del numero di macchine connesse su Internet si
330 arrivò a temere l'esaurimento dello spazio degli indirizzi disponibili, specie
331 in vista di una prospettiva (per ora rivelatasi prematura) in cui ogni
332 apparecchio elettronico sarebbe stato inserito all'interno della rete.
334 Per questo motivo si iniziò a progettare una nuova versione del protocollo
336 L'attuale Internet Protocol (IPv4) viene standardizzato nel 1981
337 dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc719.txt}{RFC~719}; esso nasce per
338 disaccoppiare le applicazioni della struttura hardware delle reti di
339 trasmissione, e creare una interfaccia di trasmissione dei dati indipendente
340 dal sottostante substrato di rete, che può essere realizzato con le tecnologie
341 più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI, ecc.).
344 \subsection{I motivi della transizione}
345 \label{sec:IP_whyipv6}
347 Negli ultimi anni la crescita vertiginosa del numero di macchine connesse a
348 internet ha iniziato a far emergere i vari limiti di IPv4; in particolare si
349 è iniziata a delineare la possibilità di arrivare a una carenza di
350 indirizzi disponibili.
352 In realtà il problema non è propriamente legato al numero di indirizzi
353 disponibili; infatti con 32 bit si hanno $2^{32}$, cioè circa 4 miliardi,
354 numeri diversi possibili, che sono molti di più dei computer attualmente
357 Il punto è che la suddivisione di questi numeri nei due livelli rete/host e
358 l'utilizzo delle classi di indirizzamento mostrate in precedenza, ha
359 comportato che, nella sua evoluzione storica, il dispiegamento delle reti e
360 l'allocazione degli indirizzi siano stati inefficienti; neanche l'uso del CIDR
361 ha permesso di eliminare le inefficienze che si erano formate, dato che il
362 ridispiegamento degli indirizzi comporta cambiamenti complessi a tutti i
363 livelli e la riassegnazione di tutti gli indirizzi dei computer di ogni
366 Diventava perciò necessario progettare un nuovo protocollo che permettesse
367 di risolvere questi problemi, e garantisse flessibilità sufficiente per
368 poter continuare a funzionare a lungo termine; in particolare necessitava un
369 nuovo schema di indirizzamento che potesse rispondere alle seguenti
373 \item un maggior numero di numeri disponibili che consentisse di non restare
374 più a corto di indirizzi
375 \item un'organizzazione gerarchica più flessibile dell'attuale
376 \item uno schema di assegnazione degli indirizzi in grado di minimizzare le
377 dimensioni delle tabelle di instradamento
378 \item uno spazio di indirizzi che consentisse un passaggio automatico dalle
379 reti locali a internet
383 \subsection{Principali caratteristiche di IPv6}
384 \label{sec:IP_ipv6over}
386 Per rispondere alle esigenze descritte in sez.~\ref{sec:IP_whyipv6} IPv6 nasce
387 come evoluzione di IPv4, mantenendone inalterate le funzioni che si sono
388 dimostrate valide, eliminando quelle inutili e aggiungendone poche altre
389 ponendo al contempo una grande attenzione a mantenere il protocollo il più
390 snello e veloce possibile.
392 I cambiamenti apportati sono comunque notevoli e possono essere riassunti a
393 grandi linee nei seguenti punti:
395 \item l'espansione delle capacità di indirizzamento e instradamento, per
396 supportare una gerarchia con più livelli di indirizzamento, un numero di
397 nodi indirizzabili molto maggiore e una autoconfigurazione degli indirizzi
398 \item l'introduzione un nuovo tipo di indirizzamento, l'\textit{anycast} che
399 si aggiungono agli usuali \textit{unicast} e \itindex{multicast}
401 \item la semplificazione del formato dell'intestazione, eliminando o rendendo
402 opzionali alcuni dei campi di IPv4, per eliminare la necessità di
403 riprocessare la stessa da parte dei router e contenere l'aumento di
404 dimensione dovuto ai nuovi indirizzi
405 \item un supporto per le opzioni migliorato, per garantire una trasmissione
406 più efficiente del traffico normale, limiti meno stringenti sulle
407 dimensioni delle opzioni, e la flessibilità necessaria per introdurne di
409 \item il supporto per delle capacità di qualità di servizio (QoS) che
410 permetta di identificare gruppi di dati per i quali si può provvedere un
411 trattamento speciale (in vista dell'uso di internet per applicazioni
412 multimediali e/o ``real-time'')
416 \subsection{L'intestazione di IPv6}
417 \label{sec:IP_ipv6head}
419 Per capire le caratteristiche di IPv6 partiamo dall'intestazione usata dal
420 protocollo per gestire la trasmissione dei pacchetti; in
421 fig.~\ref{fig:IP_ipv6head} è riportato il formato dell'intestazione di IPv6 da
422 confrontare con quella di IPv4 in fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head}. La spiegazione
423 del significato dei vari campi delle due intestazioni è riportato
424 rispettivamente in tab.~\ref{tab:IP_ipv6field} e tab.~\ref{tab:IP_ipv4field})
429 % \begin{tabular}{@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}
430 % @{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}
431 % @{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule} }
432 % \multicolumn{8}{@{}c@{}}{0\hfill 15 16\hfill 31}\\
434 % \centering version&\centering priority&
435 % \multicolumn{6}{@{}p{96mm}@{\vrule}}{\centering flow label} \\
437 % \multicolumn{4}{@{\vrule}p{64mm}@{\vrule}}{\centering payload length} &
438 % \multicolumn{2}{@{}p{32mm}@{\vrule}}{\centering next header} &
439 % \multicolumn{2}{@{}p{32mm}@{\vrule}}{\centering hop limit}\\
441 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
442 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
444 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
446 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
448 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
449 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
451 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
453 % \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
456 % \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv6}
457 % \label{tab:IP_ipv6head}
463 \includegraphics[width=10cm]{img/ipv6_head}
464 \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv6.}
465 \label{fig:IP_ipv6head}
469 Come si può notare l'intestazione di IPv6 diventa di dimensione fissa, pari a
470 40 byte, contro una dimensione (minima, in assenza di opzioni) di 20 byte per
471 IPv4; un semplice raddoppio nonostante lo spazio destinato agli indirizzi sia
472 quadruplicato, questo grazie a una notevole semplificazione che ha ridotto il
473 numero dei campi da 12 a 8.
478 \begin{tabular}{|l|c|p{8cm}|}
480 \textbf{Nome} & \textbf{Bit} & \textbf{Significato} \\
483 \textit{version} & 4& \textsl{versione}, nel caso specifico vale
485 \textit{priority} & 4& \textsl{priorità}, vedi
486 sez.~\ref{sec:IPv6_prio}.\\
487 \textit{flow label} &24& \textsl{etichetta di flusso}, vedi
488 sez.~\ref{sec:IP_ipv6_flow}.\\
489 \textit{payload length}&16& \textsl{lunghezza del carico}, cioè del
490 corpo dei dati che segue l'intestazione, in
492 \textit{next header} & 8& \textsl{intestazione successiva}, identifica
493 il tipo di pacchetto che segue
494 l'intestazione di IPv6, usa gli stessi
495 valori del campo protocollo
496 nell'intestazione di IPv4.\\
497 \textit{hop limit} & 8& \textsl{limite di salti}, stesso significato
498 del \textit{time to live} nell'intestazione
500 \textit{source IP} &128&\textsl{indirizzo di origine}.\\
501 \textit{destination IP}&128&\textsl{indirizzo di destinazione}.\\
504 \caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv6}
505 \label{tab:IP_ipv6field}
509 Abbiamo già anticipato in sez.~\ref{sec:IP_ipv6over} uno dei criteri
510 principali nella progettazione di IPv6 è stato quello di ridurre al minimo il
511 tempo di elaborazione dei pacchetti da parte dei router, un confronto con
512 l'intestazione di IPv4 (vedi fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head}) mostra le seguenti
516 \item è stato eliminato il campo \textit{header length} in quanto le opzioni
517 sono state tolte dall'intestazione che ha così dimensione fissa; ci possono
518 essere più intestazioni opzionali (\textsl{intestazioni di estensione}, vedi
519 sez.~\ref{sec:IP_ipv6_extens}), ciascuna delle quali avrà un suo campo di
520 lunghezza all'interno.
521 \item l'intestazione e gli indirizzi sono allineati a 64 bit, questo rende più
522 veloce il processo da parte di computer con processori a 64 bit.
523 \item i campi per gestire la frammentazione (\textit{identification},
524 \textit{flag} e \textit{fragment offset}) sono stati eliminati; questo
525 perché la frammentazione è un'eccezione che non deve rallentare
526 l'elaborazione dei pacchetti nel caso normale.
527 \item è stato eliminato il campo \textit{checksum} in quanto tutti i
528 protocolli di livello superiore (TCP, UDP e ICMPv6) hanno un campo di
529 checksum che include, oltre alla loro intestazione e ai dati, pure i campi
530 \textit{payload length}, \textit{next header}, e gli indirizzi di origine e
531 di destinazione; una checksum esiste anche per la gran parte protocolli di
532 livello inferiore (anche se quelli che non lo hanno, come SLIP, non possono
533 essere usati con grande affidabilità); con questa scelta si è ridotto di
534 molto il tempo di elaborazione dato che i router non hanno più la necessità
535 di ricalcolare la checksum ad ogni passaggio di un pacchetto per il
536 cambiamento del campo \textit{hop limit}.
537 \item è stato eliminato il campo \textit{type of service}, che praticamente
538 non è mai stato utilizzato; una parte delle funzionalità ad esso delegate
539 sono state reimplementate (vedi il campo \textit{priority} al prossimo
540 punto) con altri metodi.
541 \item è stato introdotto un nuovo campo \textit{flow label}, che viene usato,
542 insieme al campo \textit{priority} (che recupera i bit di precedenza del
543 campo \textit{type of service}) per implementare la gestione di una
544 ``\textsl{qualità di servizio}'' (vedi sez.~\ref{sec:IP_ipv6_qos}) che
545 permette di identificare i pacchetti appartenenti a un ``\textsl{flusso}''
546 di dati per i quali si può provvedere un trattamento speciale.
549 Oltre alle differenze precedenti, relative ai singoli campi nell'intestazione,
550 ulteriori caratteristiche che diversificano il comportamento di IPv4 da
551 quello di IPv6 sono le seguenti:
554 \item il \itindex{broadcast} \textit{broadcasting} non è previsto in IPv6, le
555 applicazioni che lo usano dovono essere reimplementate usando il
556 \itindex{multicast} \textit{multicasting} (vedi
557 sez.~\ref{sec:IP_ipv6_multicast}), che da opzionale diventa obbligatorio.
558 \item è stato introdotto un nuovo tipo di indirizzi, gli \textit{anycast}.
559 \item i router non possono più frammentare i pacchetti lungo il cammino, la
560 frammentazione di pacchetti troppo grandi potrà essere gestita solo ai
561 capi della comunicazione (usando un'apposita estensione vedi
562 sez.~\ref{sec:IP_ipv6_extens}).
563 \item IPv6 richiede il supporto per il \itindex{Maximum~Transfer~Unit}
564 \textit{path MTU discovery} (cioè il protocollo per la selezione della
565 massima lunghezza del pacchetto); seppure questo sia in teoria opzionale,
566 senza di esso non sarà possibile inviare pacchetti più larghi della
567 dimensione minima (576 byte).
570 \subsection{Gli indirizzi di IPv6}
571 \label{sec:IP_ipv6_addr}
573 Come già abbondantemente anticipato la principale novità di IPv6 è
574 costituita dall'ampliamento dello spazio degli indirizzi, che consente di avere
575 indirizzi disponibili in un numero dell'ordine di quello degli atomi che
576 costituiscono la terra.
578 In realtà l'allocazione di questi indirizzi deve tenere conto della
579 necessità di costruire delle gerarchie che consentano un instradamento
580 rapido ed efficiente dei pacchetti, e flessibilità nel dispiegamento delle
581 reti, il che comporta una riduzione drastica dei numeri utilizzabili; uno
582 studio sull'efficienza dei vari sistemi di allocazione usati in altre
583 architetture (come i sistemi telefonici) è comunque giunto alla conclusione
584 che anche nella peggiore delle ipotesi IPv6 dovrebbe essere in grado di
585 fornire più di un migliaio di indirizzi per ogni metro quadro della
586 superficie terrestre.
589 \subsection{La notazione}
590 \label{sec:IP_ipv6_notation}
591 Con un numero di bit quadruplicato non è più possibile usare la notazione
592 coi numeri decimali di IPv4 per rappresentare un numero IP. Per questo gli
593 indirizzi di IPv6 sono in genere scritti come sequenze di otto numeri
594 esadecimali di 4 cifre (cioè a gruppi di 16 bit) usando i due punti come
595 separatore; cioè qualcosa del tipo
596 \texttt{5f1b:df00:ce3e:e200:0020:0800:2078:e3e3}.
599 Visto che la notazione resta comunque piuttosto pesante esistono alcune
600 abbreviazioni; si può evitare di scrivere gli zeri iniziali per cui si
601 può scrivere \texttt{1080:0:0:0:8:800:ba98:2078:e3e3}; se poi un intero è
602 zero si può omettere del tutto, così come un insieme di zeri (ma questo
603 solo una volta per non generare ambiguità) per cui il precedente indirizzo
604 si può scrivere anche come \texttt{1080::8:800:ba98:2078:e3e3}.
606 Infine per scrivere un indirizzo IPv4 all'interno di un indirizzo IPv6 si
607 può usare la vecchia notazione con i punti, per esempio
608 \texttt{::192.84.145.138}.
613 \begin{tabular}{|l|l|l|}
615 \centering \textbf{Tipo di indirizzo}
616 & \centering \textbf{Prefisso} & {\centering \textbf{Frazione}} \\
619 riservato & \texttt{0000 0000} & 1/256 \\
620 non assegnato & \texttt{0000 0001} & 1/256 \\
622 riservato per NSAP & \texttt{0000 001} & 1/128\\
623 riservato per IPX & \texttt{0000 010} & 1/128\\
625 non assegnato & \texttt{0000 011} & 1/128 \\
626 non assegnato & \texttt{0000 1} & 1/32 \\
627 non assegnato & \texttt{0001} & 1/16 \\
629 provider-based & \texttt{001} & 1/8\\
631 non assegnato & \texttt{010} & 1/8 \\
632 non assegnato & \texttt{011} & 1/8 \\
633 geografic-based& \texttt{100} & 1/8 \\
634 non assegnato & \texttt{101} & 1/8 \\
635 non assegnato & \texttt{110} & 1/8 \\
636 non assegnato & \texttt{1110} & 1/16 \\
637 non assegnato & \texttt{1111 0} & 1/32 \\
638 non assegnato & \texttt{1111 10} & 1/64 \\
639 non assegnato & \texttt{1111 110} & 1/128 \\
640 non assegnato & \texttt{1111 1110 0} & 1/512 \\
642 unicast link-local & \texttt{1111 1110 10} & 1/1024 \\
643 unicast site-local & \texttt{1111 1110 11} & 1/1024 \\
646 \textit{multicast} & \texttt{1111 1111} & 1/256 \\
649 \caption{Classificazione degli indirizzi IPv6 a seconda dei bit più
651 \label{tab:IP_ipv6addr}
655 \subsection{La architettura degli indirizzi di IPv6}
656 \label{sec:IP_ipv6_addr_arch}
658 Come per IPv4 gli indirizzi sono identificatori per una singola (indirizzi
659 \textit{unicast}) o per un insieme (indirizzi \itindex{multicast}
660 \textit{multicast} e \textit{anycast}) di interfacce di rete.
662 Gli indirizzi sono sempre assegnati all'interfaccia, non al nodo che la
663 ospita; dato che ogni interfaccia appartiene ad un nodo quest'ultimo può
664 essere identificato attraverso uno qualunque degli indirizzi unicast delle sue
665 interfacce. A una interfaccia possono essere associati anche più indirizzi.
667 IPv6 presenta tre tipi diversi di indirizzi: due di questi, gli indirizzi
668 \textit{unicast} e \itindex{multicast} \textit{multicast} hanno le stesse
669 caratteristiche che in IPv4, un terzo tipo, gli indirizzi \textit{anycast} è
670 completamente nuovo. In IPv6 non esistono più gli indirizzi
671 \itindex{broadcast} \textit{broadcast}, la funzione di questi ultimi deve
672 essere reimplementata con gli indirizzi \itindex{multicast}
675 Gli indirizzi \textit{unicast} identificano una singola interfaccia: i
676 pacchetti mandati ad un tale indirizzo verranno inviati a quella interfaccia,
677 gli indirizzi \textit{anycast} identificano un gruppo di interfacce tale che
678 un pacchetto mandato a uno di questi indirizzi viene inviato alla più vicina
679 (nel senso di distanza di routing) delle interfacce del gruppo, gli indirizzi
680 \itindex{multicast} \textit{multicast} identificano un gruppo di interfacce
681 tale che un pacchetto mandato a uno di questi indirizzi viene inviato a tutte
682 le interfacce del gruppo.
684 In IPv6 non ci sono più le classi ma i bit più significativi indicano il tipo
685 di indirizzo; in tab.~\ref{tab:IP_ipv6addr} sono riportati i valori di detti
686 bit e il tipo di indirizzo che loro corrispondente. I bit più significativi
687 costituiscono quello che viene chiamato il \textit{format prefix} ed è sulla
688 base di questo che i vari tipi di indirizzi vengono identificati. Come si
689 vede questa architettura di allocazione supporta l'allocazione di indirizzi
690 per i provider, per uso locale e per il \itindex{multicast}
691 \textit{multicast}; inoltre è stato riservato lo spazio per indirizzi NSAP,
692 IPX e per le connessioni; gran parte dello spazio (più del 70\%) è riservato
695 Si noti infine che gli indirizzi \textit{anycast} non sono riportati in
696 tab.~\ref{tab:IP_ipv6addr} in quanto allocati al di fuori dello spazio di
697 allocazione degli indirizzi unicast.
699 \subsection{Indirizzi unicast \textit{provider-based}}
700 \label{sec:IP_ipv6_unicast}
702 Gli indirizzi \textit{provider-based} sono gli indirizzi usati per le
703 comunicazioni globali, questi sono definiti
704 nell'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc2073.txt}{RFC~2073} e sono gli
705 equivalenti degli attuali indirizzi delle classi da A a C.
707 L'autorità che presiede all'allocazione di questi indirizzi è la IANA; per
708 evitare i problemi di crescita delle tabelle di instradamento e una procedura
709 efficiente di allocazione la struttura di questi indirizzi è organizzata fin
710 dall'inizio in maniera gerarchica; pertanto lo spazio di questi indirizzi è
711 stato suddiviso in una serie di campi secondo lo schema riportato in
712 tab.~\ref{tab:IP_ipv6_unicast}.
717 \begin{tabular} {@{\vrule}p{6mm}
718 @{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{24mm}
719 @{\vrule}p{30mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
720 \multicolumn{1}{@{}c@{}}{3}&\multicolumn{1}{c}{5 bit}&
721 \multicolumn{1}{c}{$n$ bit}&\multicolumn{1}{c}{$56-n$ bit}&
722 \multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
724 \omit\vrule\hfill\vrule&\hspace{16mm} & & &\omit\hspace{76mm}\hfill\vrule\\
726 \centering \textsl{Registry Id}&
727 \centering \textsl{Provider Id}&
728 \centering \textsl{Subscriber Id}&
729 \textsl{Intra-Subscriber} \\
730 \omit\vrule\hfill\vrule& & & &\omit\hspace{6mm}\hfill\vrule\\
733 \caption{Formato di un indirizzo unicast \textit{provider-based}.}
734 \label{tab:IP_ipv6_unicast}
737 Al livello più alto la IANA può delegare l'allocazione a delle autorità
738 regionali (i Regional Register) assegnando ad esse dei blocchi di indirizzi; a
739 queste autorità regionali è assegnato un Registry Id che deve seguire
740 immediatamente il prefisso di formato. Al momento sono definite tre registri
741 regionali (INTERNIC, RIPE NCC e APNIC), inoltre la IANA si è riservata la
742 possibilità di allocare indirizzi su base regionale; pertanto sono previsti
743 i seguenti possibili valori per il \textsl{Registry Id};
744 gli altri valori restano riservati per la IANA.
748 \begin{tabular}{|l|l|l|}
750 \textbf{Regione} & \textbf{Registro} & \textbf{Id} \\
753 Nord America &INTERNIC & \texttt{11000} \\
754 Europa & RIPE NCC & \texttt{01000} \\
755 Asia & APNIC & \texttt{00100} \\
756 Multi-regionale & IANA &\texttt{10000} \\
759 \caption{Valori dell'identificativo dei
760 Regional Register allocati ad oggi.}
761 \label{tab:IP_ipv6_regid}
764 L'organizzazione degli indirizzi prevede poi che i due livelli successivi, di
765 suddivisione fra \textit{Provider Id}, che identifica i grandi fornitori di
766 servizi, e \textit{Subscriber Id}, che identifica i fruitori, sia gestita dai
767 singoli registri regionali. Questi ultimi dovranno definire come dividere lo
768 spazio di indirizzi assegnato a questi due campi (che ammonta a un totale di
769 56~bit), definendo lo spazio da assegnare al \textit{Provider Id} e
770 al \textit{Subscriber Id}, ad essi spetterà inoltre anche l'allocazione dei
771 numeri di \textit{Provider Id} ai singoli fornitori, ai quali sarà delegata
772 l'autorità di allocare i \textit{Subscriber Id} al loro interno.
774 L'ultimo livello è quello \textit{Intra-subscriber} che è lasciato alla
775 gestione dei singoli fruitori finali, gli indirizzi \textit{provider-based}
776 lasciano normalmente gli ultimi 64~bit a disposizione per questo livello, la
777 modalità più immediata è quella di usare uno schema del tipo mostrato in
778 tab.~\ref{tab:IP_ipv6_uninterf} dove l'\textit{Interface Id} è dato dal
779 MAC-address a 48~bit dello standard Ethernet, scritto in genere nell'hardware
780 delle scheda di rete, e si usano i restanti 16~bit per indicare la sottorete.
785 \begin{tabular} {@{\vrule}p{64mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
786 \multicolumn{1}{c}{64 bit}&\multicolumn{1}{c}{16 bit}&
787 \multicolumn{1}{c}{48 bit}\\
789 \omit\vrule\hfill\vrule&\hspace{16mm}&\omit\hspace{48mm}\hfill\vrule\\
790 \centering \textsl{Subscriber Prefix}&
791 \centering \textsl{Subnet Id}&
792 \textsl{Interface Id}\\
793 \omit\vrule\hfill\vrule& &\omit\hspace{6mm}\hfill\vrule\\
796 \caption{Formato del campo \textit{Intra-subscriber} per un indirizzo unicast
797 \textit{provider-based}.}
798 \label{tab:IP_ipv6_uninterf}
801 Qualora si dovesse avere a che fare con una necessità di un numero più
802 elevato di sottoreti, il precedente schema andrebbe modificato, per evitare
803 l'enorme spreco dovuto all'uso dei MAC-address, a questo scopo si possono
804 usare le capacità di autoconfigurazione di IPv6 per assegnare indirizzi
805 generici con ulteriori gerarchie per sfruttare efficacemente tutto lo spazio
808 Un registro regionale può introdurre un ulteriore livello nella gerarchia
809 degli indirizzi, allocando dei blocchi per i quali delegare l'autorità a dei
810 registri nazionali, quest'ultimi poi avranno il compito di gestire la
811 attribuzione degli indirizzi per i fornitori di servizi nell'ambito del/i
812 paese coperto dal registro nazionale con le modalità viste in precedenza.
813 Una tale ripartizione andrà effettuata all'interno dei soliti 56~bit come
814 mostrato in tab.~\ref{tab:IP_ipv6_uninaz}.
819 \begin{tabular} {@{\vrule}p{3mm}
820 @{\vrule}p{10mm}@{\vrule}p{12mm}@{\vrule}p{18mm}
821 @{\vrule}p{18mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
822 \multicolumn{1}{@{}c@{}}{3}&\multicolumn{1}{c}{5 bit}&
823 \multicolumn{1}{c}{n bit}&\multicolumn{1}{c}{m bit}&
824 \multicolumn{1}{c}{56-n-m bit}&\multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
826 \omit\vrule\hfill\vrule& & & & &\omit\hspace{64mm}\hfill\vrule\\
827 \centering \texttt{3}&
828 \centering \textsl{Reg.}&
829 \centering \textsl{Naz.}&
830 \centering \textsl{Prov.}&
831 \centering \textsl{Subscr.}&
832 \textsl{Intra-Subscriber} \\
833 \omit\vrule\hfill\vrule &&&&&\\
836 \caption{Formato di un indirizzo unicast \textit{provider-based} che prevede
837 un registro nazionale.}
838 \label{tab:IP_ipv6_uninaz}
842 \subsection{Indirizzi ad uso locale}
843 \label{sec:IP_ipv6_linksite}
845 Gli indirizzi ad uso locale sono indirizzi unicast che sono instradabili solo
846 localmente (all'interno di un sito o di una sottorete), e possono avere una
847 unicità locale o globale.
849 Questi indirizzi sono pensati per l'uso all'interno di un sito per mettere su
850 una comunicazione locale immediata, o durante le fasi di autoconfigurazione
851 prima di avere un indirizzo globale.
856 \begin{tabular} {@{\vrule}p{10mm}@{\vrule}p{54mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
857 \multicolumn{1}{c}{10} &\multicolumn{1}{c}{54 bit} &
858 \multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
860 \omit\vrule\hfill\vrule & & \omit\hspace{64mm}\hfill\vrule\\
861 \centering \texttt{FE80}&
862 \centering\texttt{0000 . . . . . 0000} &
864 \omit\vrule\hfill\vrule & &\\
867 \caption{Formato di un indirizzo \textit{link-local}.}
868 \label{tab:IP_ipv6_linklocal}
871 Ci sono due tipi di indirizzi, \textit{link-local} e \textit{site-local}. Il
872 primo è usato per un singolo link; la struttura è mostrata in
873 tab.~\ref{tab:IP_ipv6_linklocal}, questi indirizzi iniziano sempre con un
874 valore nell'intervallo \texttt{FE80}--\texttt{FEBF} e vengono in genere usati
875 per la configurazione automatica dell'indirizzo al bootstrap e per la ricerca
876 dei vicini (vedi \ref{sec:IP_ipv6_autoconf}); un pacchetto che abbia tale
877 indirizzo come sorgente o destinazione non deve venire ritrasmesso dai router.
879 Un indirizzo \textit{site-local} invece è usato per l'indirizzamento
880 all'interno di un sito che non necessita di un prefisso globale; la struttura
881 è mostrata in tab.~\ref{tab:IP_ipv6_sitelocal}, questi indirizzi iniziano
882 sempre con un valore nell'intervallo \texttt{FEC0}--\texttt{FEFF} e non devono
883 venire ritrasmessi dai router all'esterno del sito stesso; sono in sostanza
884 gli equivalenti degli indirizzi riservati per reti private definiti su IPv4.
885 Per entrambi gli indirizzi il campo \textit{Interface Id} è un identificatore
886 che deve essere unico nel dominio in cui viene usato, un modo immediato per
887 costruirlo è quello di usare il MAC-address delle schede di rete.
892 \begin{tabular} {@{\vrule}p{10mm}@{\vrule}p{38mm}@{\vrule}p{16mm}
894 \multicolumn{1}{c}{10} &\multicolumn{1}{c}{38 bit} &
895 \multicolumn{1}{c}{16 bit} &\multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
897 \omit\vrule\hfill\vrule& & & \omit\hspace{64mm}\hfill\vrule\\
898 \centering \texttt{FEC0}&
899 \centering \texttt{0000 . . . 0000}&
900 \centering Subnet Id &
902 \omit\vrule\hfill\vrule& & &\\
905 \caption{Formato di un indirizzo \textit{site-local}.}
906 \label{tab:IP_ipv6_sitelocal}
909 Gli indirizzi di uso locale consentono ad una organizzazione che non è
910 (ancora) connessa ad Internet di operare senza richiedere un prefisso globale,
911 una volta che in seguito l'organizzazione venisse connessa a Internet
912 potrebbe continuare a usare la stessa suddivisione effettuata con gli
913 indirizzi \textit{site-local} utilizzando un prefisso globale e la
914 rinumerazione degli indirizzi delle singole macchine sarebbe automatica.
916 \subsection{Indirizzi riservati}
917 \label{sec:IP_ipv6_reserved}
919 Alcuni indirizzi sono riservati per scopi speciali, in particolare per scopi
922 Un primo tipo sono gli indirizzi \textit{IPv4 mappati su IPv6} (mostrati in
923 tab.~\ref{tab:IP_ipv6_map}), questo sono indirizzi unicast che vengono usati
924 per consentire ad applicazioni IPv6 di comunicare con host capaci solo di
925 IPv4; questi sono ad esempio gli indirizzi generati da un DNS quando l'host
926 richiesto supporta solo IPv4; l'uso di un tale indirizzo in un socket IPv6
927 comporta la generazione di un pacchetto IPv4 (ovviamente occorre che sia IPv4
928 che IPv6 siano supportati sull'host di origine).
933 \begin{tabular} {@{\vrule}p{80mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
934 \multicolumn{1}{c}{80 bit} &\multicolumn{1}{c}{16 bit} &
935 \multicolumn{1}{c}{32 bit} \\
937 \omit\vrule\hfill\vrule& &\omit\hspace{32mm}\hfill\vrule\\
939 \texttt{0000 . . . . . . . . . . . . 0000} &
940 \centering\texttt{FFFF} &
942 \omit\vrule\hfill\vrule& &\\
945 \caption{Formato di un indirizzo IPV4 mappato su IPv6.}
946 \label{tab:IP_ipv6_map}
949 Un secondo tipo di indirizzi di compatibilità sono gli \textsl{IPv4
950 compatibili IPv6} (vedi tab.~\ref{tab:IP_ipv6_comp}) usati nella transizione
951 da IPv4 a IPv6: quando un nodo che supporta sia IPv6 che IPv4 non ha un router
952 IPv6 deve usare nel DNS un indirizzo di questo tipo, ogni pacchetto IPv6
953 inviato a un tale indirizzo verrà automaticamente incapsulato in IPv4.
958 \begin{tabular} {@{\vrule}p{80mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{32mm}@{\vrule}}
959 \multicolumn{1}{c}{80 bit} &\multicolumn{1}{c}{16 bit} &
960 \multicolumn{1}{c}{32 bit} \\
962 \omit\vrule\hfill\vrule& &\omit\hspace{32mm}\hfill\vrule\\
964 \texttt{0000 . . . . . . . . . . . . 0000} &
965 \centering\texttt{0000} &
966 \parbox{32mm}{\centering IPv4 address} \\
967 \omit\vrule\hfill\vrule& &\\
970 \caption{Formato di un indirizzo IPV4 mappato su IPv6.}
971 \label{tab:IP_ipv6_comp}
974 Altri indirizzi speciali sono il \textit{loopback address}, costituito da 127
975 zeri ed un uno (cioè \texttt{::1}) e l'\textsl{indirizzo generico}
976 costituito da tutti zeri (scritto come \texttt{0::0} o ancora più
977 semplicemente come \texttt{:}) usato in genere quando si vuole indicare
978 l'accettazione di una connessione da qualunque host.
980 \subsection{Multicasting}
981 \label{sec:IP_ipv6_multicast}
985 Gli indirizzi \textit{multicast} sono usati per inviare un pacchetto a un
986 gruppo di interfacce; l'indirizzo identifica uno specifico gruppo di
987 \textit{multicast} e il pacchetto viene inviato a tutte le interfacce di detto
988 gruppo. Un'interfaccia può appartenere ad un numero qualunque numero di
989 gruppi di \textit{multicast}. Il formato degli indirizzi \textit{multicast} è
990 riportato in tab.~\ref{tab:IP_ipv6_multicast}:
995 \begin{tabular} {@{\vrule}p{12mm}
996 @{\vrule}p{6mm}@{\vrule}p{6mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
997 \multicolumn{1}{c}{8}&\multicolumn{1}{c}{4}&
998 \multicolumn{1}{c}{4}&\multicolumn{1}{c}{112 bit} \\
1000 \omit\vrule\hfill\vrule& & & \omit\hspace{104mm}\hfill\vrule\\
1001 \centering\texttt{FF}&
1005 \omit\vrule\hfill\vrule &&&\\
1008 \caption{Formato di un indirizzo \textit{multicast}.}
1009 \label{tab:IP_ipv6_multicast}
1012 Il prefisso di formato per tutti gli indirizzi \textit{multicast} è
1013 \texttt{FF}, ad esso seguono i due campi il cui significato è il seguente:
1016 \item \textsl{flag}: un insieme di 4 bit, di cui i primi tre sono riservati e
1017 posti a zero, l'ultimo è zero se l'indirizzo è permanente (cioè un
1018 indirizzo noto, assegnato dalla IANA), ed è uno se invece l'indirizzo è
1020 \item \textsl{scop} è un numero di quattro bit che indica il raggio di
1021 validità dell'indirizzo, i valori assegnati per ora sono riportati in
1022 tab.~\ref{tab:IP_ipv6_multiscope}.
1030 \begin{tabular}[c]{|c|l|c|l|}
1032 \multicolumn{4}{|c|}{\bf Gruppi di multicast} \\
1035 0 & riservato & 8 & organizzazione locale \\
1036 1 & nodo locale & 9 & non assegnato \\
1037 2 & collegamento locale & A & non assegnato \\
1038 3 & non assegnato & B & non assegnato \\
1039 4 & non assegnato & C & non assegnato \\
1040 5 & sito locale & D & non assegnato \\
1041 6 & non assegnato & E & globale \\
1042 7 & non assegnato & F & riservato \\
1045 \caption{Possibili valori del campo \textsl{scop} di un indirizzo
1046 \textit{multicast}.}
1047 \label{tab:IP_ipv6_multiscope}
1050 Infine l'ultimo campo identifica il gruppo di \textit{multicast}, sia
1051 permanente che transitorio, all'interno del raggio di validità del medesimo.
1052 Alcuni indirizzi \textit{multicast}, riportati in tab.~\ref{tab:multiadd} sono
1053 già riservati per il funzionamento della rete.
1058 \begin{tabular}[c]{|l|l|l|}
1060 \textbf{Uso}& \textbf{Indirizzi riservati} & \textbf{Definizione}\\
1063 all-nodes & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:1} &
1064 \href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1970.txt}{RFC~1970} \\
1065 all-routers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:2} &
1066 \href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1970.txt}{RFC~1970} \\
1067 all-rip-routers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:9} &
1068 \href{http://www.ietf.org/rfc/rfc2080.txt}{RFC~2080} \\
1069 all-cbt-routers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:10} & \\
1070 reserved & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:0} & IANA \\
1071 link-name & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:1} & \\
1072 all-dhcp-agents & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:2} & \\
1073 all-dhcp-servers& \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:3} & \\
1074 all-dhcp-relays & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:4} & \\
1075 solicited-nodes & \texttt{FFxx:0:0:0:0:1:0:0} &
1076 \href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1970.txt}{RFC~1970} \\
1079 \caption{Gruppi di \textit{multicast} predefiniti.}
1080 \label{tab:multiadd}
1083 L'utilizzo del campo di \textit{scope} e di questi indirizzi predefiniti serve
1084 a recuperare le funzionalità del \itindex{broadcast} \textit{broadcasting} (ad
1085 esempio inviando un pacchetto all'indirizzo \texttt{FF02:0:0:0:0:0:0:1} si
1086 raggiungono tutti i nodi locali).
1088 \itindend{multicast}
1090 \subsection{Indirizzi \textit{anycast}}
1091 \label{sec:IP_anycast}
1093 Gli indirizzi \textit{anycast} sono indirizzi che vengono assegnati ad un
1094 gruppo di interfacce: un pacchetto indirizzato a questo tipo di indirizzo
1095 viene inviato al componente del gruppo più ``\textsl{vicino}'' secondo la
1096 distanza di instradamento calcolata dai router.
1098 Questi indirizzi sono allocati nello stesso spazio degli indirizzi unicast,
1099 usando uno dei formati disponibili, e per questo, sono da essi assolutamente
1100 indistinguibili. Quando un indirizzo unicast viene assegnato a più interfacce
1101 (trasformandolo in un anycast) il computer su cui è l'interfaccia deve essere
1102 configurato per tener conto del fatto.
1104 Gli indirizzi anycast consentono a un nodo sorgente di inviare pacchetti a una
1105 destinazione su un gruppo di possibili interfacce selezionate. La sorgente non
1106 deve curarsi di come scegliere l'interfaccia più vicina, compito che tocca al
1107 sistema di instradamento (in sostanza la sorgente non ha nessun controllo
1110 Gli indirizzi anycast, quando vengono usati come parte di una sequenza di
1111 instradamento, consentono ad esempio ad un nodo di scegliere quale fornitore
1112 vuole usare (configurando gli indirizzi anycast per identificare i router di
1113 uno stesso provider).
1115 Questi indirizzi pertanto possono essere usati come indirizzi intermedi in una
1116 intestazione di instradamento o per identificare insiemi di router connessi a
1117 una particolare sottorete, o che forniscono l'accesso a un certo sotto
1120 L'idea alla base degli indirizzi anycast è perciò quella di utilizzarli per
1121 poter raggiungere il fornitore di servizio più vicino; ma restano aperte tutta
1122 una serie di problematiche, visto che una connessione con uno di questi
1123 indirizzi non è possibile, dato che per una variazione delle distanze di
1124 routing non è detto che due pacchetti successivi finiscano alla stessa
1127 La materia è pertanto ancora controversa e in via di definizione.
1130 \subsection{Le estensioni}
1131 \label{sec:IP_ipv6_extens}
1133 Come già detto in precedenza IPv6 ha completamente cambiato il trattamento
1134 delle opzioni; queste ultime infatti sono state tolte dall'intestazione del
1135 pacchetto, e poste in apposite \textsl{intestazioni di estensione} (o
1136 \textit{extension header}) poste fra l'intestazione di IPv6 e l'intestazione
1137 del protocollo di trasporto.
1139 Per aumentare la velocità di elaborazione, sia dei dati del livello seguente
1140 che di ulteriori opzioni, ciascuna estensione deve avere una lunghezza
1141 multipla di 8 byte per mantenere l'allineamento a 64~bit di tutti le
1142 intestazioni seguenti.
1144 Dato che la maggior parte di queste estensioni non sono esaminate dai router
1145 durante l'instradamento e la trasmissione dei pacchetti, ma solo all'arrivo
1146 alla destinazione finale, questa scelta ha consentito un miglioramento delle
1147 prestazioni rispetto a IPv4 dove la presenza di un'opzione comportava l'esame
1150 Un secondo miglioramento è che rispetto a IPv4 le opzioni possono essere di
1151 lunghezza arbitraria e non limitate a 40 byte; questo, insieme al modo in cui
1152 vengono trattate, consente di utilizzarle per scopi come l'autenticazione e la
1153 sicurezza, improponibili con IPv4.
1155 Le estensioni definite al momento sono le seguenti:
1157 \item \textbf{Hop by hop} devono seguire immediatamente l'intestazione
1158 principale; indicano le opzioni che devono venire processate ad ogni
1159 passaggio da un router, fra di esse è da menzionare la \textit{jumbo
1160 payload} che segnala la presenza di un pacchetto di dati di dimensione
1161 superiore a 65535 byte.
1162 \item \textbf{Destination options} opzioni che devono venire esaminate al nodo
1163 di ricevimento, nessuna di esse è tuttora definita.
1164 \item \textbf{Routing} definisce una \textit{source route} (come la analoga
1165 opzione di IPv4) cioè una lista di indirizzi IP di nodi per i quali il
1166 pacchetto deve passare.
1167 \item \textbf{Fragmentation} viene generato automaticamente quando un host
1168 vuole frammentare un pacchetto, ed è riprocessato automaticamente alla
1169 destinazione che riassembla i frammenti.
1170 \item \textbf{Authentication} gestisce l'autenticazione e il controllo di
1171 integrità dei pacchetti; è documentato
1172 dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1826.txt}{RFC~1826}.
1173 \item \textbf{Encapsulation} serve a gestire la segretezza del contenuto
1174 trasmesso; è documentato
1175 dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1827.txt}{RFC~1827}.
1178 La presenza di opzioni è rilevata dal valore del campo \textit{next header}
1179 che indica qual è l'intestazione successiva a quella di IPv6; in assenza di
1180 opzioni questa sarà l'intestazione di un protocollo di trasporto del livello
1181 superiore, per cui il campo assumerà lo stesso valore del campo
1182 \textit{protocol} di IPv4, altrimenti assumerà il valore dell'opzione
1183 presente; i valori possibili sono riportati in
1184 tab.~\ref{tab:IP_ipv6_nexthead}.
1189 \begin{tabular}{|c|l|l|}
1191 \textbf{Valore} & \textbf{Keyword} & \textbf{Tipo di protocollo} \\
1195 & HBH & Hop by Hop \\
1196 1 & ICMP & Internet Control Message (IPv4 o IPv6) \\
1197 2 & ICMP & Internet Group Management (IPv4) \\
1198 3 & GGP & Gateway-to-Gateway \\
1199 4 & IP & IP in IP (IPv4 encapsulation) \\
1201 6 & TCP & Trasmission Control \\
1202 17 & UDP & User Datagram \\
1203 43 & RH & Routing Header (IPv6) \\
1204 44 & FH & Fragment Header (IPv6) \\
1205 45 & IDRP & Inter Domain Routing \\
1206 51 & AH & Authentication Header (IPv6) \\
1207 52 & ESP & Encrypted Security Payload (IPv6) \\
1208 59 & Null & No next header (IPv6) \\
1209 88 & IGRP & Internet Group Routing \\
1210 89 & OSPF & Open Short Path First \\
1214 \caption{Tipi di protocolli e intestazioni di estensione}
1215 \label{tab:IP_ipv6_nexthead}
1219 Questo meccanismo permette la presenza di più opzioni in successione prima
1220 del pacchetto del protocollo di trasporto; l'ordine raccomandato per le
1221 estensioni è quello riportato nell'elenco precedente con la sola differenza
1222 che le opzioni di destinazione sono inserite nella posizione ivi indicata solo
1223 se, come per il tunnelling, devono essere esaminate dai router, quelle che
1224 devono essere esaminate solo alla destinazione finale vanno in coda.
1227 \subsection{Qualità di servizio}
1228 \label{sec:IP_ipv6_qos}
1230 Una delle caratteristiche innovative di IPv6 è quella di avere introdotto un
1231 supporto per la qualità di servizio che è importante per applicazioni come
1232 quelle multimediali o ``real-time'' che richiedono un qualche grado di
1233 controllo sulla stabilità della banda di trasmissione, sui ritardi o la
1234 dispersione dei temporale del flusso dei pacchetti.
1237 \subsection{Etichette di flusso}
1238 \label{sec:IP_ipv6_flow}
1239 L'introduzione del campo \textit{flow label} può essere usata dall'origine
1240 della comunicazione per etichettare quei pacchetti per i quali si vuole un
1241 trattamento speciale da parte dei router come un una garanzia di banda minima
1242 assicurata o un tempo minimo di instradamento/trasmissione garantito.
1244 Questo aspetto di IPv6 è ancora sperimentale per cui i router che non
1245 supportino queste funzioni devono porre a zero il \textit{flow label} per i
1246 pacchetti da loro originanti e lasciare invariato il campo per quelli in
1249 Un flusso è una sequenza di pacchetti da una particolare origine a una
1250 particolare destinazione per il quale l'origine desidera un trattamento
1251 speciale da parte dei router che lo manipolano; la natura di questo
1252 trattamento può essere comunicata ai router in vari modi (come un protocollo
1253 di controllo o con opzioni del tipo \textit{hop-by-hop}).
1255 Ci possono essere più flussi attivi fra un'origine e una destinazione, come
1256 del traffico non assegnato a nessun flusso, un flusso viene identificato
1257 univocamente dagli indirizzi di origine e destinazione e da una etichetta di
1258 flusso diversa da zero, il traffico normale deve avere l'etichetta di flusso
1261 L'etichetta di flusso è assegnata dal nodo di origine, i valori devono
1262 essere scelti in maniera (pseudo)casuale nel range fra 1 e FFFFFF in modo da
1263 rendere utilizzabile un qualunque sottoinsieme dei bit come chiavi di hash per
1266 \subsection{Priorità}
1267 \label{sec:IPv6_prio}
1269 Il campo di priorità consente di indicare il livello di priorità dei
1270 pacchetti relativamente agli altri pacchetti provenienti dalla stessa
1271 sorgente. I valori sono divisi in due intervalli, i valori da 0 a 7 sono usati
1272 per specificare la priorità del traffico per il quale la sorgente provvede
1273 un controllo di congestione cioè per il traffico che può essere ``tirato
1274 indietro'' in caso di congestione come quello di TCP, i valori da 8 a 15 sono
1275 usati per i pacchetti che non hanno questa caratteristica, come i pacchetti
1276 ``real-time'' inviati a ritmo costante.
1278 Per il traffico con controllo di congestione sono raccomandati i seguenti
1279 valori di priorità a seconda del tipo di applicazione:
1284 \begin{tabular}{|c|l|}
1286 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di traffico} \\
1289 0 & traffico generico \\
1290 1 & traffico di riempimento (es. news) \\
1291 2 & trasferimento dati non interattivo (es. e-mail)\\
1293 4 & trasferimento dati interattivo (es. FTP, HTTP, NFS) \\
1297 \caption{Formato di un indirizzo \textit{site-local}.}
1298 \label{tab:priority}
1301 Per il traffico senza controllo di congestione la priorità più bassa
1302 dovrebbe essere usata per quei pacchetti che si preferisce siano scartati
1303 più facilmente in caso di congestione.
1306 \subsection{Sicurezza a livello IP}
1307 \label{sec:security}
1309 La attuale implementazione di Internet presenta numerosi problemi di
1310 sicurezza, in particolare i dati presenti nelle intestazioni dei vari
1311 protocolli sono assunti essere corretti, il che da adito alla possibilità di
1312 varie tipologie di attacco forgiando pacchetti false, inoltre tutti questi
1313 dati passano in chiaro sulla rete e sono esposti all'osservazione di chiunque
1316 Con IPv4 non è possibile realizzare un meccanismo di autenticazione e
1317 riservatezza a un livello inferiore al primo (quello di applicazione), con
1318 IPv6 è stato progettata la possibilità di intervenire al livello di rete (il
1319 terzo) prevedendo due apposite estensioni che possono essere usate per fornire
1320 livelli di sicurezza a seconda degli utenti. La codifica generale di questa
1321 architettura è riportata
1322 nell'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc2401.txt}{RFC~2401}.
1324 Il meccanismo in sostanza si basa su due estensioni:
1326 \item una intestazione di sicurezza (\textit{authentication header}) che
1327 garantisce al destinatario l'autenticità del pacchetto
1328 \item un carico di sicurezza (\textit{Encrypted Security Payload}) che
1329 assicura che solo il legittimo ricevente può leggere il pacchetto.
1332 Perché tutto questo funzioni le stazioni sorgente e destinazione devono
1333 usare una stessa chiave crittografica e gli stessi algoritmi, l'insieme degli
1334 accordi fra le due stazioni per concordare chiavi e algoritmi usati va sotto
1335 il nome di associazione di sicurezza.
1337 I pacchetti autenticati e crittografati portano un indice dei parametri di
1338 sicurezza (SPI, \textit{Security Parameter Index}) che viene negoziato prima
1339 di ogni comunicazione ed è definito dalla stazione sorgente. Nel caso di
1340 \textit{multicast} dovrà essere lo stesso per tutte le stazioni del gruppo.
1342 \subsection{Autenticazione}
1345 Il primo meccanismo di sicurezza è quello dell'intestazione di autenticazione
1346 (\textit{authentication header}) che fornisce l'autenticazione e il controllo
1347 di integrità (ma senza riservatezza) dei pacchetti IP.
1349 L'intestazione di autenticazione ha il formato descritto in
1350 fig.~\ref{fig:autent_estens}: il campo \textit{Next Header} indica
1351 l'intestazione successiva, con gli stessi valori del campo omonimo
1352 nell'intestazione principale di IPv6, il campo \textit{Length} indica la
1353 lunghezza dell'intestazione di autenticazione in numero di parole a 32 bit, il
1354 campo riservato deve essere posto a zero, seguono poi l'indice di sicurezza,
1355 stabilito nella associazione di sicurezza, e un numero di sequenza che la
1356 stazione sorgente deve incrementare di pacchetto in pacchetto.
1358 Completano l'intestazione i dati di autenticazione che contengono un valore di
1359 controllo di integrità (ICV, \textit{Integrity Check Value}), che deve essere
1360 di dimensione pari a un multiplo intero di 32 bit e può contenere un padding
1361 per allineare l'intestazione a 64 bit. Tutti gli algoritmi di autenticazione
1362 devono provvedere questa capacità.
1364 \begin{figure}[!htb]
1366 \includegraphics[width=10cm]{img/ah_option}
1367 \caption{Formato dell'intestazione dell'estensione di autenticazione.}
1368 \label{fig:autent_estens}
1371 L'intestazione di autenticazione può essere impiegata in due modi diverse
1372 modalità: modalità trasporto e modalità tunnel.
1374 La modalità trasporto è utilizzabile solo per comunicazioni fra stazioni
1375 singole che supportino l'autenticazione. In questo caso l'intestazione di
1376 autenticazione è inserita dopo tutte le altre intestazioni di estensione
1377 eccezion fatta per la \textit{Destination Option} che può comparire sia
1380 \begin{figure}[!htb]
1382 \includegraphics[width=10cm]{img/IP_AH_packet}
1383 \caption{Formato di un pacchetto IPv6 che usa l'opzione di autenticazione.}
1384 \label{fig:AH_autent_head}
1387 La modalità tunnel può essere utilizzata sia per comunicazioni fra stazioni
1388 singole che con un gateway di sicurezza; in questa modalità ...
1391 L'intestazione di autenticazione è una intestazione di estensione inserita
1392 dopo l'intestazione principale e prima del carico dei dati. La sua presenza
1393 non ha perciò alcuna influenza sui livelli superiori dei protocolli di
1394 trasmissione come il TCP.
1397 La procedura di autenticazione cerca di garantire l'autenticità del pacchetto
1398 nella massima estensione possibile, ma dato che alcuni campi dell'intestazione
1399 di IP possono variare in maniera impredicibile alla sorgente, il loro valore
1400 non può essere protetto dall'autenticazione.
1402 Il calcolo dei dati di autenticazione viene effettuato alla sorgente su una
1403 versione speciale del pacchetto in cui il numero di salti nell'intestazione
1404 principale è impostato a zero, così come le opzioni che possono essere
1405 modificate nella trasmissione, e l'intestazione di routing (se usata) è posta
1406 ai valori che deve avere all'arrivo.
1408 L'estensione è indipendente dall'algoritmo particolare, e il protocollo è
1409 ancora in fase di definizione; attualmente è stato suggerito l'uso di una
1410 modifica dell'MD5 chiamata \textit{keyed MD5} che combina alla codifica anche
1411 una chiave che viene inserita all'inizio e alla fine degli altri campi.
1414 \subsection{Riservatezza}
1417 Per garantire una trasmissione riservata dei dati, è stata previsto la
1418 possibilità di trasmettere pacchetti con i dati criptati: il cosiddetto ESP,
1419 \textit{Encripted Security Payload}. Questo viene realizzato usando con una
1420 apposita opzione che deve essere sempre l'ultima delle intestazioni di
1421 estensione; ad essa segue il carico del pacchetto che viene criptato.
1423 Un pacchetto crittografato pertanto viene ad avere una struttura del tipo di
1424 quella mostrata in fig.~\ref{fig:ESP_criptopack}, tutti i campi sono in chiaro
1425 fino al vettore di inizializzazione, il resto è crittografato.
1429 \begin{figure}[!htb]
1431 \includegraphics[width=10cm]{img/esp_option}
1432 \caption{Schema di pacchetto crittografato.}
1433 \label{fig:ESP_criptopack}
1438 \subsection{Autoconfigurazione}
1439 \label{sec:IP_ipv6_autoconf}
1441 Una delle caratteristiche salienti di IPv6 è quella dell'autoconfigurazione,
1442 il protocollo infatti fornisce la possibilità ad un nodo di scoprire
1443 automaticamente il suo indirizzo acquisendo i parametri necessari per potersi
1444 connettere a internet.
1446 L'autoconfigurazione sfrutta gli indirizzi link-local; qualora sul nodo sia
1447 presente una scheda di rete che supporta lo standard IEEE802 (ethernet) questo
1448 garantisce la presenza di un indirizzo fisico a 48 bit unico; pertanto il nodo
1449 può assumere automaticamente senza pericoli di collisione l'indirizzo
1450 link-local \texttt{FE80::xxxx:xxxx:xxxx} dove \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} è
1451 l'indirizzo hardware della scheda di rete.
1453 Nel caso in cui non sia presente una scheda che supporta lo standard IEEE802
1454 allora il nodo assumerà ugualmente un indirizzo link-local della forma
1455 precedente, ma il valore di \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} sarà generato
1456 casualmente; in questo caso la probabilità di collisione è di 1 su 300
1457 milioni. In ogni caso per prevenire questo rischio il nodo invierà un
1458 messaggio ICMP \textit{Solicitation} all'indirizzo scelto attendendo un certo
1459 lasso di tempo; in caso di risposta l'indirizzo è duplicato e il
1460 procedimento dovrà essere ripetuto con un nuovo indirizzo (o interrotto
1461 richiedendo assistenza).
1463 Una volta ottenuto un indirizzo locale valido diventa possibile per il nodo
1464 comunicare con la rete locale; sono pertanto previste due modalità di
1465 autoconfigurazione, descritte nelle seguenti sezioni. In ogni caso
1466 l'indirizzo link-local resta valido.
1468 \subsection{Autoconfigurazione stateless}
1469 \label{sec:stateless}
1471 Questa è la forma più semplice di autoconfigurazione, possibile quando
1472 l'indirizzo globale può essere ricavato dall'indirizzo link-local cambiando
1473 semplicemente il prefisso a quello assegnato dal provider per ottenere un
1476 La procedura di configurazione è la seguente: all'avvio tutti i nodi IPv6
1477 iniziano si devono aggregare al gruppo di \itindex{multicast}
1478 \textit{multicast} \textit{all-nodes} programmando la propria interfaccia per
1479 ricevere i messaggi dall'indirizzo \textit{multicast} \texttt{FF02::1} (vedi
1480 sez.~\ref{sec:IP_ipv6_multicast}); a questo punto devono inviare un messaggio
1481 ICMP \textit{Router solicitation} a tutti i router locali usando l'indirizzo
1482 \itindex{multicast} \textit{multicast} \texttt{FF02::2} usando come sorgente
1483 il proprio indirizzo link-local.
1485 Il router risponderà con un messaggio ICMP \textit{Router Advertisement} che
1486 fornisce il prefisso e la validità nel tempo del medesimo, questo tipo di
1487 messaggio può essere trasmesso anche a intervalli regolari. Il messaggio
1488 contiene anche l'informazione che autorizza un nodo a autocostruire
1489 l'indirizzo, nel qual caso, se il prefisso unito all'indirizzo link-local non
1490 supera i 128 bit, la stazione ottiene automaticamente il suo indirizzo
1493 \subsection{Autoconfigurazione stateful}
1494 \label{sec:stateful}
1496 Benché estremamente semplice l'autoconfigurazione stateless presenta alcuni
1497 problemi; il primo è che l'uso degli indirizzi delle schede di rete è
1498 molto inefficiente; nel caso in cui ci siano esigenze di creare una gerarchia
1499 strutturata su parecchi livelli possono non restare 48~bit per l'indirizzo
1500 della singola stazione; il secondo problema è di sicurezza, dato che basta
1501 introdurre in una rete una stazione autoconfigurante per ottenere un accesso
1504 Per questi motivi è previsto anche un protocollo stateful basato su un server
1505 che offra una versione IPv6 del DHCP; un apposito gruppo di \textit{multicast}
1506 \texttt{FF02::1:0} è stato riservato per questi server; in questo caso il nodo
1507 interrogherà il server su questo indirizzo di \textit{multicast} con
1508 l'indirizzo link-local e riceverà un indirizzo unicast globale.
1511 \section{Il protocollo ICMP}
1512 \label{sec:ICMP_protocol}
1514 Come già accennato nelle sezioni precedenti, l'\textit{Internet Control
1515 Message Protocol} è un protocollo di servizio fondamentale per il
1516 funzionamento del livello di rete. Il protocollo ICMP viene trasportato
1517 direttamente su IP, ma proprio per questa sua caratteristica di protocollo di
1518 servizio è da considerarsi a tutti gli effetti appartenente al livello di
1522 \subsection{L'intestazione di ICMP}
1523 \label{sec:ICMP_header}
1525 Il protocollo ICMP è estremamente semplice, ed il suo unico scopo è quello di
1526 inviare messaggi di controllo; in fig.~\ref{fig:ICMP_header} si è riportata la
1527 struttura dell'intestazione di un pacchetto ICMP generico.
1530 \centering \includegraphics[width=12cm]{img/icmp_head}
1531 \caption{L'intestazione del protocollo ICMP.}
1532 \label{fig:ICMP_header}
1541 \begin{tabular}{|l|l|p{9.5cm}|}
1543 \textbf{Valore}&\textbf{Tipo}&\textbf{Significato}\\
1546 \texttt{any} & -- & Seleziona tutti i possibili valori \\
1548 \texttt{echo-reply} &0& inviato in risposta ad un ICMP
1549 \textit{echo-request} \\
1550 \texttt{destination-unreachable}&3& segnala una destinazione
1551 irraggiungibile, viene
1552 inviato all'IP sorgente di un
1553 pacchetto quando un router realizza
1554 che questo non può essere inviato a
1556 \texttt{source-quench} &4& inviato in caso di congestione della
1557 rete per indicare all'IP sorgente di
1558 diminuire il traffico inviato.\\
1559 \texttt{redirect} &5& inviato per segnalare un errore di
1560 routing, richiede che la macchina
1561 sorgente rediriga il traffico ad un
1562 altro router da esso specificato. \\
1563 \texttt{echo-request} &8& richiede l'invio in risposta di un
1564 \texttt{echo-reply}. \\
1565 % \texttt{router-advertisement} & & \\
1566 % \texttt{router-solicitation} & & \\
1567 \texttt{time-exceeded} &11& inviato quando il TTL di un pacchetto
1569 \texttt{parameter-problem} &12& inviato da un router che rileva dei
1570 problemi con l'intestazione di un
1572 \texttt{timestamp-request} &13& richiede l'invio in risposta di un
1573 \texttt{timestamp-reply}.\\
1574 \texttt{timestamp-reply} &14& inviato in risposta di un
1575 \texttt{timestamp-request}. \\
1576 \texttt{info-request} &15& richiede l'invio in risposta di un
1577 \texttt{info-reply}.\\
1578 \texttt{info-reply} &16& inviato in risposta di un
1579 \texttt{info-request}.\\
1580 \texttt{address-mask-request} &17& richiede l'invio in risposta di un
1581 \texttt{address-mask-reply}. \\
1582 \texttt{address-mask-reply} &18& inviato in risposta di un
1583 \texttt{address-mask-request}. \\
1586 \caption{I valori del \textsl{tipo} per i pacchetti ICMP.}
1587 \label{tab:ICMP_type}
1595 \begin{tabular}{|l|l|}
1597 \textbf{Valore}&\textbf{Codice}\\
1600 \texttt{network-unreachable} &0\\
1601 \texttt{host-unreachable} &1\\
1602 \texttt{protocol-unreachable} &2\\
1603 \texttt{port-unreachable} &3 \\
1604 \texttt{fragmentation-needed} &4\\
1605 \texttt{source-route-failed} &5\\
1606 \texttt{network-unknown} &6\\
1607 \texttt{host-unknown} &7\\
1608 \texttt{host-isolated} &8\\
1609 \texttt{network-prohibited} &9\\
1610 \texttt{host-prohibited} &10 \\
1611 \texttt{TOS-network-unreachable} &11 \\
1612 \texttt{TOS-host-unreachable} &12 \\
1613 \texttt{communication-prohibited} &13 \\
1614 \texttt{host-precedence-violation}&14 \\
1615 \texttt{precedence-cutoff} &15 \\
1617 \texttt{network-redirect} &0 \\
1618 \texttt{host-redirect} &1 \\
1619 \texttt{TOS-network-redirect} &2 \\
1620 \texttt{TOS-host-redirect} &3 \\
1622 \texttt{ttl-zero-during-transit} &0 \\
1623 \texttt{ttl-zero-during-reassembly}&1 \\
1625 \texttt{ip-header-bad} &0 \\
1626 \texttt{required-option-missing} &1 \\
1629 \caption{Valori del campo \textsl{codice} per il protocollo ICMP.}
1630 \label{tab:ICMP_code}
1634 % LocalWords: sez Protocol IPv dall' RFC Ethernet Token FDDI Universal host of
1635 % LocalWords: addressing Best effort l'host router IANA Assigned Number tab to
1636 % LocalWords: Authority quest'ultime multicast group reserved for CIDR Domain
1637 % LocalWords: Classless Routing TOS Type Service IPTOS LOWDELAY THROUGHPUT QoS
1638 % LocalWords: RELIABILITY MINCOST optval anycast unicast fig header version FE
1639 % LocalWords: priority flow label payload length next hop limit live source FF
1640 % LocalWords: destination identification fragment checksum TCP UDP ICMPv type
1641 % LocalWords: service head total fragmentation protocol broadcast broadcasting
1642 % LocalWords: multicasting path MTU discovery NSAP IPX based geografic local
1643 % LocalWords: routing format prefix nell' Registry Subscriber Intra Regional
1644 % LocalWords: Register INTERNIC NCC APNIC subscriber Interface MAC address Reg
1645 % LocalWords: Subnet Naz Prov Subscr FEBF bootstrap FEC FEFF DNS socket FFFF
1646 % LocalWords: sull'host loopback scop all nodes routers rip cbt name dhcp HBH
1647 % LocalWords: agents servers relays solicited extension options route Keyword
1648 % LocalWords: Authentication Encapsulation ICMP Control Message GGP Gateway ST
1649 % LocalWords: encapsulation Stream Trasmission Datagram RH FH IDRP ESP Null ip
1650 % LocalWords: Encrypted Security IGRP OSPF Short First tunnelling FFFFFF hash
1651 % LocalWords: news FTP NFS authentication Parameter Index ICV Integrity Value
1652 % LocalWords: padding Option gateway dell'MD keyed Encripted IEEE ethernet any
1653 % LocalWords: dell'autoconfigurazione L'autoconfigurazione Solicitation l'IP
1654 % LocalWords: stateless solicitation Advertisement stateful Transfer Unit echo
1655 % LocalWords: l'autoconfigurazione reply request unreachable all'IP quench TTL
1656 % LocalWords: redirect exceeded parameter problem timestamp info mask port ttl
1657 % LocalWords: needed failed unknown isolated prohibited communication cutoff
1658 % LocalWords: precedence violation during reassembly bad required option
1659 % LocalWords: missing
1663 %%% Local Variables:
1665 %%% TeX-master: "gapil"