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1 \chapter{Il protocollo IP}
2 \label{cha:ip_protocol}
3
4 L'attuale Internet Protocol (IPv4) viene standardizzato nel 1981
5 dall'RFC~719; esso nasce per disaccoppiare le applicazioni della struttura
6 hardware delle reti di trasmissione, e creare una interfaccia di trasmissione
7 dei dati indipendente dal sottostante substrato di rete, che può essere
8 realizzato con le tecnologie più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI,
9 etc.).
10
11
12 \section{Introduzione}
13 \label{sec:IP_intro}
14
15 Il compito di IP è pertanto quello di trasmettere i pacchetti da un computer
16 all'altro della rete; le caratteristiche essenziali con cui questo viene
17 realizzato in IPv4 sono due:
18
19 \begin{itemize}
20 \item \textit{Universal addressing} la comunicazione avviene fra due host
21   identificati univocamente con un indirizzo a 32 bit che può appartenere ad
22   una sola interfaccia di rete.
23 \item \textit{Best effort} viene assicurato il massimo impegno nella
24   trasmissione, ma non c'è nessuna garanzia per i livelli superiori né
25   sulla percentuale di successo né sul tempo di consegna dei pacchetti di
26   dati.
27 \end{itemize}
28
29 Per effettuare la comunicazione e l'instradamento dei pacchetti fra le varie
30 reti di cui è composta Internet IPv4 organizza gli indirizzi in una
31 gerarchia a due livelli, in cui una parte dei 32 bit dell'indirizzo indica il
32 numero di rete, e un'altra l'host al suo interno.  Il numero di rete serve
33 ai router per stabilire a quale rete il pacchetto deve essere inviato, il
34 numero di host indica la macchina di destinazione finale all'interno di detta
35 rete.
36
37 Per garantire l'unicità dell'indirizzo Internet esiste un'autorità
38 centrale (la IANA, \textit{Internet Assigned Number Authority}) che assegna i
39 numeri di rete alle organizzazioni che ne fanno richiesta; è poi compito di
40 quest'ultime assegnare i numeri dei singoli host.  
41
42 Per venire incontro alle diverse esigenze gli indirizzi di rete sono stati
43 originariamente organizzati in \textit{classi}, (rappresentate in
44 \tabref{tab:IP_ipv4class}), per consentire dispiegamenti di reti di dimensioni
45 diverse.
46
47
48 \begin{table}[htb]
49   \centering
50   \footnotesize
51   \begin{tabular} {c@{\hspace{1mm}\vrule}
52       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
53       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
54       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
55       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
56       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
57       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
58       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
59       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}}
60     \omit&\omit& \multicolumn{7}{c}{7 bit}&\multicolumn{24}{c}{24 bit} \\
61     \cline{2-33}
62     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
63     classe A &\centering 0&
64     \multicolumn{7}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{21mm}{\centering net Id}} &
65     \multicolumn{24}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{72mm}{\centering host Id}} \\
66     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
67     \cline{2-33}
68     \multicolumn{33}{c}{ } \\
69     \omit&\omit&\omit& 
70     \multicolumn{14}{c}{14 bit}&\multicolumn{16}{c}{16 bit} \\
71     \cline{2-33}
72     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
73     classe B&\centering 1&\centering 0& 
74     \multicolumn{14}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{42mm}{\centering net Id}} &
75     \multicolumn{16}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{48mm}{\centering host Id}} \\
76     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
77     \cline{2-33}
78    
79     \multicolumn{33}{c}{ } \\
80     \omit&\omit&\omit& 
81     \multicolumn{21}{c}{21 bit}&\multicolumn{8}{c}{8 bit} \\
82     \cline{2-33}
83     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
84     classe C&\centering 1&\centering 1&\centering 0&
85     \multicolumn{21}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{63mm}{\centering net Id}} &
86     \multicolumn{8}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{24mm}{\centering host Id}} \\
87     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
88     \cline{2-33}
89
90
91     \multicolumn{33}{c}{ } \\
92     \omit&\omit&\omit&\omit& 
93     \multicolumn{28}{c}{28 bit} \\
94     \cline{2-33}
95     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
96     classe D&\centering 1&\centering 1&\centering 1&\centering 0&
97     \multicolumn{28}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{63mm}{\centering 
98         multicast group Id}} \\
99     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
100     \cline{2-33}
101
102     \multicolumn{33}{c}{ } \\
103     \omit&\omit&\omit&\omit&\omit&
104     \multicolumn{27}{c}{27 bit} \\
105     \cline{2-33}
106     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
107     classe E&\centering 1&\centering 1&\centering 1&\centering 1&\centering 0&
108     \multicolumn{27}{@{}c@{\vrule}}{\parbox{59mm}{\centering 
109         reserved for future use}} \\
110     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
111     \cline{2-33}
112
113 \end{tabular}
114 \caption{Le classi di indirizzi secondo IPv4.}
115 \label{tab:IP_ipv4class}
116 \end{table}
117
118 Le classi usate per il dispiegamento delle reti sono le prime tre; la classe D
119 è destinata al (non molto usato) \textit{multicast} mentre la classe E è
120 riservata per usi sperimentali e non viene impiegata.
121
122 Come si può notare però la suddivisione riportata in \tabref{tab:IP_ipv4class}
123 è largamente inefficiente in quanto se ad un utente necessita anche solo un
124 indirizzo in più dei 256 disponibili con una classe A occorre passare a una
125 classe B, con un conseguente spreco di numeri.
126
127 Inoltre, in particolare per le reti di classe C, la presenza di tanti
128 indirizzi di rete diversi comporta una crescita enorme delle tabelle di
129 instradamento che ciascun router dovrebbe tenere in memoria per sapere dove
130 inviare il pacchetto, con conseguente crescita dei tempi di processo da parte
131 di questi ultimi ed inefficienza nel trasporto.
132
133 \begin{table}[htb]
134   \centering
135   \footnotesize
136   \begin{tabular} {c@{\hspace{1mm}\vrule}
137       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
138       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
139       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
140       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
141       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
142       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
143       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}
144       p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}p{3mm}@{\vrule}}
145     \omit&
146     \multicolumn{12}{c}{$n$ bit}&\multicolumn{20}{c}{$32-n$ bit} \\
147     \cline{2-33}
148     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
149     CIDR &
150     \multicolumn{12}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{36mm}{\centering net Id}} &
151     \multicolumn{20}{@{}c@{\vrule}}{\parbox[c]{60mm}{\centering host Id}} \\
152     \omit\hfill\vrule &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& &&&&&&&& \\
153     \cline{2-33}
154 \end{tabular}
155 \caption{Uno esempio di indirizzamento CIDR.}
156 \label{tab:IP_ipv4cidr}
157 \end{table}
158
159 Per questo nel 1992 è stato introdotto un indirizzamento senza classi (il
160 CIDR, \textit{Classless Inter-Domain Routing}) in cui il limite fra i bit
161 destinati a indicare il numero di rete e quello destinati a indicare l'host
162 finale può essere piazzato in qualunque punto (vedi \tabref{tab:IP_ipv4cidr}),
163 permettendo di accorpare più classi A su un'unica rete o suddividere una
164 classe B e diminuendo al contempo il numero di indirizzi di rete da inserire
165 nelle tabelle di instradamento dei router.
166
167
168 \section{I motivi della transizione}
169 \label{sec:IP_whyipv6}
170
171 Negli ultimi anni la crescita vertiginosa del numero di macchine connesse a
172 internet ha iniziato a far emergere i vari limiti di IPv4; in particolare si
173 è iniziata a delineare la possibilità di arrivare a una carenza di
174 indirizzi disponibili.
175
176 In realtà il problema non è propriamente legato al numero di indirizzi
177 disponibili; infatti con 32 bit si hanno $2^{32}$, cioè circa 4 miliardi,
178 numeri diversi possibili, che sono molti di più dei computer attualmente
179 esistenti.
180
181 Il punto è che la suddivisione di questi numeri nei due livelli rete/host e
182 l'utilizzo delle classi di indirizzamento mostrate in precedenza, ha
183 comportato che, nella sua evoluzione storica, il dispiegamento delle reti e
184 l'allocazione degli indirizzi siano stati inefficienti; neanche l'uso del CIDR
185 ha permesso di eliminare le inefficienze che si erano formate, dato che il
186 ridispiegamento degli indirizzi comporta cambiamenti complessi a tutti i
187 livelli e la riassegnazione di tutti gli indirizzi dei computer di ogni
188 sottorete.
189
190 Diventava perciò necessario progettare un nuovo protocollo che permettesse
191 di risolvere questi problemi, e garantisse flessibilità sufficiente per
192 poter continuare a funzionare a lungo termine; in particolare necessitava un
193 nuovo schema di indirizzamento che potesse rispondere alle seguenti
194 necessità:
195
196 \begin{itemize}
197 \item un maggior numero di numeri disponibili che consentisse di non restare
198   più a corto di indirizzi
199 \item un'organizzazione gerarchica più flessibile dell'attuale 
200 \item uno schema di assegnazione degli indirizzi in grado di minimizzare le
201   dimensioni delle tabelle di instradamento
202 \item uno spazio di indirizzi che consentisse un passaggio automatico dalle
203   reti locali a internet
204 \end{itemize}
205
206
207 \section{Principali caratteristiche di IPv6}
208 \label{sec:IP_ipv6over}
209
210 Per rispondere alle esigenze descritte in \secref{sec:IP_whyipv6} IPv6 nasce
211 come evoluzione di IPv4, mantendone inalterate le funzioni che si sono
212 dimostrate valide, eliminando quelle inutili e aggiungendone poche altre
213 ponendo al contempo una grande attenzione a mantenere il protocollo il più
214 snello e veloce possibile.
215
216 I cambiamenti apportati sono comunque notevoli e possono essere riassunti a
217 grandi linee nei seguenti punti:
218 \begin{itemize}
219 \item l'espansione delle capacità di indirizzamento e instradamento, per
220   supportare una gerarchia con più livelli di indirizzamento, un numero di
221   nodi indirizzabili molto maggiore e una autoconfigurazione degli indirizzi
222 \item l'introduzione un nuovo tipo di indirizzamento, l'\textit{anycast} che
223   si aggiungono agli usuali \textit{unycast} e \textit{multicast}
224 \item la semplificazione del formato dell'intestazione, eliminando o rendendo
225   opzionali alcuni dei campi di IPv4, per eliminare la necessità di
226   riprocessamento della stessa da parte dei router e contenere l'aumento di
227   dimensione dovuto ai nuovi indirizzi
228 \item un supporto per le opzioni migliorato, per garantire una trasmissione
229   più efficiente del traffico normale, limiti meno stringenti sulle
230   dimensioni delle opzioni, e la flessibilità necessaria per introdurne di
231   nuove in futuro
232 \item il supporto per delle capacità di qualità di servizio (QoS) che
233   permetta di identificare gruppi di dati per i quali si può provvedere un
234   trattamento speciale (in vista dell'uso di internet per applicazioni
235   multimediali e/o ``real-time'')
236 \end{itemize}
237
238
239 \section{L'intestazione di IPv6}
240 \label{sec:IP_ipv6head}
241
242 Per capire le caratteristiche di IPv6 partiamo dall'intestazione usata dal
243 protocollo per gestire la trasmissione dei pacchetti; in
244 \figref{fig:IP_ipv6head} è riportato il formato dell'intestazione di IPv6 da
245 confrontare con quella di IPv4 in \figref{fig:IP_ipv4_head}. La spiegazione del
246 significato dei vari campi delle due intestazioni è riportato rispettivamente
247 in \tabref{tab:IP_ipv6field} e \tabref{tab:IP_ipv4field})
248
249 % \begin{table}[htb]
250 %   \footnotesize
251 %   \begin{center}
252 %     \begin{tabular}{@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}
253 %         @{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}
254 %         @{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule} }
255 %     \multicolumn{8}{@{}c@{}}{0\hfill 15 16\hfill 31}\\
256 %     \hline
257 %     \centering version&\centering priority& 
258 %     \multicolumn{6}{@{}p{96mm}@{\vrule}}{\centering flow label} \\
259 %     \hline
260 %     \multicolumn{4}{@{\vrule}p{64mm}@{\vrule}}{\centering payload length} & 
261 %     \multicolumn{2}{@{}p{32mm}@{\vrule}}{\centering next header} & 
262 %     \multicolumn{2}{@{}p{32mm}@{\vrule}}{\centering hop limit}\\
263 %     \hline
264 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
265 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
266 %       source} \\
267 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
268 %       IP address} \\
269 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
270 %     \hline
271 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
272 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
273 %       destination} \\
274 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{
275 %      IP address} \\
276 %     \multicolumn{8}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
277 %     \hline
278 %     \end{tabular}
279 %     \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv6}
280 %     \label{tab:IP_ipv6head}
281 %   \end{center}
282 % \end{table}
283
284 \begin{figure}[htb]
285   \centering
286   \includegraphics[width=10cm]{img/ipv6_head}
287   \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv6.}
288   \label{fig:IP_ipv6head}
289 \end{figure}
290
291
292 Come si può notare l'intestazione di IPv6 diventa di dimensione fissa, pari a
293 40 byte, contro una dimensione (minima, in assenza di opzioni) di 20 byte per
294 IPv4; un semplice raddoppio nonostante lo spazio destinato agli indirizzi sia
295 quadruplicato, questo grazie a una notevole semplificazione che ha ridotto il
296 numero dei campi da 12 a 8.
297
298 \begin{table}[htb]
299   \begin{center}
300   \footnotesize
301     \begin{tabular}{|l|c|p{8cm}|}
302       \hline
303       \textbf{Nome} & \textbf{Lunghezza} & \textbf{Significato} \\
304       \hline
305       \hline
306       \textit{version}       &  4 bit & 
307       \textsl{versione}, nel caso specifico vale sempre 6\\
308       \textit{priority}      &  4 bit & 
309       \textsl{priorità}, vedi Sez.~\ref{sec:prio} \\
310       \textit{flow label}    & 24 bit & 
311       \textsl{etichetta di flusso}, vedi Sez.~\ref{sec:IP_ipv6_flow}\\
312       \textit{payload length} & 16 bit & 
313       \textsl{lunghezza del carico}, cioè del corpo dei dati che segue 
314       l'intestazione, in byte. \\
315       \textit{next header}   &  8 bit & \textsl{intestazione successiva}, 
316       identifica il tipo di pacchetto che segue l'intestazione di IPv6, usa 
317       gli stessi valori del campo protocollo nell'intestazione di IPv4\\
318       \textit{hop limit}     &  8 bit & \textsl{limite di salti},
319       stesso significato del \textit{time to live} nell'intestazione di IPv4, 
320       è decrementato di uno ogni volta che un nodo ritrasmette il
321       pacchetto, se arriva a zero il pacchetto viene scartato \\
322       \textit{source IP}     & 128 bit & \textsl{indirizzo di origine} \\
323       \textit{destination IP}& 128 bit & \textsl{indirizzo di destinazione}\\
324       \hline
325     \end{tabular}
326     \caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv6}
327     \label{tab:IP_ipv6field}
328   \end{center}
329 \end{table}
330
331 Abbiamo già anticipato in \secref{sec:IP_ipv6over} uno dei criteri principali
332 nella progettazione di IPv6 è stato quello di ridurre al minimo il tempo di
333 processamento dei pacchetti da parte dei router, un confronto con
334 l'intestazione di IPv4 (vedi \figref{fig:IP_ipv4_head}) mostra le seguenti
335 differenze:
336
337 \begin{itemize}
338 \item è stato eliminato il campo \textit{header length} in quanto le opzioni
339   sono state tolte dall'intestazione che ha così dimensione fissa; ci possono
340   essere più intestazioni opzionali (\textsl{intestazioni di estensione}, vedi
341   \secref{sec:IP_ipv6_extens}), ciascuna delle quali avrà un suo campo di
342   lunghezza all'interno.
343 \item l'intestazione e gli indirizzi sono allineati a 64 bit, questo rende più
344   veloce il processo da parte di computer con processori a 64 bit.
345 \item i campi per gestire la frammentazione (\textit{identification},
346   \textit{flag} e \textit{fragment offset}) sono stati eliminati; questo
347   perché la  frammentazione è un'eccezione che non deve rallentare il
348   processo dei pacchetti nel caso normale.
349 \item è stato eliminato il campo \textit{checksum} in quanto tutti i
350   protocolli di livello superiore (TCP, UDP e ICMPv6) hanno un campo di
351   checksum che include, oltre alla loro intestazione e ai dati, pure i campi
352   \textit{payload length}, \textit{next header}, e gli indirizzi di origine e
353   di destinazione; una checksum esiste anche per la gran parte protocolli di
354   livello inferiore (anche se quelli che non lo hanno, come SLIP, non possono
355   essere usati con grande affidabilità); con questa scelta si è ridotto di
356   molti tempo di riprocessamento dato che i router non hanno più la
357   necessità di ricalcolare la checksum ad ogni passaggio di un pacchetto per
358   il cambiamento del campo \textit{hop limit}.
359 \item è stato eliminato il campo \textit{type of service}, che praticamente
360   non è mai stato utilizzato; una parte delle funzionalità ad esso delegate
361   sono state reimplementate (vedi il campo \textit{priority} al prossimo
362   punto) con altri metodi.
363 \item è stato introdotto un nuovo campo \textit{flow label}, che viene usato,
364   insieme al campo \textit{priority} (che recupera i bit di precedenza del
365   campo \textit{type of service}) per implementare la gestione di una
366   ``qualità di servizio'' (vedi \secref{sec:IP_ipv6_qos}) che permette di
367   identificare i pacchetti appartenenti a un ``flusso'' di dati per i quali si
368   può provvedere un trattamento speciale.
369 \end{itemize}
370
371
372 \begin{figure}[htb]
373   \centering
374   \includegraphics[width=10cm]{img/ipv4_head}
375   \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv4.}
376   \label{fig:IP_ipv4_head}
377 \end{figure}
378
379 \begin{table}[htb]
380   \footnotesize
381   \begin{center}
382     \begin{tabular}{|l|c|p{9cm}|}
383       \hline
384       \textbf{Nome} & \textbf{Lunghezza} & \textbf{Significato} \\
385       \hline
386       \hline
387       \textit{version}          &  4 bit & \textsl{versione}, nel caso 
388       specifico vale sempre 4\\
389       \textit{head length}      &  4 bit &\textsl{lunghezza dell'intestazione},
390       in multipli di 32 bit\\
391       \textit{type of service}  &  8 bit & \textsl{tipo di servizio}, 
392       consiste in: 3 bit di precedenza, 
393       correntemente ignorati; un bit non usato a 0;  4 bit che identificano
394       il tipo di servizio richiesto, uno solo dei quali può essere 1\\
395       \textit{total length}     & 16 bit & \textsl{lunghezza totale}, indica 
396       la dimensione del pacchetto IP in byte\\
397       \textit{identification}   & 16 bit & \textsl{identificazione}, 
398       assegnato alla creazione, è aumentato di uno all'origine della 
399       trasmissione di ciascun pacchetto, ma resta lo stesso per i 
400       pacchetti frammentati\\
401       \textit{flag}             &  3 bit & 
402       \textsl{flag} bit di frammentazione, uno indica se un
403       pacchetto è frammentato, un'altro se ci sono ulteriori frammenti, e 
404       un'altro se il pacchetto non può essere frammentato. \\
405       \textit{fragmentation offset} & 13 bit& \textsl{offset di frammento},
406       indica la posizione del frammento rispetto al pacchetto originale\\
407       \textit{time to live}    & 16 bit & \textsl{tempo di vita},
408       ha lo stesso significato di
409       \textit{hop limit}, vedi Tab.~\ref{tab:IP_ipv6field}\\
410       \textit{protocol}        &  8 bit & \textsl{protocollo} 
411       identifica il tipo di pacchetto che segue
412       l'intestazione di IPv4\\
413       \textit{header checksum} & 16 bit & \textsl{checksum di intestazione}, 
414       somma di controllo per l'intestazione\\
415       \textit{source IP}       & 32 bit & \textsl{indirizzo di origine}\\
416       \textit{destination IP}  & 32 bit & \textsl{indirizzo di destinazione}\\
417       \hline
418     \end{tabular}
419     \caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv4}
420     \label{tab:IP_ipv4field}
421   \end{center}
422 \end{table}
423
424 Oltre alle differenze precedenti, relative ai singoli campi nell'intestazione,
425 ulteriori caratteristiche che diversificano il comportamento di IPv4 da
426 quello di IPv6 sono le seguenti:
427
428 \begin{itemize}
429 \item il broadcasting non è previsto in IPv6, le applicazioni che lo usano
430   dovono essere reimplementate usando il multicasting (vedi
431   \secref{sec:IP_ipv6_multicast}), che da opzionale diventa obbligatorio.
432 \item è stato introdotto un nuovo tipo di indirizzi, gli \textit{anycast}.
433 \item i router non possono più frammentare i pacchetti lungo il cammino, la
434   frammentazione di pacchetti troppo grandi potrà essere gestita solo ai
435   capi della comunicazione (usando un'apposita estensione vedi
436   \secref{sec:IP_ipv6_extens}).
437 \item IPv6 richiede il supporto per il \textit{path MTU discovery} (cioè il
438   protocollo per la selezione della massima lunghezza del pacchetto); seppure
439   questo sia in teoria opzionale, senza di esso non sarà possibile inviare
440   pacchetti più larghi della dimensione minima (576 byte).
441 \end{itemize}
442
443 \section{Gli indirizzi di IPv6}
444 \label{sec:IP_ipv6_addr}
445
446 Come già abbondantemente anticipato la principale novità di IPv6 è
447 costituita dall'ampliamento dello spazio degli indirizzi, che consente di avere
448 indirizzi disponibili in un numero dell'ordine di quello degli atomi che
449 costituiscono la terra. 
450
451 In realtà l'allocazione di questi indirizzi deve tenere conto della
452 necessità di costruire delle gerarchie che consentano un instradamento
453 rapido ed efficiente dei pacchetti, e flessibilità nel dispiegamento delle
454 reti, il che comporta una riduzione drastica dei numeri utilizzabili; uno
455 studio sull'efficienza dei vari sistemi di allocazione usati in altre
456 architetture (come i sistemi telefonici) è comunque giunto alla conclusione
457 che anche nella peggiore delle ipotesi IPv6 dovrebbe essere in grado di
458 fornire più di un migliaio di indirizzi per ogni metro quadro della
459 superficie terrestre.
460
461
462 \subsection{La notazione}
463 \label{sec:IP_ipv6_notation}
464 Con un numero di bit quadruplicato non è più possibile usare la notazione
465 coi numeri decimali di IPv4 per rappresentare un numero IP. Per questo gli
466 indirizzi di IPv6 sono in genere scritti come sequenze di otto numeri
467 esadecimali di 4 cifre (cioè a gruppi di 16 bit) usando i due punti come
468 separatore; cioè qualcosa del tipo
469 \texttt{5f1b:df00:ce3e:e200:0020:0800:2078:e3e3}.
470
471
472 Visto che la notazione resta comunque piuttosto pesante esistono alcune
473 abbreviazioni; si può evitare di scrivere gli zeri iniziali per cui si
474 può scrivere \texttt{1080:0:0:0:8:800:ba98:2078:e3e3}; se poi un intero è
475 zero si può omettere del tutto, così come un insieme di zeri (ma questo
476 solo una volta per non generare ambiguità) per cui il precedente indirizzo
477 si può scrivere anche come \texttt{1080::8:800:ba98:2078:e3e3}.
478
479 Infine per scrivere un indirizzo IPv4 all'interno di un indirizzo IPv6 si
480 può usare la vecchia notazione con i punti, per esempio
481 \texttt{::192.84.145.138}.
482
483 \begin{table}[htb]
484   \centering 
485   \footnotesize
486   \begin{tabular}{|l|l|l|}
487     \hline
488     \centering \textbf{Tipo di indirizzo}
489     & \centering \textbf{Prefisso} & {\centering \textbf{Frazione}} \\
490     \hline
491     \hline
492     riservato & \texttt{0000 0000} & 1/256 \\
493     non assegnato  & \texttt{0000 0001} & 1/256 \\
494     \hline
495     riservato per NSAP & \texttt{0000 001} & 1/128\\
496     riservato per IPX & \texttt{0000 010} & 1/128\\
497     \hline
498     non assegnato  & \texttt{0000 011} & 1/128 \\
499     non assegnato  & \texttt{0000 1} & 1/32 \\
500     non assegnato  & \texttt{0001} & 1/16 \\
501     \hline
502     provider-based & \texttt{001} & 1/8\\
503     \hline
504     non assegnato  & \texttt{010} & 1/8 \\
505     non assegnato  & \texttt{011} & 1/8 \\
506     geografic-based& \texttt{100} & 1/8 \\
507     non assegnato  & \texttt{101} & 1/8 \\
508     non assegnato  & \texttt{110} & 1/8 \\
509     non assegnato  & \texttt{1110} & 1/16 \\
510     non assegnato  & \texttt{1111 0} & 1/32 \\
511     non assegnato  & \texttt{1111 10} & 1/64 \\
512     non assegnato  & \texttt{1111 110} & 1/128 \\
513     non assegnato  & \texttt{1111 1100 0} & 1/512 \\
514     \hline
515     unicast link-local & \texttt{1111 1100 10} & 1/1024 \\
516     unicast site-local & \texttt{1111 1100 11} & 1/1024 \\
517     \hline
518     \hline
519     multicast & \texttt{1111 1111} & 1/256 \\
520     \hline
521   \end{tabular}
522   \caption{Classificazione degli indirizzi IPv6 a seconda dei bit più 
523     significativi}
524   \label{tab:IP_ipv6addr}
525 \end{table}
526
527
528 \subsection{La architettura degli indirizzi di IPv6}
529 \label{sec:IP_ipv6_addr_arch}
530
531 Come per IPv4 gli indirizzi sono identificatori per una singola (indirizzi
532 \textit{unicast}) o per un insieme (indirizzi \textit{multicast} e
533 \textit{anycast}) di interfacce di rete.  
534
535 Gli indirizzi sono sempre assegnati all'interfaccia, non al nodo che la
536 ospita; dato che ogni interfaccia appartiene ad un nodo quest'ultimo può
537 essere identificato attraverso uno qualunque degli indirizzi unicast delle sue
538 interfacce. A una interfaccia possono essere associati anche più indirizzi.
539
540 IPv6 presenta tre tipi diversi di indirizzi: due di questi, gli indirizzi
541 \textit{unicast} e \textit{multicast} hanno le stesse caratteristiche che in
542 IPv4, un terzo tipo, gli indirizzi \textit{anycast} è completamente nuovo.
543 In IPv6 non esistono più gli indirizzi \textit{broadcast}, la funzione di
544 questi ultimi deve essere reimplementata con gli indirizzi \textit{multicast}.
545
546 Gli indirizzi \textit{unicast} identificano una singola interfaccia: i
547 pacchetti mandati ad un tale indirizzo verranno inviati a quella interfaccia,
548 gli indirizzi \textit{anycast} identificano un gruppo di interfacce tale che
549 un pacchetto mandato a uno di questi indirizzi viene inviato alla più vicina
550 (nel senso di distanza di routing) delle interfacce del gruppo, gli indirizzi
551 \textit{multicast} identificano un gruppo di interfacce tale che un pacchetto
552 mandato a uno di questi indirizzi viene inviato a tutte le interfacce del
553 gruppo.
554
555 In IPv6 non ci sono più le classi ma i bit più significativi indicano il tipo
556 di indirizzo; in \tabref{tab:IP_ipv6addr} sono riportati i valori di detti
557 bit e il tipo di indirizzo che loro corrispondente.  I bit più significativi
558 costituiscono quello che viene chiamato il \textit{format prefix} ed è sulla
559 base di questo che i vari tipi di indirizzi vengono identificati.  Come si
560 vede questa architettura di allocazione supporta l'allocazione di indirizzi
561 per i provider, per uso locale e per il multicast; inoltre è stato riservato
562 lo spazio per indirizzi NSAP, IPX e per le connessioni; gran parte dello
563 spazio (più del 70\%) è riservato per usi futuri.
564
565 Si noti infine che gli indirizzi \textit{anycast} non sono riportati in
566 \tabref{tab:IP_ipv6addr} in quanto allocati al di fuori dello spazio di
567 allocazione degli indirizzi unicast.
568
569 \subsection{Indirizzi unicast \textit{provider-based}}
570 \label{sec:IP_ipv6_unicast}
571
572 Gli indirizzi \textit{provider-based} sono gli indirizzi usati per le
573 comunicazioni globali, questi sono definiti nell'RFC 2073 e sono gli
574 equivalenti degli attuali indirizzi delle classi da A a C.
575
576 L'autorità che presiede all'allocazione di questi indirizzi è la IANA; per
577 evitare i problemi di crescita delle tabelle di instradamento e una procedura
578 efficiente di allocazione la struttura di questi indirizzi è organizzata fin
579 dall'inizio in maniera gerarchica; pertanto lo spazio di questi indirizzi è
580 stato suddiviso in una serie di campi secondo lo schema riportato in
581 \tabref{tab:IP_ipv6_unicast}.
582
583 \begin{table}[htb]
584   \centering
585   \footnotesize
586   \begin{tabular} {@{\vrule}p{6mm}
587       @{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{24mm}
588       @{\vrule}p{30mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
589     \multicolumn{1}{@{}c@{}}{3}&\multicolumn{1}{c}{5 bit}&
590     \multicolumn{1}{c}{$n$ bit}&\multicolumn{1}{c}{$56-n$ bit}&
591     \multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
592     \hline
593     \omit\vrule\hfill\vrule&\hspace{16mm} & & &\omit\hspace{76mm}\hfill\vrule\\ 
594     \centering 010&
595     \centering \textsl{Registry Id}&
596     \centering \textsl{Provider Id}& 
597     \centering \textsl{Subscriber Id}& 
598     \textsl{Intra-Subscriber} \\
599     \omit\vrule\hfill\vrule& & & &\omit\hspace{6mm}\hfill\vrule\\ 
600     \hline
601   \end{tabular}
602 \caption{Formato di un indirizzo unicast \textit{provider-based}.}
603 \label{tab:IP_ipv6_unicast}
604 \end{table}
605
606 Al livello più alto la IANA può delegare l'allocazione a delle autorità
607 regionali (i Regional Register) assegnando ad esse dei blocchi di indirizzi; a
608 queste autorità regionali è assegnato un Registry Id che deve seguire
609 immediatamente il prefisso di formato. Al momento sono definite tre registri
610 regionali (INTERNIC, RIPE NCC e APNIC), inoltre la IANA si è riservata la
611 possibilità di allocare indirizzi su base regionale; pertanto sono previsti
612 i seguenti possibili valori per il \textsl{Registry Id};
613 gli altri valori restano riservati per la IANA.
614 \begin{table}[htb]
615   \begin{center}
616     \begin{tabular}{|l|l|l|}
617       \hline
618       \textbf{Regione} & \textbf{Registro} & \textbf{Id} \\
619       \hline
620       \hline
621       Nord America &INTERNIC & \texttt{11000} \\
622       Europa & RIPE NCC & \texttt{01000} \\
623       Asia & APNIC & \texttt{00100} \\
624       Multi-regionale & IANA &\texttt{10000} \\
625       \hline
626     \end{tabular}
627     \caption{Valori dell'identificativo dei 
628       Regional Register allocati ad oggi.}
629     \label{tab:IP_ipv6_regid}
630   \end{center}
631 \end{table}
632
633 L'organizzazione degli indirizzi prevede poi che i due livelli successivi, di
634 suddivisione fra \textit{Provider Id}, che identifica i grandi fornitori di
635 servizi, e \textit{Subscriber Id}, che identifica i fruitori, sia gestita dai
636 singoli registri regionali. Questi ultimi dovranno definire come dividere lo
637 spazio di indirizzi assegnato a questi due campi (che ammonta a un totale di
638 56~bit), definendo lo spazio da assegnare al \textit{Provider Id} e
639 al \textit{Subscriber Id}, ad essi spetterà inoltre anche l'allocazione dei
640 numeri di \textit{Provider Id} ai singoli fornitori, ai quali sarà delegata
641 l'autorità di allocare i \textit{Subscriber Id} al loro interno.
642
643 L'ultimo livello è quello \textit{Intra-subscriber} che è lasciato alla
644 gestione dei singoli fruitori finali, gli indirizzi \textit{provider-based}
645 lasciano normalmente gli ultimi 64~bit a disposizione per questo livello, la
646 modalità più immediata è quella di usare uno schema del tipo mostrato in
647 \tabref{tab:IP_ipv6_uninterf} dove l'\textit{Interface Id} è dato dal
648 MAC-address a 48~bit dello standard Ethernet, scritto in genere nell'hardware
649 delle scheda di rete, e si usano i restanti 16~bit per indicare la sottorete.
650
651 \begin{table}[htb]
652   \centering
653   \footnotesize
654   \begin{tabular} {@{\vrule}p{64mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
655     \multicolumn{1}{c}{64 bit}&\multicolumn{1}{c}{16 bit}&
656     \multicolumn{1}{c}{48 bit}\\
657     \hline
658     \omit\vrule\hfill\vrule&\hspace{16mm}&\omit\hspace{48mm}\hfill\vrule\\ 
659     \centering \textsl{Subscriber Prefix}& 
660     \centering \textsl{Subnet Id}&
661     \textsl{Interface Id}\\
662     \omit\vrule\hfill\vrule& &\omit\hspace{6mm}\hfill\vrule\\ 
663     \hline
664   \end{tabular}
665 \caption{Formato del campo \textit{Intra-subscriber} per un indirizzo unicast
666   \textit{provider-based}.}
667 \label{tab:IP_ipv6_uninterf}
668 \end{table}
669
670 Qualora si dovesse avere a che fare con una necessità di un numero più
671 elevato di sottoreti, il precedente schema andrebbe modificato, per evitare
672 l'enorme spreco dovuto all'uso dei MAC-address, a questo scopo si possono
673 usare le capacità di autoconfigurazione di IPv6 per assegnare indirizzi
674 generici con ulteriori gerarchie per sfruttare efficacemente tutto lo spazio
675 di indirizzi.
676
677 Un registro regionale può introdurre un ulteriore livello nella gerarchia
678 degli indirizzi, allocando dei blocchi per i quali delegare l'autorità a dei
679 registri nazionali, quest'ultimi poi avranno il compito di gestire la
680 attribuzione degli indirizzi per i fornitori di servizi nell'ambito del/i
681 paese coperto dal registro nazionale con le modalità viste in precedenza.
682 Una tale ripartizione andrà effettuata all'interno dei soliti 56~bit come
683 mostrato in \ntab.
684
685 \begin{table}[htb]
686   \centering
687   \footnotesize
688   \begin{tabular} {@{\vrule}p{3mm}
689       @{\vrule}p{10mm}@{\vrule}p{12mm}@{\vrule}p{18mm}
690       @{\vrule}p{18mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
691     \multicolumn{1}{@{}c@{}}{3}&\multicolumn{1}{c}{5 bit}&
692     \multicolumn{1}{c}{n bit}&\multicolumn{1}{c}{m bit}&
693     \multicolumn{1}{c}{56-n-m bit}&\multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
694     \hline
695     \omit\vrule\hfill\vrule& & & & &\omit\hspace{64mm}\hfill\vrule\\
696     \centering \texttt{3}&
697     \centering \textsl{Reg.}&
698     \centering \textsl{Naz.}&
699     \centering \textsl{Prov.}& 
700     \centering \textsl{Subscr.}& 
701     \textsl{Intra-Subscriber} \\
702     \omit\vrule\hfill\vrule &&&&&\\ 
703     \hline
704   \end{tabular}
705 \caption{Formato di un indirizzo unicast \textit{provider-based} che prevede
706       un registro nazionale.}
707 \label{tab:IP_ipv6_uninaz}
708 \end{table}
709
710
711 \subsection{Indirizzi ad uso locale}
712 \label{sec:IP_ipv6_linksite}
713
714 Gli indirizzi ad uso locale sono indirizzi unicast che sono instradabili solo
715 localmente (all'interno di un sito o di una sottorete), e possono avere una
716 unicità locale o globale.
717
718 Questi indirizzi sono pensati per l'uso all'interno di un sito per mettere su
719 una comunicazione locale immediata, o durante le fasi di autoconfigurazione
720 prima di avere un indirizzo globale.
721
722 \begin{table}[htb]
723   \centering
724   \footnotesize
725   \begin{tabular} {@{\vrule}p{10mm}@{\vrule}p{54mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
726     \multicolumn{1}{c}{10} &\multicolumn{1}{c}{54 bit} & 
727     \multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
728     \hline
729     \omit\vrule\hfill\vrule & & \omit\hspace{64mm}\hfill\vrule\\
730     \centering \texttt{FE80}& 
731     \centering\texttt{0000 .   .   .   .   . 0000} &
732     Interface Id \\
733     \omit\vrule\hfill\vrule & &\\
734     \hline
735 \end{tabular}
736 \caption{Formato di un indirizzo \textit{link-local}.}
737 \label{tab:IP_ipv6_linklocal}
738 \end{table}
739
740 Ci sono due tipi di indirizzi, \textit{link-local} e \textit{site-local}. Il
741 primo è usato per un singolo link; la struttura è mostrata in
742 \tabref{tab:IP_ipv6_linklocal}, questi indirizzi iniziano sempre per
743 \texttt{FE80} e vengono in genere usati per la configurazione automatica
744 dell'indirizzo al bootstrap e per la ricerca dei vicini (vedi
745 \ref{sec:IP_ipv6_autoconf}); un pacchetto che abbia tale indirizzo come
746 sorgente o destinazione non deve venire ritrasmesso dai router.
747
748 Un indirizzo \textit{site-local} invece è usato per l'indirizzamento
749 all'interno di un sito che non necessita di un prefisso globale; la struttura
750 è mostrata in \ntab, questi indirizzi iniziano sempre per
751 \texttt{FEC0} e non devono venire ritrasmessi dai router all'esterno del sito
752 stesso; sono in sostanza gli equivalenti degli indirizzi riservati per reti
753 private definiti su IPv4.
754 Per entrambi gli indirizzi il campo \textit{Interface Id} è un
755 identificatore che deve essere unico nel dominio in cui viene usato, un modo
756 immediato per costruirlo è quello di usare il MAC-address delle schede di
757 rete.
758  
759 \begin{table}[!h]
760   \centering
761   \footnotesize
762   \begin{tabular} {@{\vrule}p{10mm}@{\vrule}p{38mm}@{\vrule}p{16mm}
763       @{\vrule}c@{\vrule}}
764     \multicolumn{1}{c}{10} &\multicolumn{1}{c}{38 bit} & 
765     \multicolumn{1}{c}{16 bit} &\multicolumn{1}{c}{64 bit} \\
766     \hline
767     \omit\vrule\hfill\vrule& & & \omit\hspace{64mm}\hfill\vrule\\
768     \centering \texttt{FEC0}& 
769     \centering \texttt{0000 .   .   . 0000}& 
770     \centering Subnet Id &
771     Interface Id\\
772     \omit\vrule\hfill\vrule& & &\\
773     \hline
774 \end{tabular}
775 \caption{Formato di un indirizzo \textit{site-local}.}
776 \label{tab:IP_ipv6_sitelocal}
777 \end{table}
778
779 Gli indirizzi di uso locale consentono ad una organizzazione che non è
780 (ancora) connessa ad Internet di operare senza richiedere un prefisso globale,
781 una volta che in seguito l'organizzazione venisse connessa a Internet
782 potrebbe continuare a usare la stessa suddivisione effettuata con gli
783 indirizzi \textit{site-local} utilizzando un prefisso globale e la
784 rinumerazione degli indirizzi delle singole macchine sarebbe automatica.
785
786 \subsection{Indirizzi riservati}
787 \label{sec:IP_ipv6_reserved}
788
789 Alcuni indirizzi sono riservati per scopi speciali, in particolare per scopi
790 di compatibilità.
791
792 Un primo tipo sono gli indirizzi \textit{IPv4 mappati su IPv6} (mostrati in
793 \ntab), questo sono indirizzi unicast che vengono usati per consentire ad
794 applicazioni IPv6 di comunicare con host capaci solo di IPv4; questi sono ad
795 esempio gli indirizzi generati da un DNS quando l'host richiesto supporta solo
796 IPv4; l'uso di un tale indirizzo in un socket IPv6 comporta la generazione di
797 un pacchetto IPv4 (ovviamente occorre che sia IPv4 che IPv6 siano supportati
798 sull'host di origine).
799
800 \begin{table}[!htb]
801   \centering
802   \footnotesize
803   \begin{tabular} {@{\vrule}p{80mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
804     \multicolumn{1}{c}{80 bit} &\multicolumn{1}{c}{16 bit} & 
805     \multicolumn{1}{c}{32 bit} \\
806     \hline
807     \omit\vrule\hfill\vrule& &\omit\hspace{32mm}\hfill\vrule\\ 
808     \centering
809     \texttt{0000 .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 0000} & 
810     \centering\texttt{FFFF} &
811     IPv4 address \\
812     \omit\vrule\hfill\vrule& &\\ 
813     \hline
814 \end{tabular}
815 \caption{Formato di un indirizzo IPV4 mappato su IPv6.}
816 \label{tab:IP_ipv6_map}
817 \end{table}
818
819 Un secondo tipo di indirizzi di compatibilità sono gli \textit{IPv4
820   compatibili IPv6} (vedi \tabref{tab:IP_ipv6_comp}) usati nella transizione
821 da IPv4 a IPv6: quando un nodo che supporta sia IPv6 che IPv4 non ha un router
822 IPv6 deve usare nel DNS un indirizzo di questo tipo, ogni pacchetto IPv6
823 inviato a un tale indirizzo verrà automaticamente incapsulato in IPv4.
824
825 \begin{table}[htb]
826   \centering
827   \footnotesize
828   \begin{tabular} {@{\vrule}p{80mm}@{\vrule}p{16mm}@{\vrule}p{32mm}@{\vrule}}
829     \multicolumn{1}{c}{80 bit} &\multicolumn{1}{c}{16 bit} & 
830     \multicolumn{1}{c}{32 bit} \\
831     \hline
832     \omit\vrule\hfill\vrule& &\omit\hspace{32mm}\hfill\vrule\\ 
833     \centering
834     \texttt{0000 .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 0000} & 
835     \centering\texttt{0000} &
836     \parbox{32mm}{\centering IPv4 address} \\
837     \omit\vrule\hfill\vrule& &\\ 
838     \hline
839 \end{tabular}
840 \caption{Formato di un indirizzo IPV4 mappato su IPv6.}
841 \label{tab:IP_ipv6_comp}
842 \end{table}
843
844 Altri indirizzi speciali sono il \textit{loopback address}, costituito da 127
845 zeri ed un uno (cioè \texttt{::1}) e l'\textsl{indirizzo generico}
846 costituito da tutti zeri (scritto come \texttt{0::0} o ancora più
847 semplicemente come \texttt{:}) usato in genere quando si vuole indicare
848 l'accettazione di una connessione da qualunque host.
849
850 \subsection{Multicasting}
851 \label{sec:IP_ipv6_multicast}
852
853 Gli indirizzi \textit{multicast} sono usati per inviare un pacchetto a un
854 gruppo di interfacce; l'indirizzo identifica uno specifico gruppo di
855 multicast e il pacchetto viene inviato a tutte le interfacce di detto gruppo.
856 Un'interfaccia può appartenere ad un numero qualunque numero di gruppi di
857 multicast. Il formato degli indirizzi \textit{multicast} è riportato in
858 \ntab:
859
860 \begin{table}[htb]
861   \centering
862   \footnotesize
863   \begin{tabular} {@{\vrule}p{12mm}
864       @{\vrule}p{6mm}@{\vrule}p{6mm}@{\vrule}c@{\vrule}}
865     \multicolumn{1}{c}{8}&\multicolumn{1}{c}{4}&
866     \multicolumn{1}{c}{4}&\multicolumn{1}{c}{112 bit} \\
867     \hline
868     \omit\vrule\hfill\vrule& & & \omit\hspace{104mm}\hfill\vrule\\
869     \centering\texttt{FF}& 
870     \centering flag &
871     \centering scop& 
872     Group Id\\
873     \omit\vrule\hfill\vrule &&&\\ 
874     \hline
875   \end{tabular}
876 \caption{Formato di un indirizzo \textit{multicast}.}
877 \label{tab:IP_ipv6_multicast}
878 \end{table}
879
880 Il prefisso di formato per tutti gli indirizzi \textit{multicast} è
881 \texttt{FF}, ad esso seguono i due campi il cui significato è il seguente:
882
883 \begin{itemize}
884 \item \textsl{flag}: un insieme di 4 bit, di cui i primi tre sono riservati e
885   posti a zero, l'ultimo è zero se l'indirizzo è permanente (cioè un
886   indirizzo noto, assegnato dalla IANA), ed è uno se invece l'indirizzo è
887   transitorio.
888 \item \textsl{scop} è un numero di quattro bit che indica il raggio di
889   validità dell'indirizzo, i valori assegnati per ora sono riportati in
890   \ntab.
891 \end{itemize}
892
893
894
895 \begin{table}[!htb]
896   \centering 
897   \footnotesize
898   \begin{tabular}[c]{|c|l|c|l|}
899     \hline
900     \multicolumn{4}{|c|}{\bf Gruppi di multicast} \\
901     \hline
902     \hline
903     0 & riservato & 8 & organizzazione locale \\
904     1 & nodo locale & 9 & non assegnato \\
905     2 & collegamento locale & A & non assegnato \\
906     3 & non assegnato & B & non assegnato \\
907     4 & non assegnato & C & non assegnato \\ 
908     5 & sito locale & D & non assegnato \\
909     6 & non assegnato & E & globale \\
910     7 & non assegnato & F & riservato \\
911     \hline
912   \end{tabular}
913 \caption{Possibili valori del campo \textsl{scop} di un indirizzo multicast.}
914 \label{tab:IP_ipv6_multiscope}
915 \end{table}
916
917 Infine l'ultimo campo identifica il gruppo di multicast, sia permanente che
918 transitorio, all'interno del raggio di validità del medesimo. Alcuni
919 indirizzi multicast, riportati in \tabref{tab:multiadd} sono già riservati
920 per il funzionamento della rete.
921
922 \begin{table}[!htb]
923   \centering 
924   \footnotesize
925   \begin{tabular}[c]{l l r}
926     \hline
927     \textbf{Uso}& \textbf{Indirizzi riservati} & \textbf{Definizione}\\
928     \hline 
929     \hline 
930     all-nodes & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:1} & RFC 1970\\
931     all-routers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:2} & RFC 1970\\
932     all-rip-routers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:9} & RFC 2080\\
933     all-cbt-routers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:0:10} &\\
934     reserved &  \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:0} & IANA \\
935     link-name &  \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:1} &  \\
936     all-dhcp-agents & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:2} & \\
937     all-dhcp-servers & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:3} & \\
938     all-dhcp-relays & \texttt{FFxx:0:0:0:0:0:1:4} & \\
939     solicited-nodes &  \texttt{FFxx:0:0:0:0:1:0:0} & RFC 1970\\
940     \hline
941   \end{tabular}
942 \caption{Gruppi multicast predefiniti.}
943 \label{tab:multiadd}
944 \end{table}
945
946 L'utilizzo del campo di \textit{scope} e di questi indirizzi predefiniti serve
947 a recuperare le funzionalità del broadcasting (ad esempio inviando un
948 pacchetto all'indirizzo \texttt{FF02:0:0:0:0:0:0:1} si raggiungono tutti i
949 nodi locali).
950
951
952 \subsection{Indirizzi \textit{anycast}}
953 \label{sec:IP_anycast}
954
955 Gli indirizzi \textit{anycast} sono indirizzi che vengono assegnati ad un
956 gruppo di interfacce: un pacchetto indirizzato a questo tipo di indirizzo
957 viene inviato al componente del gruppo più ``vicino'' secondo la distanza di
958 instradamento calcolata dai router.
959
960 Questi indirizzi sono allocati nello stesso spazio degli indirizzi unicast,
961 usando uno dei formati disponibili, e per questo, sono da essi assolutamente
962 indistinguibili. Quando un indirizzo unicast viene assegnato a più interfacce
963 (trasformandolo in un anycast) il computer su cui è l'interfaccia deve essere
964 configurato per tener conto del fatto.
965
966 Gli indirizzi anycast consentono a un nodo sorgente di inviare pacchetti a una
967 destinazione su un gruppo di possibili interfacce selezionate. La sorgente non
968 deve curarsi di come scegliere l'interfaccia più vicina, compito che tocca al
969 sistema di instradamento (in sostanza la sorgente non ha nessun controllo
970 sulla selezione).
971
972 Gli indirizzi anycast, quando vengono usati come parte di una sequenza di
973 instradamento, consentono ad esempio ad un nodo di scegliere quale fornitore
974 vuole usare (configurando gli indirizzi anycast per identificare i router di
975 uno stesso provider).
976
977 Questi indirizzi pertanto possono essere usati come indirizzi intermedi in una
978 intestazione di instradamento o per identificare insiemi di router connessi a
979 una particolare sottorete, o che forniscono l'accesso a un certo sotto
980 dominio.
981
982 L'idea alla base degli indirizzi anycast è perciò quella di utilizzarli per
983 poter raggiungere il fornitore di servizio più vicino; ma restano aperte tutta
984 una serie di problematiche, visto che una connessione con uno di questi
985 indirizzi non è possibile, dato che per una variazione delle distanze di
986 routing non è detto che due pacchetti successivi finiscano alla stessa
987 interfaccia.
988
989 La materia è pertanto ancora controversa e in via di definizione.
990
991
992 \section{Le estensioni}
993 \label{sec:IP_ipv6_extens}
994
995 Come già detto in precedenza IPv6 ha completamente cambiato il trattamento
996 delle opzioni; queste ultime infatti sono state tolte dall'intestazione del
997 pacchetto, e poste in apposite \textsl{intestazioni di estensione} (o
998 \textit{extension header}) poste fra l'intestazione di IPv6 e l'intestazione
999 del protocollo di trasporto.
1000
1001 Per aumentare la velocità di processo, sia dei dati del livello seguente che
1002 di ulteriori opzioni, ciascuna estensione deve avere una lunghezza multipla di
1003 8 byte per mantenere l'allineamento a 64~bit di tutti le intestazioni
1004 seguenti.
1005
1006 Dato che la maggior parte di queste estensioni non sono esaminate dai router
1007 durante l'instradamento e la trasmissione dei pacchetti, ma solo all'arrivo
1008 alla destinazione finale, questa scelta ha consentito un miglioramento delle
1009 prestazioni rispetto a IPv4 dove la presenza di un'opzione comportava l'esame
1010 di tutte quante.
1011
1012 Un secondo miglioramento è che rispetto a IPv4 le opzioni possono essere di
1013 lunghezza arbitraria e non limitate a 40 byte; questo, insieme al modo in cui
1014 vengono trattate, consente di utilizzarle per scopi come l'autenticazione e la
1015 sicurezza, improponibili con IPv4.
1016
1017 Le estensioni definite al momento sono le seguenti:
1018 \begin{itemize}
1019 \item \textbf{Hop by hop} devono seguire immediatamente l'intestazione
1020   principale; indicano le opzioni che devono venire processate ad ogni
1021   passaggio da un router, fra di esse è da menzionare la \textit{jumbo
1022     payload} che segnala la presenza di un pacchetto di dati di dimensione
1023   superiore a 65535 byte.
1024 \item \textbf{Destination options} opzioni che devono venire esaminate al nodo
1025   di ricevimento, nessuna di esse è tuttora definita.
1026 \item \textbf{Routing} definisce una \textit{source route} (come la analoga
1027   opzione di IPv4) cioè una lista di indirizzi IP di nodi per i quali il
1028   pacchetto deve passare. 
1029 \item \textbf{Fragmentation} viene generato automaticamente quando un host
1030   vuole frammentare un pacchetto, ed è riprocessato automaticamente alla
1031   destinazione che riassembla i frammenti.
1032 \item \textbf{Authentication} gestisce l'autenticazione e il controllo di
1033   integrità dei pacchetti; è documentato dall'RFC 162.
1034 \item \textbf{Encapsulation} serve a gestire la segretezza del contenuto
1035   trasmesso; è documentato dall'RFC 1827.
1036 \end{itemize}
1037
1038 La presenza di opzioni è rilevata dal valore del campo \textit{next header}
1039 che indica qual'è l'intestazione successiva a quella di IPv6; in assenza di
1040 opzioni questa sarà l'intestazione di un protocollo di trasporto del livello
1041 superiore, per cui il campo assumerà lo stesso valore del campo
1042 \textit{protocol} di IPv4, altrimenti assumerà il valore dell'opzione
1043 presente; i valori possibili sono riportati in \ntab.
1044
1045 \begin{table}[htb]
1046   \begin{center}
1047     \footnotesize
1048     \begin{tabular}{|c|l|l|}
1049       \hline
1050       \textbf{Valore} & \textbf{Keyword} & \textbf{Tipo di protocollo} \\
1051       \hline
1052       \hline
1053       0  &      & riservato\\
1054          & HBH  & Hop by Hop \\
1055       1  & ICMP & Internet Control Message (IPv4 o IPv6) \\
1056       2  & ICMP & Internet Group Management (IPv4) \\
1057       3  & GGP  & Gateway-to-Gateway \\
1058       4  & IP   & IP in IP (IPv4 encapsulation) \\
1059       5  & ST   & Stream \\
1060       6  & TCP  & Trasmission Control \\
1061       17 & UDP  & User Datagram \\
1062       43 & RH   & Routing Header (IPv6) \\
1063       44 & FH   & Fragment Header (IPv6) \\
1064       45 & IDRP & Inter Domain Routing \\
1065       51 & AH   & Authentication Header (IPv6) \\
1066       52 & ESP  & Encrypted Security Payload (IPv6) \\
1067       59 & Null & No next header (IPv6) \\
1068       88 & IGRP & Internet Group Routing \\
1069       89 & OSPF & Open Short Path First \\
1070       255&      & riservato \\
1071     \hline
1072     \end{tabular}
1073     \caption{Tipi di protocolli e intestazioni di estensione}
1074     \label{tab:IP_ipv6_nexthead}
1075   \end{center}
1076 \end{table}
1077
1078 Questo meccanismo permette la presenza di più opzioni in successione prima
1079 del pacchetto del protocollo di trasporto; l'ordine raccomandato per le
1080 estensioni è quello riportato nell'elenco precedente con la sola differenza
1081 che le opzioni di destinazione sono inserite nella posizione ivi indicata solo
1082 se, come per il tunnelling, devono essere esaminate dai router, quelle che
1083 devono essere esaminate solo alla destinazione finale vanno in coda.
1084
1085
1086 \section{Qualità di servizio}
1087 \label{sec:IP_ipv6_qos}
1088
1089 Una delle caratteristiche innovative di IPv6 è quella di avere introdotto un
1090 supporto per la qualità di servizio che è importante per applicazioni come
1091 quelle multimediali o ``real-time'' che richiedono un qualche grado di
1092 controllo sulla stabilità della banda di trasmissione, sui ritardi o la
1093 dispersione dei temporale del flusso dei pacchetti.
1094
1095
1096 \subsection{Etichette di flusso}
1097 \label{sec:IP_ipv6_flow}
1098 L'introduzione del campo \textit{flow label} può essere usata dall'origine
1099 della comunicazione per etichettare quei pacchetti per i quali si vuole un
1100 trattamento speciale da parte dei router come un una garanzia di banda minima
1101 assicurata o un tempo minimo di instradamento/trasmissione garantito.
1102
1103 Questo aspetto di IPv6 è ancora sperimentale per cui i router che non
1104 supportino queste funzioni devono porre a zero il \textit{flow label} per i
1105 pacchetti da loro originanti e lasciare invariato il campo per quelli in
1106 transito.
1107
1108 Un flusso è una sequenza di pacchetti da una particolare origine a una
1109 particolare destinazione per il quale l'origine desidera un trattamento
1110 speciale da parte dei router che lo manipolano; la natura di questo
1111 trattamento può essere comunicata ai router in vari modi (come un protocollo
1112 di controllo o con opzioni del tipo \textit{hop-by-hop}). 
1113
1114 Ci possono essere più flussi attivi fra un'origine e una destinazione, come
1115 del traffico non assegnato a nessun flusso, un flusso viene identificato
1116 univocamente dagli indirizzi di origine e destinazione e da una etichetta di
1117 flusso diversa da zero, il traffico normale deve avere l'etichetta di flusso
1118 posta a zero.
1119
1120 L'etichetta di flusso è assegnata dal nodo di origine, i valori devono
1121 essere scelti in maniera (pseudo)casuale nel range fra 1 e FFFFFF in modo da
1122 rendere utilizzabile un qualunque sottoinsieme dei bit come chiavi di hash per
1123 i router.
1124
1125 \subsection{Priorità}
1126 \label{sec:prio}
1127
1128 Il campo di priorità consente di indicare il livello di priorità dei
1129 pacchetti relativamente agli altri pacchetti provenienti dalla stessa
1130 sorgente. I valori sono divisi in due intervalli, i valori da 0 a 7 sono usati
1131 per specificare la priorità del traffico per il quale la sorgente provvede
1132 un controllo di congestione cioè per il traffico che può essere ``tirato
1133 indietro'' in caso di congestione come quello di TCP, i valori da 8 a 15 sono
1134 usati per i pacchetti che non hanno questa caratteristica, come i pacchetti
1135 ``real-time'' inviati a ritmo costante.
1136
1137 Per il traffico con controllo di congestione sono raccomandati i seguenti
1138 valori di priorità a seconda del tipo di applicazione:
1139
1140 \begin{table}[htb]
1141   \centering
1142   \footnotesize
1143   \begin{tabular}{|c|l|}
1144     \hline
1145     \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di traffico} \\
1146     \hline
1147     \hline
1148     0 & traffico generico \\
1149     1 & traffico di riempimento (es. news) \\
1150     2 & trasferimento dati non interattivo (es. e-mail)\\
1151     3 & riservato \\
1152     4 & trasferimento dati interattivo (es. FTP, HTTP, NFS) \\
1153     5 & riservato \\
1154     \hline
1155 \end{tabular}
1156 \caption{Formato di un indirizzo \textit{site-local}.}
1157 \label{tab:priority}
1158 \end{table}
1159
1160 Per il traffico senza controllo di congestione la priorità più bassa
1161 dovrebbe essere usata per quei pacchetti che si preferisce siano scartati
1162 più facilmente in caso di congestione.
1163
1164
1165 \section{Sicurezza a livello IP}
1166 \label{sec:security}
1167
1168 La attuale implementazione di Internet presenta numerosi problemi di
1169 sicurezza, in particolare i dati presenti nelle intestazioni dei vari
1170 protocolli sono assunti essere corretti, il che da adito alla possibilità di
1171 varie tipologie di attacco forgiando pacchetti false, inoltre tutti questi
1172 dati passano in chiaro sulla rete e sono esposti all'osservazione di chiunque
1173 si trovi in mezzo.
1174
1175 Con IPv4 non è possibile realizzare un meccanismo di autenticazione e
1176 riservatezza a un livello inferiore al primo (quello di applicazione), con
1177 IPv6 è stato progettata la possibilità di intervenire al livello di rete (il
1178 terzo) prevedendo due apposite estensioni che possono essere usate per fornire
1179 livelli di sicurezza a seconda degli utenti. La codifica generale di questa
1180 architettura è riportata nell'RFC 2401.
1181
1182 Il meccanismo in sostanza si basa su due estensioni:
1183 \begin{itemize}
1184 \item una intestazione di sicurezza (\textit{authentication header}) che
1185   garantisce al destinatario l'autenticità del pacchetto
1186 \item un carico di sicurezza (\textit{Encrypted Security Payload}) che
1187   assicura che solo il legittimo ricevente può leggere il pacchetto.
1188 \end{itemize}
1189
1190 Perché tutto questo funzioni le stazioni sorgente e destinazione devono
1191 usare una stessa chiave crittografica e gli stessi algoritmi, l'insieme degli
1192 accordi fra le due stazioni per concordare chiavi e algoritmi usati va sotto
1193 il nome di associazione di sicurezza.
1194
1195 I pacchetti autenticati e crittografati portano un indice dei parametri di
1196 sicurezza (SPI, \textit{Security Parameter Index}) che viene negoziato prima
1197 di ogni comunicazione ed è definito dalla stazione sorgente. Nel caso di
1198 multicast dovrà essere lo stesso per tutte le stazioni del gruppo.
1199
1200 \subsection{Autenticazione}
1201 \label{sec:auth} 
1202
1203 Il primo meccanismo di sicurezza è quello dell'intestazione di autenticazione
1204 (\textit{authentication header}) che fornisce l'autenticazione e il controllo
1205 di integrità (ma senza riservatezza) dei pacchetti IP.
1206
1207 L'intestazione di autenticazione ha il formato descritto in
1208 \tabref{tab:autent_head}: il campo \textit{Next Header} indica l'intestazione
1209 successiva, con gli stessi valori del campo omonimo nell'intestazione
1210 principale di IPv6, il campo \textit{Length} indica la lunghezza
1211 dell'intestazione di autenticazione in numero di parole a 32 bit, il campo
1212 riservato deve essere posto a zero, seguono poi l'indice di sicurezza,
1213 stabilito nella associazione di sicurezza, e un numero di sequenza che la
1214 stazione sorgente deve incrementare di pacchetto in pacchetto.
1215
1216 Completano l'intestazione i dati di autenticazione che contengono un valore di
1217 controllo di integrità (ICV, \textit{Integrity Check Value}), che deve essere
1218 di dimensione pari a un multiplo intero di 32 bit e può contenere un padding
1219 per allineare l'intestazione a 64 bit. Tutti gli algoritmi di autenticazione
1220 devono provvedere questa capacità.
1221
1222 \renewcommand\arraystretch{1.2}
1223 \begin{table}[htb]
1224   \footnotesize
1225   \begin{center}
1226     \begin{tabular}{@{\vrule}p{24mm}@{\vrule}p{24mm}
1227         @{\vrule}p{48mm}@{\vrule} }
1228     \multicolumn{3}{@{}c@{}}{0\hfill 15 16\hfill 31}\\
1229     \hline
1230     \centering Next Header&\centering Length&
1231     \centering Reserved \tabularnewline
1232     \hline
1233     \multicolumn{3}{@{\vrule}c@{\vrule}}
1234     {\centering Security Parameter Index (SPI)}\\  
1235     \hline
1236     \multicolumn{3}{@{\vrule}c@{\vrule}}
1237     {\centering Sequence Number}\\  
1238     \hline
1239     \multicolumn{3}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
1240     \multicolumn{3}{@{\vrule}c@{\vrule}}{Authentication Data} \\
1241     \multicolumn{3}{@{\vrule}c@{\vrule}}
1242     {\centering ... } \\
1243     \multicolumn{3}{@{\vrule}c@{\vrule}}{} \\
1244     \hline
1245     \end{tabular}
1246     \caption{Formato dell'intestazione dell'estensione di autenticazione}
1247     \label{tab:autent_estens}
1248   \end{center}
1249 \end{table}
1250 \renewcommand\arraystretch{1} %default
1251
1252
1253 L'intestazione di autenticazione può essere impiegata in due modi diverse
1254 modalità: modalità trasporto e modalità tunnel.
1255
1256 La modalità trasporto è utilizzabile solo per comunicazioni fra stazioni
1257 singole che supportino l'autenticazione. In questo caso l'intestazione di
1258 autenticazione è inserita dopo tutte le altre intestazioni di estensione
1259 eccezion fatta per la \textit{Destination Option} che può comparire sia
1260 prima che dopo. 
1261
1262 \begin{table}[htb]
1263   \footnotesize
1264   \begin{center}
1265     \begin{tabular*}{90mm}{|c|c|c|c|c|c|}
1266     \hline
1267     & & & & & \\
1268     IP Head &
1269     \parbox[c]{28mm}{hop by hop, dest., \\
1270       routing, fragment}& AH & 
1271     dest.opt & TCP & data \\
1272     & & & & & \\
1273     \hline
1274     \end{tabular*}
1275     \caption{Formato dell'intestazione dell'estensione di autenticazione}
1276     \label{tab:autent_head}
1277   \end{center}
1278 \end{table}
1279 \begin{center}
1280     \begin{pspicture}(0,0)(9,0.8)
1281       \pnode(0,0){A}
1282       \pnode(9,0.4){B}
1283       \ncline{<->}{A}{B}\ncput{copertura dell'autenticazione}
1284     \end{pspicture}
1285 \end{center}
1286
1287 La modalità tunnel può essere utilizzata sia per comunicazioni fra stazioni
1288 singole che con un gateway di sicurezza; in questa modalità 
1289
1290
1291 L'intestazione di autenticazione è una intestazione di estensione inserita
1292 dopo l'intestazione principale e prima del carico dei dati. La sua presenza
1293 non ha perciò alcuna influenza sui livelli superiori dei protocolli di
1294 trasmissione come il TCP.
1295
1296
1297 La procedura di autenticazione cerca di garantire l'autenticità del pacchetto
1298 nella massima estensione possibile, ma dato che alcuni campi dell'intestazione
1299 di IP possono variare in maniera impredicibile alla sorgente, il loro valore
1300 non può essere protetto dall'autenticazione.
1301
1302 Il calcolo dei dati di autenticazione viene effettuato alla sorgente su una
1303 versione speciale del pacchetto in cui il numero di salti nell'intestazione
1304 principale è impostato a zero, così come le opzioni che possono essere
1305 modificate nella trasmissione, e l'intestazione di routing (se usata) è posta
1306 ai valori che deve avere all'arrivo.
1307
1308 L'estensione è indipendente dall'algoritmo particolare, e il protocollo è
1309 ancora in fase di definizione; attualmente è stato suggerito l'uso di una
1310 modifica dell'MD5 chiamata \textit{keyed MD5} che combina alla codifica anche
1311 una chiave che viene inserita all'inizio e alla fine degli altri campi.
1312
1313
1314 \subsection{Riservatezza}
1315 \label{sec:ecry}
1316
1317 Per garantire una trasmissione riservata dei dati, è stata previsto la
1318 possibilità di trasmettere pacchetti con i dati criptati: il cosiddetto ESP,
1319 \textit{Encripted Security Payload}. Questo viene realizzato usando con una
1320 apposita opzione che deve essere sempre l'ultima delle intestazioni di
1321 estensione; ad essa segue il carico del pacchetto che viene criptato.
1322
1323 Un pacchetto crittografato pertanto viene ad avere una struttura del tipo di
1324 quella mostrata in Tab~.\ref{tab:criptopack}, tutti i campi sono in chiaro
1325 fino al vettore di inizializzazione, il resto è crittografato.
1326
1327 \renewcommand\arraystretch{1.2}
1328 \begin{table}[htb]
1329   \footnotesize
1330   \begin{center}
1331     \begin{tabular}{@{\vrule}p{24mm}@{\vrule}p{24mm}@{\vrule}
1332         p{24mm}@{\vrule}p{24mm}@{\vrule}}
1333     \multicolumn{4}{@{}c@{}}{0\hfill 15 16\hfill 31}\\
1334     \hline
1335     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{}\\
1336     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{Intestazione Principale}\\
1337     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{...}\\
1338     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{}\\
1339     \hline
1340     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{}\\
1341     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{Intestazioni di estensione}\\
1342     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{...}\\
1343     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{}\\
1344     \hline
1345     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}
1346     {\centering Security Parameter Index}\\  
1347     \hline
1348     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}
1349     {\centering Vettore}\\  
1350     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}
1351     {\centering di inizializzazione}\\  
1352     \hline   
1353     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{carico}\\ 
1354     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{crittografato}\\ 
1355     \multicolumn{4}{@{\vrule}c@{\vrule}}{...}\\
1356     \cline{2-4}
1357     & \multicolumn{3}{c@{\vrule}}{}\\
1358     \cline{1-1}
1359     \cline{3-4}
1360     \multicolumn{1}{@{\vrule}c}{}&
1361     \centering \raisebox{2mm}[0pt][0pt]{riempimento} &
1362     \centering lunghezza pad &\centering tipo carico\tabularnewline
1363     \hline
1364     \end{tabular}
1365     \caption{Schema di pacchetto crittografato}
1366     \label{tab:criptopack}
1367   \end{center}
1368 \end{table}
1369 \renewcommand\arraystretch{1} %default
1370
1371
1372 \section{Autoconfigurazione}
1373 \label{sec:IP_ipv6_autoconf}
1374
1375 Una delle caratteristiche salienti di IPv6 è quella dell'autoconfigurazione,
1376 il protocollo infatti fornisce la possibilità ad un nodo di scoprire
1377 automaticamente il suo indirizzo acquisendo i parametri necessari per potersi
1378 connettere a internet. 
1379
1380 L'autoconfigurazione sfrutta gli indirizzi link-local; qualora sul nodo sia
1381 presente una scheda di rete che supporta lo standard IEEE802 (ethernet) questo
1382 garantisce la presenza di un indirizzo fisico a 48 bit unico; pertanto il nodo
1383 può assumere automaticamente senza pericoli di collisione l'indirizzo
1384 link-local \texttt{FE80::xxxx:xxxx:xxxx} dove \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} è
1385 l'indirizzo hardware della scheda di rete. 
1386
1387 Nel caso in cui non sia presente una scheda che supporta lo standard IEEE802
1388 allora il nodo assumerà ugualmente un indirizzo link-local della forma
1389 precedente, ma il valore di \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} sarà generato
1390 casualmente; in questo caso la probabilità di collisione è di 1 su 300
1391 milioni. In ogni caso per prevenire questo rischio il nodo invierà un
1392 messaggio ICMP \textit{Solicitation} all'indirizzo scelto attendendo un certo
1393 lasso di tempo; in caso di risposta l'indirizzo è duplicato e il
1394 procedimento dovrà essere ripetuto con un nuovo indirizzo (o interrotto
1395 richiedendo assistenza).
1396
1397 Una volta ottenuto un indirizzo locale valido diventa possibile per il nodo
1398 comunicare con la rete locale; sono pertanto previste due modalità di
1399 autoconfigurazione, descritte nelle seguenti sezioni. In ogni caso
1400 l'indirizzo link-local resta valido.
1401
1402 \subsection{Autoconfigurazione stateless}
1403 \label{sec:stateless}
1404
1405 Questa è la forma più semplice di autoconfigurazione, possibile quando
1406 l'indirizzo globale può essere ricavato dall'indirizzo link-local cambiando
1407 semplicemente il prefisso a quello assegnato dal provider per ottenere un
1408 indirizzo globale.
1409
1410 La procedura di configurazione è la seguente: all'avvio tutti i nodi IPv6
1411 iniziano si devono aggregare al gruppo multicast \textit{all-nodes}
1412 programmando la propria interfaccia per ricevere i messaggi dall'indirizzo
1413 multicast \texttt{FF02::1} (vedi \secref{sec:IP_ipv6_multicast}); a questo
1414 punto devono inviare un messaggio ICMP \textit{Router solicitation} a tutti i
1415 router locali usando l'indirizzo multicast \texttt{FF02::2} usando come
1416 sorgente il proprio indirizzo link-local.
1417
1418 Il router risponderà con un messaggio ICMP \textit{Router Advertisement} che
1419 fornisce il prefisso e la validità nel tempo del medesimo, questo tipo di
1420 messaggio può essere trasmesso anche a intervalli regolari. Il messaggio
1421 contiene anche l'informazione che autorizza un nodo a autocostruire
1422 l'indirizzo, nel qual caso, se il prefisso unito all'indirizzo link-local non
1423 supera i 128 bit, la stazione ottiene automaticamente il suo indirizzo
1424 globale.
1425
1426 \subsection{Autoconfigurazione stateful}
1427 \label{sec:stateful}
1428
1429 Benché estremamente semplice l'autoconfigurazione stateless presenta alcuni
1430 problemi; il primo è che l'uso degli indirizzi delle schede di rete è
1431 molto inefficiente; nel caso in cui ci siano esigenze di creare una gerarchia
1432 strutturata su parecchi livelli possono non restare 48~bit per l'indirizzo
1433 della singola stazione; il secondo problema è di sicurezza, dato che basta
1434 introdurre in una rete una stazione autoconfigurante per ottenere un accesso
1435 legale.
1436
1437 Per questi motivi è previsto anche un protocollo stateful basato su un
1438 server che offra una versione IPv6 del DHCP; un apposito gruppo di multicast
1439 \texttt{FF02::1:0} è stato riservato per questi server; in questo caso il
1440 nodo interrogherà il server su questo indirizzo di multicast con l'indirizzo
1441 link-local e riceverà un indirizzo unicast globale.
1442
1443
1444
1445 %%% Local Variables: 
1446 %%% mode: latex
1447 %%% TeX-master: "gapil"
1448 %%% End: