Projeto IPv6 - José Eugênio (Turma 3) e Paulo Sérgio (Turma 2)

7/24/2019 Projeto IPv6 - Jos Eugnio (Turma 3) e Paulo Srgio (Turma 2)

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Transio e configurao de IPv6 em

uma rede acadmica

Jos Eugnio de Mira Turma 3

Paulo Srgio Pereira Pinto Turma 2

Trabalho de Concluso do Curso de IPv6 a Distncia

Desenvolvido e ministrado por: Centro de Estudos e Pesquisas em Tecnologia de Redes e

Operaes ceptro.br

20 de Agosto de2013


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ContedoIntroduo ..................................................................................................................................... 3

Desenvolvimento .......................................................................................................................... 4

Justificativa ............................................................................................................................ 4

Descrio da Infraestrutura ................................................................................................... 4

Cronograma da implantao ................................................................................................. 6

Projeto e custos ................................................................................................................... 11

Concluso .................................................................................................................................... 11

Referncias .................................................................................................................................. 12


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IntroduoO IPv6 o protocolo que foi desenvolvido para substituir o IPv4. Desde o final dos anos 90, o

fim dos endereos IP formado por apenas 32 bits de dados era discutido tanto na esfera

acadmica quando nas esferas corporativas. O IPv6 comeou a ser projetado em 1994, e desde

ento tem enfrentado diversos problemas para sua implantao. O motivo disso que adificuldade de se convencer administradores de redes, provedores e usurios a migrarem para

o novo sistema, considerado complexo por conta de seus sistema diferenciado de

endereamento baseado em 128 bits de endereamento e formato hexadecimal, aliado ao

fato de novas tecnologias haverem sido desenvolvidas visando-se o prolongamento da vida til

do IPv4 prejudicou a implantao do novo protocolo em larga escala. No fim do ano de 2011,

com a preveno pelo IANA do esgotamento dos endereos IPv4, foi que surgiram estratgias

mais diretas de treinamento e conscientizao do uso do IPv6. Esse curso desenvolvido pelo

NIC.br fruto desse esforo. O trabalho a seguir foi desenvolvido por dois alunos do curso

ministrado pelo NIC.br e demonstra o cronograma e a prtica da implantao do sistema IPv6

em uma Instituio de Ensino de mdio porte localizado no interior do estado de So Paulo. Osresponsveis por este trabalho so atualmente responsveis pelo Departamento de TI da

Faculdade, tanto da rede administrativa quanto da acadmica.


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Desenvolvimento

Justificativa

Justifica o desenvolvimento desse projeto a necessidade de atualizao tecnolgica para a

conectividade IPv6 na estrutura de rede de uma Faculdade de Tecnologia de mdio porte.

Alm de prever a futura mudana no sistema de endereamento de rede, a migrao de nossa

infraestrutura servir de exemplo para os discentes da instituio, que a partir dos laboratrios

de nossa unidade tero o primeiro contato com o IPv6 na prtica. Desse modo, nossa

Faculdade cumpre no somente a necessidade de preparar os sistemas para o uso do novo

protocolo como tambm atende a necessidade de toda universidade que investir em

pesquisa e tecnologias de ponta, ocupando o lugar como incubadora de ideias inovadoras que

sempre lhe coube.

Descrio da Infraestrutura

A faculdade em questo conta com cerca de oitocentos alunos, quarenta docentes e uma

equipe de treze funcionrios administrativos, excluindo-se destes o pessoal de limpeza e

vigilncia. A Faculdade oferece trs cursos superiores tecnolgicos e funciona diariamente no

perodo das 07:30 s 22:30.

A infraestrutura de TI guarda algumas caractersticas clssicas de redes onde a rede no foi

pensada em um modelo escalonvel. Por conta disso, os servidores de servios contam com

uma capacidade limitada de expanso fsica, o que levou ao uso de mquinas virtuais para um

uso mais eficiente dos recursos de memria e processamento. Um dos servidores usa sistema

operacional legado, apesar disso, nenhum dos sistemas operacionais ser problema para a

implantao do IPv6, pois todos possuem suporte nativo.

Abaixo, uma tabela que lista os sistemas operacionais presentes na infraestrutura atual:

Tabela 1 - Servidores e Servios

Nome do Equipamento SO Funo na Rede

Server 01 Windows Server 2003 Roteamento, arquivos e ActiveDirectory

Server 02 Windows Server 2008 Suporte p/ virtualizao

Server XP (virtual) Windows XP Servidor de testes MySQL

Firewall 01 (Virtual) Linux 2.4 (squid) Segurana de borda, balanceamento

de linkServer 03 (virtual) Windows Server 2008 AD Principal e DNS

Alm destes, a infraestrutura possui um sistema de vigilncia publicado na internet atravs de

um redirecionamento NAT. Este equipamento no possui sistema compatvel com IPv6, e por

conta disso, os custo de aquisio de um novo equipamento, com compatibilidade para a nova

tecnologia.

Os equipamentos que constituem o tronco da rede, alm dos servidores acima, so os

Switches e os Roteadores. A infraestrutura composta por um Switch gerencivel Netgear,

dois switches simples TP-Link (TL-SF1024 e TL-SF2048), de 24 e 48 portas, dois switches 3com


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2226-SFP de 24 portas (laboratrios de informtica 01 e 02), trs acess points ASUS nos

laboratrios de informtica Wireless e cinco acess points Netgear que permitem acesso via

wireless internet para os alunos e professores. Completa a infraestrutura um roteador Cisco

2900 fornecido em comodato pela Vivo Empresas.

Na ponta da rede, temos os equipamentos de uso de alunos e funcionrios. Um sistema detrs VLANs permita que cada rede funcione de maneira independente e segura, porm, como

todas so conectadas h um nico firewall que promove o balanceamento de dois links, a

mudana na infraestrutura deve atingir todas as redes simultaneamente.

A VLAN administrativa possui cerca de trinta hosts, entre equipamentos de uso dos docentes e

dos funcionrios do corpo tcnico-administrativo. A segunda VLAN, a maior em nmero de

hosts de uso contnuo, possui cento e trinta hosts e integrada pelos computadores de uso

acadmico, como os computadores dos laboratrios de informtica. A ltima VLAN aquela

utilizada pelos alunos para conexo wireless de seus equipamentos pessoais e por esse

motivo, no possvel estimar a quantidade exata de hosts, sendo que estes variam de acordocom o horrio e a quantidade de alunos na instituio. Estima-se que diariamente cerca de

cem alunos conectem-se a rede, mas j foram registrados picos de cento e vinte equipamentos

conectados simultaneamente.

Sobre os hosts, vale lembrar que no sero feitas mudanas significativas, exceto pelo fato

que um sistema DHCPv6 independente ser instalado para cada uma das redes. Cada uma das

sub-redes receber um Bloco /32 de endereos. A distribuio das redes internas est descrita

no quadro abaixo:

Tabela 2 - VLANs

Nome da VLAN Sub-rede Quantidade de Hosts Funo

VLAN1 192.168.10.0 30 Administrativo

VLAN2 192.168.15.0 130 Laboratrios/acadmico

VLAN_WIFI 192.168.25.0 100~120 Wireles - Alunos


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VLAN_WIFI

VLAN2 - Laboratrios

VLAN1 -

Administrativos

Firewall

/Router

Roteador

Link

Secundrio

Link Primrio

Figura 1 - Topologia atual

Como de se esperar em uma infraestrutura de mdio porte, o processo de implantao deve

durar alguns meses. O cronograma de implantao e os pormenores de cada uma das etapas

so especificados a seguir.

Cronograma da implantao

De acordo com as necessidades da Instituio, o cronograma de implantao da Tecnologia

IPv6 foi dividido em trs etapas. Cada uma das etapas tem um objetivo especfico, e termina

precisamente no ponto de partida da prxima. A ideia desse sistema manter um ritmo

constante e principalmente prover acessibilidade atravs do IPv4 enquanto ainda houverem

sistemas e sites legados. No caso especfico da infraestrutura em questo, a migrao total

depender ainda de sistemas utilizados pelo Governo estadual. Nesse caso, impossvel fixar

datas para o fim da etapa nmero dois, visto que a migrao total incorreria na

impossibilidade de acesso a tais servios.

Etapa 01 - Definio da arquitetura e Levantamento de custos

Em qualquer empresa, antes de um projeto ser aprovado pelo board da diretoria essencial

que um levantamento de custos preciso seja entregue. Por conta disso, a implantao do

projeto comea na definio da arquitetura para que, a partir da, sejam estabelecidos os

custos necessrios a implantao da tecnologia nos meses que se seguiro.

Uma caracterstica importante do projeto por ns elaborado que no final da Etapa 02 todos

os equipamentos j estaro instalados e em produo. Por conta disso, todo o custo de

manuteno do projeto (com exceo das horas-trabalho do pessoal do departamento)

estende-se to somente at o fim dessa etapa. O motivo disso que acreditamos que dessa


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maneira o custo poder ser pulverizado durante as trs etapas, embora no incio da terceira j

seja possvel que todo o sistema funcione com conectividade plena atravs do IPv6.

O ponto principal do projeto que o sistema que utiliza o balanceamento de link ser

aproveitado. Em um dos links, fornecido pelo governo do estado, a previso que o sistema

IPv6 seja implantando nos prximos doze meses. Nesse caso, esse ser o nosso link principal. Osegundo link, fornecido pela NET Servios no tem previso de implantao dos servios, por

conta disso, esse link ser o de contingncia, funcionando com conexo IPv4 exclusiva nas

Etapas 01 e 02, e com sistemas de tunelamento IPv6 a partir da Etapa 03.

Nessa primeira etapa, todos os testes sero feitos em laboratrio para se assegurar que a

implantao definitiva ocorrer sem traumas. Em um primeiro momento, utilizaremos

mquinas virtuais configuradas com o sistema de tunelamento, para testar a conectividade e a

eficincia do sistema. Dois tipos de tuneis sero testados:

Tunel Freenet

Testado em uma mquina com sistema operacional Windows 7, esse tnelser utilizado para a verificao do funcionamento e de compatibilidade de softwares que

utilizam a rede interna e a internet, tanto no mbito acadmico, quanto no administrativo. O

teste destes softwares nessa primeira fase ser essencial para se decidir que rumos tomar o

projeto, para o caso de serem necessrias adaptaes ou licitaes para verses atualizadas

dos softwares. Alm disso, ser o primeiro contato da equipe de suporte com a tecnologia

IPv6, onde recebero as noes bsicas de funcionamento e endereamento do protocolo.

Tunnel Broker Oferecido pela Hurricane Eletric, esse tnel ser utilizado na mquina virtual

que simular o Fierwall/roteador. Alm de oferecer acesso mais seguro, a documentao

ampla oferecida pelo servio Tunnel Broker facilitar a implantao do servio no Firewallbaseado na tecnologia Linux com kernel 2.4.

Nessa etapa tambm sero levantados os custos de todos os equipamentos que sero

substitudos para tornar possvel a implantao. Um levantamento detalhado foi feito, para

que pudssemos estimar os equipamentos que sero substitudos.

Equipamentos:

Switch 3com(Layer 2) Compatvel IPv6

Switch Netgear(Layer 3)

No compatvel

Switch TP-link(Layer 2) Compatveis IPv6

AcessPoint ASUSNo compatvel

Acess Point NetgearCompatvel IPv6

Roteador Cisco- Compatvel IPv6

Notem que todos os switches que operam na layer 2 do modelo OSI so compatveis com o

protocolo novo. O motivo disso que nesses equipamentos apenas os endereos fsicos so

levados em conta na redistribuio dos frames Ethernet. J os equipamentos que atuam nas


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demais camadas, como o caso do Switch gerencivel da Netgear devero ser substitudos por

equipamentos compatveis.

O levantamento completo dos equipamentos e o custo de substituio dos mesmos sero

apresentados no ltimo captulo, junto com o resumo das horas totais empregadas no projeto.

O tempo de durao dessa etapa ser fixo, e estimado atualmente em seis meses, com um

emprego mensal de 120 horas, ou 40 horas-homem, considerando uma equipe de trs

profissionais.

Etapa 02 Implantao e teste da pilha dupla

A segunda etapa inicia-se aps todos os testes do funcionamento do Tunelamento no

Firewall/Roteador e com todos os testes de software concludos em laboratrio. A Etapa 02 a

etapa de implantao, e caracterstica mais importante dessa etapa a pilha dupla. A pilha

dupla permite que tecnologias IPv4 e IPv6 convivam e que os equipamentos de borda da rede

tenha autonomia para escolher qual conexo ser utilizada. Demonstramos a seguir como ser

realizada a implantao da pilha na infraestrutura.

Fase 1 Roteadores e modems

Essa fase depende exclusivamente da liberao do bloco de endereamento IPv6 pelas

operadoras. Consideramos aqui apenas o link principal, pois no escopo do projeto j contamos

com a possibilidade do link secundrio levar um tempo maior at a disponibilizao dos blocos

de endereamento IPv6. Nesse primeiro momento, nos concentraremos na configurao do

Roteador principal para o funcionamento em pilha dupla. Tambm nessa fase substituiremos a

mquina virtual com o link secundrio pela mquina que contm a configurao para ofuncionamento via Tunnel Broker. Finalizadas essas configuraes, uma mquina-cliente de

testes ser conectada atravs do roteador funcionando em pilha dupla, a fim de

comprovarmos o funcionamento do sistema.

Fase 2 Switches e Acess Points.

Essa fase compreende a instalao e a configurao dos equipamentos de rede secundrios na

rede. Alm da substituio dos Switches e dos AcessPoints, ser nessa fase que as VLANs sero

reconfiguradas no novo switch, e que o sinal dos AcessPoints antigos ser desligado e

subtituido pelos novos. Durante essa fase, a rede wireless deve operar com um SSID diferente,para evitar o uso acidental. Finda as configuraes, os antigos ser desligados e retirados da

infraestrutura.

Fase 3 Servidores

Momento de configurar todos os servidores para o funcionamento com a nova infraestrutura.

Primeiramente, as mquinas que ficaro responsveis pelo DHCPv6 e DNS. Depois, todos os

outros servidores. Nesse momento ser feita a substituio do DVR com suporte para

endereamento IPv6. Consideramos essa a fase mais complexa do ponto de vista tcnico, pois

envolve equipamentos essenciais para o funcionamento da instituio e que possuem um

downtime baixssimo. Fase de durao mais longa.


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Fase 4 Configurao de hosts

Finalmente, mquinas de uso do pessoal administrativo e do acadmico recebero seus

endereos IPv6 atravs do DHCPv6 interno. Alm dos hosts, nessa fase sero configurados em

pilhas duplas outros equipamentos de uso final como por exemplo, impressoras de rede. A

distribuio continuar obedecendo a ordem anterior, ou seja, sero trs VLANs, onde altima, que dedicada ao uso dos alunos com seus equipamentos pessoais ser a ltima.

Nesta, alm da implantao do DHCPv6, a equipe de TI ir promover uma campanha

informativa, observado sobre os motivos da migrao e ministrando um minicurso sobre

endereamento IPv6, sua necessidade e suas vantagens sobre o IPv4. Essa ltima etapa, alm

de finalizar a fase de implantao da Etapa 02, cumpre um papel informativo, permitindo que

professores e alunos da Faculdade experimentem o IPv6 em seus computadores dentro de um

ambiente seguro e previamente preparado.

A Etapa 02 encerra-se aps o trmino da Fase 4 da migrao, e embora estimemos entre 9 e

12 meses, no podemos afirmar com certeza, pois a finalizao dessa etapa depende dadisponibilidade dos endereos IPv6 pelos principais portais e sistemas de email e comunicao

da Internet. Nessa etapa, o emprego de mo de obra est estimado em 800 horas/ms, com

uma equipe de cinco profissionais atuando duas horas por dia, cinco dias por semana.

Etapa 03 Implantao IPv6

A Etapa 03, a etapa final da implantao apenas se inicia quando o link principal da

infraestrutura receber um bloco de endereamento. Neste momento, todos os equipamentos

j estaro funcionando em Dual stack, e a partir da a utilizao do IPv6 ser a escolha natural.

Apesar disso, no podemos esquecer que o cenrio do IPv6 ainda uma realidade distante emalguns sites e portais brasileiros, e por conta disso nossa rede tem que contar com uma

redundncia. Para esses casos, o Link secundrio continuar funcionando como um link de

reserva e tambm para casos especficos onde um servio IPv4 for solicitado. A ideia

modificar as ACLs do firewall de maneira que quando o DNS responder com um IP AAA, o

mesmo seja encaminhado atravs de um Forward at o link secundrio.

importante lembrar que os procedimentos descritos principalmente nas Etapas 02 e Etapa 03

dependem tambm das tecnologias adotadas pelos provedores. Por exemplo: possvel que

os provedores, por uma questo econmica, resolvam adotar alguma tecnologia nativa de

tunelamento. Nesse caso, seria necessria uma mudana significativa na ponta da conexo, ouseja, no Firewall/Router. Nosso projeto guarda a vantagem de se manter com a pilha dupla

ativada todo o tempo e com apenas um equipamento responsvel pela ponta dos links. Isso

aumenta significativamente a facilidade de alteraes no projeto pelo lado do provedor, alm

do fato desta mquina estar virtualizada concorrer para uma facilidade maior no intercmbio

entre tecnologias e configuraes diferentes. Nesse sistema, o uso de Snapshots ser um

diferencial importante.

Cenrio 01 Usurio solicita endereo IPv6

Nesse cenrio, o DNS responde com o endereo AAAA para o Firewall, que atravs da sua ACL

especfica encaminha a solicitao via Link Primrio, que possui IPv6 nativo.


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DNS

Firewall/

Router

Link

Primrio

IPv6

Link

Secundrio

IPv4

Figura 2 - Solicitao de endereo IPv6

Cenrio 02 Usurio solicita endereo IPv4

Na situao seguinte, a solicitao responde com um endereo IPv4. Ao ser encaminhada ao

Firewall, o mesmo realiza um Forward atravs da Interface com o modem o Link Secundrio.

DNS

Firewall/

Router

Link

Primrio

IPv6

Link

Secundrio

IPv4

Figura 3 - Solicitao de IPv4

Cenrio 03 Queda do Link principal

No cenrio seguinte, o link principal est offline, e por esse motivo, uma rotina secundria

ativada. Um sistema do tipo hearthbeat ativa uma segunda mquina virtual, com um sistema

de tunel IPv6 pr-configurado. A partir de ento, todos as conexes iro trafegar atravs da

rede IPv4 do provedor at um roteador IPv6 pr-configurado. Nesse ambiente, sites e portais

que utilizem exclusivamente o IPv4 no estaro acessveis.

DNS

Firewall/

Router

Link

Primrio

IPv6

Link

Secundrio

IPv4

Firewall/

Router

Virtual 02

Conexo

Tunelada

Figura 4 - Queda do Link principal


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Projeto e custos

Abaixo, mencionamos os custos aproximados de aquisio de alguns equipamentos que

dever ser obrigatoriamente substitudos durante a implantao da pilha dupla na estrutura.

Importante ressaltar que os preos baseiam-se em valores de hoje, e pequenas flutuaes so

esperadas. Considerando que no mercado de Equipamentos de TI normalmente a procura

promove uma queda acentuada nos preos, dado o aumento da produo, provvel que

quando da implantao os valores dos equipamentos cotados tenham sofrido uma queda

substancial.

Equipamento Modelo Valor Un. Quantidade Total

Switch IPv6 CISCOS RW2016-K9 R$ 1500,00 01 1500,00Acess Point D-Link DIR-655 R$ 400,00 06 2400,00DVR IPv6 AXIS 241Q R$ 1200,00 02 2400,00

Alm dos custos com os equipamentos, o processo de migrao para o protocolo IPv6 tem umcusto alto se considerarmos o tempo empregado pelo departamento de TI. Atravs de uma

mdia, e estabelecendo um valor de R$ 10,00 a hora em uma equipe com dois analistas, dois

tcnicos e um estagirio, chegamos aos resultados:

Os custos da Etapa 03 no foram mencionados, pois consideramos que nesse momento o

sistema IPv6 deixaria de ser um projeto alternativoe passaria a constar como parte da

infraestrutura. Nesse sentido, as horas dedicadas ao funcionamento e adequao do protocolo

figurariam como horas de trabalho na rede interna da empresa.

Concluso

Assim, conclumos que uma implantao segura e planejada do protocolo IPv6 em uma

infraestrutura acadmica de mdio porte possvel, desde que todos os passos da

implementao sejam executados com ateno e crivo profissional. A execuo do trabalho

deve sempre seguir os passos estabelecidos no projeto, apenas avanando para a etapa

posterior quando a anterior se encontrar concluda. O uso de mquinas virtuais e de

laboratrios de redes, alm de sistemas de Tunelamento aberto essencial para o sucesso

desse projeto, principalmente em sua etapa inicial.

Etapa 01 120 horas x R$ 10,00 = R$ 1200,00/Ms

Em seis meses (estimativa) = R$ 7200,00

Etapa 02 800 horas x R$10,00 = R$ 8000,00/Ms

Em doze meses (estimativa) = R$ 96000,00


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Referncias

Ceptro.br Centro de Pesquisas em Tecnologia de Redes e Operaes

Acessado em 18 de Agosto de 2013

IPv6.br A nova gerao do Protocolo Internet Acessado em 18 de Agosto

de 2013

Axis Tecnologia em Vdeo e vigilncia

- Acessado

em 20 de Agosto de 2013-08-21

Hurricane Eltric Internet Services - Acessado em 18 de Agosto de

2013

Contbeis.com Portal da profisso contbil - Acessado em

19 de Agosto de 2013-08-21

D-Link IPv6 Solutions -


How to Install a DHCP Server for IPv6 on Windows Server 2008 R2


Tnel via freenet 6 - Acessado em 18 de Agosto de 2013
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