PDF de programación - IPv6 Interoperabilidad y robustez

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS

DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL



DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

SECCIÓN DE COMPUTACIÓN



IPv6 Interoperabilidad y robustez

Tesis que presenta

Axel Ernesto Moreno Cervantes

para obtener el grado de

Maestro en Ciencias

en la especialidad de
Ingeniería Eléctrica

con opción en Computación

Director de tesis:

Guillermo Benito Morales-Luna

México, D.F.



Julio 2004









Resumen



En esta investigación se presenta la evaluación del Protocolo de Internet versión 6 (IPv6) en relación a su
interoperabilidad con plataformas tales como Windows XP, Solaris 9, Linux Red Hat (versiones 8.0 y
9.0) y Mac OS X 10.2, 10.3, también con protocolos tales como el Protocolo Ligero de Acceso a
Directorio (LDAP) y el Protocolo de Seguridad IP (IPSec), y sus mecanismos de transición como son los
Túneles 6to4, el doble Stack y el Tunnel-broker. Además se proporciona una guía a través de ejemplos
para configurar IPv6 sobre las plataformas Windows XP, Solaris (versiones 8.0 y 9.0), Linux RedHat
(versiones 8.0 y 9.0) y Mac OS X (versión 10.2 “Jaguar”) y sobre los enrutadores CISCO 2620 XM.

Asimismo se da una guía para configurar IPv6 sobre los servidores: DNS BIND 9, FTP WSFTP,
OpenLDAP y Apache. Para finalizar se presenta la configuración de una Red Privada Virtual sobre IPv6
utilizando los servicios de seguridad Encabezado de Autenticación (AH) y Encapsulación de Seguridad
de la Carga (ESP) provistos por IPv6 que permiten el aseguramiento de la información.

Las principales contribuciones de esta investigación son las siguientes: El desarrollo de un benchmark
para medir el desempeño de un servidor LDAP, tomando como métricas la latencia y el rendimiento del
mismo al utilizar como protocolos de comunicación IPv4 e IPv6. También desarrollamos un modelo
matemático capaz de reproducir el comportamiento del mismo servidor LDAP, basándonos en los
resultados obtenidos en el benchmark desarrollado anteriormente. Además realizamos pruebas de
interoperabilidad de IPv6 con la implementación de IPSec en el sistema operativo IOS (versión
12.2(11)T3) de los enrutadores CISCO 2620 XM.











Abstract



The aim of this research is to introduce the Internet Protocol version 6 (IPv6) evaluation related to its
interoperability with platforms as Windows XP, Solaris 9, Linux Red Hat 8,9 and Mac OS X 10.2, 10.3,
also with other protocols as the Lightweight Directory Access Protocol (LDAP) and the Internet Security
Protocol (IPSec), as well as its transition mechanisms such as 6to4 Tunnels, the Double Stack and the
Tunnel-Broker. Also we give a guide to provide IPv6 on Windows XP, Solaris 8,9, Linux RedHat 8,9 and
MacOSX 10.2 "Jaguar" platforms together with the routers CISCO 2600 series. All procedures are
introduced through examples.

Likewise, the procedures for configuring IPv6 on the DNS BIND 9, FTP WSFTP, OpenLDAP and
Apache servers are supplied. The configuration of a Private Virtual Network on IPv6 using AH and ESP
safety services provided for IPv6, is presented.

The main contributions in this research are the development of a benchmark to measure the
performance of a LDAP server, having as metrics its latency and throughput, while operations
are carried out over IPv4 and IPv6. Also we develop a mathematical model capable of
reproducing the behavior of the LDAP server taking as base the results obtained in the
benchmark developed previously, besides we made a series of IPv6 interoperability tests with
the IPSec implementation on the IOS 12.2(11)T3 operating system for the CISCO 2620 XM
routers.









Agradecimientos



En primer lugar agradezco a CONACYT por el apoyo económico brindado durante el
programa de maestría.

Agradezco a mi mamá por ser mi todo.

Agradezco a mi familia por mantenerme y soportar mi mal humor durante los días de estrés.

A Alicia por ser mi adoración.

Agradezco a mi asesor por la paciencia y el interés mostrado durante el desarrollo de mi
tesis, así como por poner a mi disposición el equipo necesario para el desarrollo de esta
investigación.

A los profesores Luis Gerardo de la Fraga y Francisco José Rodríguez Henríquez, así como
a Emilio Espinosa por sacarme de apuros y resolver mis dudas.

A Sofía Reza Cruz por su ayuda incondicional.

Al Dr. Arturo Díaz Pérez, Adrián Ramírez Cabrera y Andrés Huerta García por las
facilidades otorgadas y su valioso apoyo.

A Valerio Torres Tovar, Gustavo Becerril y al Dr. José Antonio Moreno Cadenas por
brindarme su apoyo aún sin conocerme.

A Graciela Meza C., Raúl Montaño M. y David Torres F. por sus atenciones brindadas en
todas las ocasiones que acudí a la Biblioteca de Ingeniería Eléctrica.

A todos los profesores y compañeros de la Sección de Computación por su amistad durante
más de dos años.







I


Índice general



1. Introducción

1.1. Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2. Principales objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.3. Organización de la tesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2


2. Antecedentes de IPv6

2.1. Surgimiento de IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.2. Mejorasen IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.3. Encabezado del paquete IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
10
2.4. Estructura de direcciones IPv6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Seguridad en IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
16
2.6. Mecanismos de transición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


3. Pruebas básicas sobre IPv6

3.1. Arquitectura de la red de pruebas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
25
3.2. Tipos de pruebas realizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


4. Protocolo Ligero de Acceso a Directorio (LDAP)

31
4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
4.2. LDAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
4.3. Características y usos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Distribuciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
34
4.5. Configuración del servidor LDAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
4.6. Configuración de los clientes LDAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
4.7. Java Naming and Directory Interface (JNDI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8. Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35



5. IP Security (IPSec)

51
5.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
5.2. Asociaciones de Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Procesamiento de IPSec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
5.4. Encabezado de Autenticación (AH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
55
5.5. Encapsulado de Seguridad de la Carga (ESP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
5.6. Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


6. Conclusiones y Trabajo Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65



II

Glosario



Apéndices



Apéndice A. Configuración de IPv6 en plataformas de prueba
A.1. Implementación de IPv6 sobre plataforma Windows XP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
69
A.2. Implementación de IPv6 sobre plataforma Red Hat Linux 8.0 y 9.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
A.3. Implementación de IPv6 sobre plataforma Solaris 8.0 y 9.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
74
A.4. Implementación de IPv6 sobre plataforma Mac OS X 10.2 “Jaguar” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.5. Implementación de IPv6 sobre plataforma IOS 12.2(11)T10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
A.6. Implementación de IPv6 sobre Servidor DNS BIND 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79


Apéndice B. Obtención de direcciones IPv6 Globales a través de Freenet6

B.1. Antecedentes de Freenet6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8