Introdução

  No dia 6 de Junho de 2012 ocorreu o lançamento mundial do IPv6. O objetivo deste documento é apresentar o IPv6, as motivações que o levaram a ser implementado e como é feito o endereçamento.

 

Motivação

O problema

   Para compreender os problemas de endereçamento IP que atingem os administradores de rede, considere que o espaço de endereço do IPv4 fornece, aproximadamente, 4.294.967.296 endereços exclusivos. Desses, apenas 3,7 bilhões de endereços podem ser atribuídos porque o sistema de endereçamento do IPv4 separa os endereços em classes e reserva os endereços para multicast, teste e outros usos específicos.

 

  O mundo está cada vez mais conectado. Se, em um passado não muito distante, você conectava apenas o PC da sua casa à internet, hoje o faz com o celular, com o seu notebook em um serviço de acesso Wi-Fi  no aeroporto e assim por diante. Somando este aspecto ao fato de cada vez mais pessoas acessarem a internet no mundo inteiro, nos deparamos com um grande problema: o número de IPs disponíveis deixa de ser suficiente para toda as (futuras) aplicações.

 

A solução

  A solução para problema atende pelo nome de IPv6, uma nova especificação capaz de suportar até 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 de endereços, um número absurdamente alto!

 

  Isto ocorre porque o IPv6 utiliza 128 bits para endereçamento. E é comumente representado em oito grupos de quatro números hexadecimais(16 bits)

Ex: 2001:0db8:85a3:0042:0000:8a2e:0370:7334

 

Oportunidade

  O IPv6 não existiria não fosse o esgotamento reconhecido de endereços IPv4 disponíveis. Porém, além do maior espaço de endereços IP, o desenvolvimento do IPv6 apresentou oportunidades para aplicar as lições aprendidas a partir das limitações do IPv4 para criar um protocolo com recursos novos e aprimorados.

 

  Uma arquitetura de cabeçalho e uma operação de protocolo simplificados se traduzem em gastos operacionais reduzidos. Os recursos de segurança integrados significam práticas de segurança mais fáceis, extremamente ausentes em muitas redes atuais. Entretanto, talvez a melhoria mais significativa oferecida pelo IPv6 sejam os recursos de autoconfiguração que ele possui.

 

  A Internet está evoluindo rapidamente de uma coleção de dispositivos fixos para uma rede fluida de dispositivos móveis. O IPv6 permite que os dispositivos móveis adquiram e façam a transição rapidamente entre endereços conforme eles se movem entre redes externas, sem que haja necessidade de um agente externo. (Um agente externo é um roteador que pode funcionar como o ponto de anexo para um dispositivo móvel quando for de sua rede local para uma rede externa.)

 

  A autoconfiguração de endereço também significa uma conectividade de rede plug and play mais sólida. A autoconfiguração suporta clientes que tenham qualquer combinação de computadores, impressoras, câmeras digitais, rádios digitais, telefones IP, dispositivos domésticos habilitados para a Internet e brinquedos eletrônicos conectados às suas redes locais. Muitos fabricantes já integram o IPv6 em seus produtos.

 

Endereçamento IP aprimorado

Um espaço maior de endereço oferece vários aprimoramentos, incluindo:

  • Melhor acessibilidade e flexibilidade globais.
  • Melhor agregação de prefixos de IP anunciados nas tabelas de roteamento.
  • Hosts multihome. Multihoming é uma técnica para aumentar a confiabilidade da conexão da Internet de uma rede IP. Com o IPv6, um host pode ter vários endereços IP sobre um link upstream físico. Por exemplo, um host pode conectar-se a vários ISPs.
  • A autoconfiguração, que pode incluir endereços de camada de enlace de dados no espaço de endereço.
  • Mais opções de plug and play para mais dispositivos.
  • Reendereçamento público-para-privado e fim-a-fim sem tradução de endereços. Ele torna a rede ponto a ponto (P2P) mais funcional e mais fácil de ser implantada.
  • Mecanismos simplificados para renumeração e modificação do endereço.

 

Cabeçalho

Falemos um pouco sobre as diferenças entre o cabeçalho IPv4 e o IPv6

Cabeçalho IPv4

cabecalho-01.jpg

O cabeçalho IPv4 é composto por 12 campos fixos, que podem ou não conter opções responsáveis por fazer com que o tamanho varie de 20 a 60 Bytes.

Cabeçalho IPv6

cabecalho-021.jpg

Algumas mudanças foram realizadas no formato do cabeçalho base do IPv6 de modo a torná-lo mais simples. O número de campos foi reduzido para apenas oito e o tamanho foi fixado de 40 Bytes. Além disso, ele ficou mais flexível e eficiente com a adição de cabeçalhos de extensão que não precisam ser processados por roteadores intermediários. Tais alterações permitiram que, mesmo com um espaço de endereçamento quatro vezes maior que o do IPv4, o tamanho total do cabeçalho IPv6 fosse apenas duas vezes.

Endereçamento IPv6

Representação de endereço IPv6

formatosIPv6.png

A figura mostra o endereço 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B. O IPv6 não requer uma notação de cadeia de endereços explícita. A figura mostra como encurtar o endereço aplicando as seguintes diretrizes:

  • Os zeros à esquerda em um campo são opcionais. Por exemplo, o campo 09C0 é igual ao 9C0 e o campo 0000 é igual a 0. Assim 2031:0000: 130F:0000:0000:09C0:876A:130B podem ser escritos como 2031:0: 130F:0000:0000:9C0: 876A:130B.
  • Os campos sucessivos de zeros podem ser representados como dois sinais de dois-pontos "::”. Entretanto, este método de taquigrafia só pode ser usado uma vez em cada endereço. Por exemplo, 2031:0:130F:0000:0000:9C0:876A:130B pode ser escrito como 2031:0:130F::9C0:876A:130B.
  • Um endereço especificado é escrito como "::" porque contém somente zeros.

 

Usando o "::", a notação reduz bastante o tamanho da maioria dos endereços, como mostrado. Um analista de endereços identifica o número de zeros faltantes separando duas partes quaisquer de um endereço e digitando 0s até que os 128 bits estejam completos.

formatosdoIPv6.png

Endereços reservados

  O IETF reserva uma porção do espaço de endereços IPv6 para vários usos, presentes e futuros. Os endereços reservados representam 1/256 do espaço de endereço IPv6 total. Alguns dos outros tipos de endereços IPv6 são originados deste bloco.

Endereços privados

  Um bloco de endereços IPv6 é reservado para endereços privados, assim como é feito no IPv4. Esses endereços privados são locais somente para um link ou local específico e, portanto, nunca são roteados para fora de uma rede corporativa específica. Os endereços privados possuem um valor de primeiro octeto de "FE" em notação hexadecimal, com o próximo dígito hexadecimal sendo um valor de 8 para F.

Endereço de loopback

  Assim como ocorre no IPv4, foi fornecido um endereço IPv6 de loopback especial para testes. Os datagramas enviados para esse endereço retornam para o dispositivo de origem. Entretanto, existe apenas um endereço no IPv6 para essa função, e não um bloco inteiro. O endereço de loopback é 0:0:0:0:0:0:0:1, normalmente expresso com o uso da compressão do zero com o ":: 1."

Endereço não especificado

  No IPv4, um endereço IP somente com zeros tem um significado especial. Ele se refere ao próprio host e é usado quando um dispositivo não souber seu próprio endereço. No IPv6, esse conceito foi formalizado, e o endereço somente com zeros (0:0:0:0:0:0:0:0) recebe o nome de endereço "não especificado." Ele é usado normalmente no campo de origem de um datagrama, o qual é enviado por um dispositivo que busca ter seu endereço IP configurado. É possível aplicar a compressão de endereços a esse endereço. Como somente contém zeros, ele se tornará simplesmente "::".

Configuração automática sem estado 

A configuração automática configura automaticamente o endereço IPv6. No IPv6, presume-se que os dispositivos que não sejam do PC, bem como os terminais de computador, serão conectados à rede. O mecanismo de configuração automática foi introduzido para permitir que a rede plug-and-play desses dispositivos ajudem a reduzir a sobrecarga de administração.

Referências

 

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