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Ready to discover IPv6, the next-gen Internet Protocol (IP) that’s set to replace IPv4? This article will take you through the ins and outs of IPv6. You’ll learn what is IPv6, including its features, structure, and packet composition.
Índice:
- O que é o IPv6?
- IPv6 vs IPv4: Principais diferenças
- Estrutura de endereços IPv6
- Desconstruindo um endereço IPv6
- Tipos de endereços IPv6
- Estrutura e composição dos pacotes IPv6
- Compressão de endereços IPv6
- FAQ do IPv6
- Considerações Finais.
1. O que é o IPv6?
IPv6 (definido em RFC2460) é a versão actualizada do Protocolo Internet conhecido como IPv4. Foi desenvolvido pela IETF na década de 90 para resolver a limitação do IPv4 em termos de espaço de endereçamento. O IPv6 utiliza endereçamento de 128 bits para alargar significativamente o número de endereços IP possíveis. Os endereços IPv6 são muito mais compridos do que os endereços IPv4. Têm 128 bits de comprimento, em comparação com os 32 bits do IPv4. Isto dá ao IPv6 muito mais endereços possíveis.
Esta expansão de endereçamento é necessária porque a Internet cresceu muito e não há endereços IPv4 suficientes para todos. Embora o IPv6 não seja diretamente compatível com o IPv4, existem mecanismos de transição para ajudar na transição (Vantagens e técnicas da migração para o IPv6)
Para além de expandir o espaço de endereçamento, o IPv6 também simplifica o encaminhamento, expande as capacidades de multicast e inclui disposições para segurança e configuração de dispositivos. Os endereços IPv6 são escritos em oito grupos de quatro dígitos hexadecimais e podem ser abreviados por conveniência. Por exemplo, um endereço IPv6 poderia ser "2607:f8b0:4005:0800:0000:0000:0000:0000:200e" que, quando abreviado, torna-se "2607:f8b0:4005:800::200e".
Um facto interessante! O IPv6 tem um espaço de endereçamento de 128 bits, que teoricamente pode acomodar 340 undecilhões (isto é, 340 seguido de 36 zeros) de endereços IP únicos. É o suficiente para atribuir um endereço IP a cada organismo microbiano da Terra e ainda ter endereços de sobra - várias vezes!
2. IPv6 vs IPv4 (Principais diferenças)
O IPv6 poderia atribuir um total de 2^128 interfaces, permitindo a ligação de inúmeros dispositivos e utilizadores em tecnologias permanentemente activas. Enquanto o IPv4 pode atribuir um total de 2^32 interfaces (retirando os endereços reservados). Um endereço IPv6 tem 128 bits, divididos em oito blocos de 16 bits, utilizando a notação hexadecimal, enquanto o IPv4 utiliza um endereçamento decimal com pontos.
O IPv6 também melhora o IPv4 em vários outros aspectos. Atribui endereços hierarquicamente, o que torna o encaminhamento mais eficiente e facilita a gestão dos endereços. O IPv6 atribui endereços a interfaces, reconhecendo que um nó pode alojar várias interfaces. Além disso, é possível atribuir vários endereços IPv6 por interface (DHCPv6).
O IPv6 também inclui funcionalidades de segurança incorporadas, como o IPsec. Este protocolo assegura a confidencialidade, a autenticação e a integridade dos dados. Estas melhorias de segurança eram opcionais no IPv4.
De um modo geral, o IPv6 foi concebido para ser melhor em termos de encaminhamento, autoconfiguração da rede e escalabilidade. É uma base sólida para o futuro da Internet. Para mais informações sobre este tópico, consulte IPv6 vs IPv4: As suas diferenças.
| Característica | Detalhes do IPv4 | Detalhes do IPv6 |
| Tamanho do bit | 32 bits | 128 bits |
| Representação de endereços | Notação decimal pontilhada | Hexadecimal separado por dois pontos |
| Total de endereços | Cerca de 4,3 mil milhões | Aprox. 340 undecilhões |
| Integração da segurança | IPsec (não obrigatório) | IPsec (obrigatório) |
| Método de configuração | Manual ou DHCP | Autoconfiguração sem estado |
| Endereço Diversidade | Unicast, Multicast e Broadcast | Unicast, Multicast e Anycast |
| Tradução de endereços de rede (NAT) | Frequentemente necessário | Não é necessário (devido ao grande espaço de endereçamento) - A NAT não é necessária para o IPv6 |
| Complexidade do cabeçalho | Cabeçalho mais complexo | Cabeçalho simplificado (melhora o processamento) |
| Fragmentação | Tratada pelo remetente e pelos encaminhadores | Tratada apenas pelo remetente (melhora a eficiência) |
3. Estrutura do endereço.
As sub-redes IPv6 funcionam de forma semelhante ao IPv4, mas com IDs hexadecimais. Normalmente, escrevemos esses endereços como oito grupos de quatro dígitos hexadecimais, separados por dois pontos. Por exemplo, pode ver um endereço como
| 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. |
Este endereço IPv6 completo é composto por 16 octetos (128 bits no total). Este endereço está escrito em hexadecimal e dividido em 8 grupos separados por dois pontos. Cada grupo tem 4 dígitos hexadecimais e representa 16 bits ou 2 octetos.
Vamos desconstruir este endereço:
Nota: Este endereço específico (2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334) é utilizado para fins de documentação.
- Os primeiros 48 bits são o prefixo do sítio ( 2001:0db8:85a3). Esta parte indica a sua rede pública, normalmente fornecida por um ISP.
- O bloco subsequente de 16 bits é o seu ID de sub-rede (0000). Esta parte marca o layout da sua rede interna.
- Os últimos 64 bits formam o ID da interface (0000:8a2e:0370:7334). Esta última parte é gerada a partir do endereço MAC ou definida manualmente. Os IDs de interface são únicos por sub-rede, gerados automaticamente ou definidos manualmente (consulte RFC 3513 para definições manuais).
Um facto interessante! Os dispositivos compatíveis com IPv6 podem gerar o seu próprio endereço IP assim que se ligam a uma rede, utilizando o protocolo de descoberta de vizinhos do IPv6. Esta funcionalidade é designada por autoconfiguração de endereços sem estado (SLAAC).
4. Tipos de endereços:
O IPv6 introduz um sistema de endereçamento mais complexo e versátil do que o seu antecessor, o IPv4. Classifica os endereços em vários tipos, cada um servindo um objetivo distinto na comunicação em rede. Compreender estes tipos de endereços é crucial para compreender como o IPv6 facilita a comunicação eficiente e flexível na Internet.
- Unicast: Ligações a uma interface de um único nó. Os endereços unicast são o tipo mais comum de endereço IPv6. Permitem a comunicação direta entre dois dispositivos específicos. Existem dois tipos de endereços unicast:
- Unicast global: Único em toda a Internet. Por exemplo, o endereço unicast global 2001:db8:3c4d:15::/64 inclui a topologia pública e privada mais o ID da interface.
- Link-local: Os endereços link-local, como fe80::/10, funcionam apenas dentro da rede local (não são reconhecidos fora da rede). São utilizados para comunicar dentro de um único segmento de rede. Os endereços link-local são configurados automaticamente em todas as interfaces.
- Multicast: Os endereços multicast permitem a comunicação um-para-muitos. Liga-se a várias interfaces, muitas vezes em vários nós, distribuindo pacotes a todos os membros do grupo. Saiba tudo o que precisa de saber sobre isto em Multicast IPv6.
- Qualquer transmissão: Anycast é uma nova funcionalidade do IPv6 (não existente no IPv4). Os endereços deste tipo são atribuídos a múltiplas interfaces (normalmente em nós diferentes). Um pacote enviado para um endereço anycast é entregue à interface mais próxima (em termos de distância de encaminhamento) que tenha sido atribuída a esse endereço.
Os pormenores relativos aos endereços IPv6 multicast e anycast são aprofundados em RFC 3306 e RFC 3307
Um facto interessante! O IPv6 não utiliza endereços de difusão (como faz o IPv4). Em vez disso, utiliza endereços multicast e anycast para comunicações que se destinam a vários destinos. Isto reduz o tráfego de rede e melhora a eficiência.
Saiba mais sobre os tipos de endereço, no nosso guia completo sobre Tipos de endereços IPv6.
5. Estrutura e composição dos pacotes IPv6.
Os pacotes IPv6 são constituídos por duas partes principais: o cabeçalho e a carga útil. A estrutura foi concebida para facilitar o encaminhamento e o tratamento de dados através da Internet ou de outras redes baseadas no IP. Para mais pormenores sobre a estrutura de endereços IPv6, ver RFC 2374.
A imagem seguinte fornece uma representação visual da estrutura e composição dos pacotes IPv6. O cabeçalho de 40 bytes do IPv6 tem um tamanho fixo, permitindo um processamento simples e eficiente pelos dispositivos de rede. A carga útil pode variar em tamanho, mas contém os dados essenciais destinados ao destino.
a. O cabeçalho básico do IPv6:
O IPv6 tem um cabeçalho de 40 bytes de comprimento fixo que contém apenas as informações essenciais necessárias para a entrega.
- Versão: Este campo indica a versão do IP que está a ser utilizada; para o IPv6, está definido como 6.
- Classe de tráfego: Semelhante ao Tipo de Serviço (ToS) no IPv4, este campo é utilizado para a gestão da Qualidade de Serviço (QoS).
- Etiqueta de fluxo: É utilizado para etiquetar sequências de pacotes que requerem um tratamento especial por parte dos encaminhadores IPv6 intermédios.
- Comprimento da carga útil: Especifica o tamanho da carga útil em octetos, incluindo quaisquer cabeçalhos de extensão.
- Próximo cabeçalho: Identifica o tipo de cabeçalho imediatamente a seguir ao cabeçalho IPv6 e determina a interpretação dos dados contidos no pacote.
- Limite de salto: Substitui o campo Time to Live (TTL) no IPv4, indicando o número máximo de saltos (router ou dispositivos intermédios) que o pacote pode percorrer antes de ser rejeitado.
- Endereço de origem: O endereço de 128 bits do nó de origem.
- Endereço de destino: O endereço de 128 bits do nó destinatário pretendido.
b. Carga útil IPv6:
A carga útil vem depois do cabeçalho e é a parte do pacote que contém os dados reais. A carga útil pode ter até 65.535 bytes, mas pode ser alargada ainda mais com uma opção de carga útil jumbo.
- Cabeçalhos de extensão: Os cabeçalhos opcionais que fornecem funcionalidades adicionais, como encaminhamento, fragmentação e características de segurança, são colocados entre o cabeçalho padrão e a carga útil.
- Pacote de dados da camada superior: Refere-se aos dados encapsulados de camadas superiores da pilha de rede, como segmentos TCP ou UDP, que o pacote IPv6 está a transportar.
Um facto interessante! Os cabeçalhos IPv6 são mais simples do que os cabeçalhos IPv4. Esta simplicidade torna o cabeçalho IPv6 mais fácil de processar pelos routers. Isto deve-se ao facto de os campos não essenciais e opcionais terem sido deslocados para cabeçalhos de extensão que são colocados após o cabeçalho IPv6.
6. Compressão de endereços IPv6
Os endereços IPv6 têm 128 bits de comprimento, o que os torna bastante longos e complicados. Além disso, os endereços de 128 bits podem tornar difícil a sua utilização e memorização (para os humanos). Para resolver este problema, o IPv6 inclui métodos de compressão de endereços. Estes métodos simplificam a representação dos endereços IPv6 sem alterar o seu valor ou função actuais. Esta compressão é essencial para a facilidade de utilização, especialmente quando se configuram manualmente endereços IPv6, e para a legibilidade.
Por exemplo, o IPv6 inclui frequentemente campos preenchidos com zeros. Pode comprimi-los usando "::" para representar campos de zero sequenciais (blocos de 16 bits), transformando 2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b em 2001:0db8:3c4d:0015::1a2f:1a2b. Note-se que este método de compressão zero só pode ser utilizado uma vez num endereço para evitar ambiguidades.
A segunda forma de comprimir os endereços IPv6 é eliminar os zeros à esquerda. Em cada bloco de 16 bits, pode omitir os zeros à esquerda. Por exemplo, o bloco 0008 pode ser simplificado para 8. Este método é frequentemente utilizado em conjunto com a compressão de zeros.
Para mais informações sobre este tema, consultar Regras de compressão IPv6
7. FAQ do IPv6.
a. Como desativar o IPv6?
A desativação do IPv6 envolve normalmente a alteração das definições de rede no dispositivo ou no sistema operativo, muitas vezes desmarcando as opções de IPv6 nas propriedades de rede ou modificando os ficheiros de configuração do sistema. Saiba como desativar o IPv6 em todas as plataformas e sistemas operativos.
b. Quantos bits tem um endereço IPv6?
Um endereço IPv6 é composto por 128 bits.
c. Porque é que o NAT não é necessário no IPv6?
O IPv6 não necessita de NAT porque tem um espaço de endereçamento suficientemente grande para dar a cada dispositivo um endereço global único. Isto significa que o IPv6 elimina a necessidade de partilhar um único endereço IPv4 público entre vários dispositivos. Mais sobre Por que o NAT não é necessário no IPv6?
d. Por que razão estamos atualmente a passar do IPv4 para o IPv6?
A mudança para o IPv6 deve-se principalmente ao esgotamento dos endereços IPv4; simplesmente não existem endereços IPv4 suficientes para acomodar o número crescente de dispositivos ligados à Internet.
e. Que dois tipos de mensagens IPv6 são utilizados em vez do ARP para a resolução de endereços?
O IPv6 utiliza o protocolo NDP (Neighbor Discovery Protocol) com dois tipos de mensagens, Neighbor Solicitation e Neighbor Advertisement, em vez do ARP para a resolução de endereços.
f. Qual é uma vantagem que o cabeçalho simplificado do IPv6 oferece em relação ao IPv4?
Uma das vantagens do cabeçalho IPv6 simplificado é o facto de melhorar a eficiência do processamento de pacotes, minimizando o número de campos que os encaminhadores têm de verificar, permitindo um encaminhamento mais rápido dos pacotes.
g. Como é que os prefixos de encaminhamento IPv6 são formatados?
O IPv6 utiliza prefixos para o encaminhamento de pacotes, formatados como prefixo/comprimento em bits, como 2001:db8:3c4d::/48. Prefixos específicos como 2001:db8::/32 são reservados para documentação.
h. Que caraterística utiliza o IPv6 para apoiar a transição do IPv4?
O IPv6 suporta a incorporação de endereços IPv4 para ajudar os pacotes IPv6 a encapsularem-se em redes IPv4. O IPv6 também utiliza mecanismos como a pilha dupla, TeredoISATAP e tunelamento 6to4 para facilitar a transição do IPv4, de modo a que ambos os protocolos possam coexistir.
i. Como fazer SSH num dispositivo com IPv6?
Para aceder por SSH a um dispositivo com IPv6, utilize o comando do cliente SSH seguido do nome de utilizador e do endereço IPv6, como "ssh username@[Endereço IPv6]". Certifique-se de que a rede e o dispositivo suportam IPv6 e que o serviço SSH está a escutar no endereço IPv6. Consulte o nosso guia completo para SSH em IPv6
j. Porque é que a mudança dos endereços IPv4 para IPv6 está a demorar tanto tempo?
A mudança do IPv4 para o IPv6 está a demorar algum tempo devido à enorme infraestrutura construída em torno do IPv4. Além disso, ainda há uma enorme necessidade de o IPv6 ser compatível com dispositivos e redes. Além disso, a existência de soluções temporárias como NAT reduziu a urgência de algumas organizações em efetuar a mudança. Mais sobre este tópico em porque é que está a demorar tanto tempo a mudar de endereços IPv4 para IPv6.
8. Palavras Finais.
IPv6, o que é?
O IPv6 não é apenas o futuro, já está aqui para mudar a forma como nos ligamos em todo o mundo. Tem um espaço de endereçamento virtualmente ilimitado e funcionalidades melhoradas que ultrapassam as limitações do IPv4, estabelecendo uma nova norma para a comunicação na Internet.
Acompanhe a mudança, compreenda os benefícios e prepare-se para uma transição suave com as nossas informações detalhadas. Esperamos que esteja munido de conhecimentos e que compreenda o que é o IPv6.
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