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Por que o NAT não é necessário no IPv6? O NAT não é necessário nos endereços IPv6 porque o IPv6 possui um vasto espaço de endereço. Isso permite comunicação direta entre dispositivos, simplificando redes e melhorando a segurança.
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Neste artigo, exploraremos o NAT no contexto do IPv4, como ele funciona e o que o IPv6 faz para eliminar sua necessidade. Além disso, também exploraremos algumas soluções para aqueles que precisam do IPv6, mas ainda dependem do NAT.
Índice
- Compreendendo o NAT no Contexto do IPv4
- Por que o NAT não é necessário no IPv6?
- Espaço de Endereço Vasto
- Segurança Aprimorada
- Conectividade e Design de Rede Diretos
- Soluções Alternativas ao NAT no IPv6
- Perguntas Frequentes (FAQ)
- Conclusões.
1. Compreendendo o NAT no Contexto do IPv4
O IPv4 tem uma estrutura de endereços de 32 bits, que permite 4,3 mil milhões de endereços únicos. Um grande número, se pensarmos bem. Mas, infelizmente, até à data, esse número (que o IPv4 fornece) não é suficiente para servir a Internet em crescimento. Os cientistas do IP dos anos 80 sabiam disso, por isso introduziram IPv6 para "um dia" substituir o IPv4.
Então, o IPv6 foi criado com um sistema de endereços de 128 bits. Isso significava que o IPv6 cobria um espaço de endereço muito maior do que o IPv4IPv6 vs IPv4). Para já (e durante muito tempo), o IPv6 resolverá o problema da escassez de endereços e facilitará o encaminhamento e a gestão das redes.
Mas implementar o IPv6 em toda a Internet é mais fácil dizer do que fazer (Migração e Benefícios do IPv6). Existem literalmente bilhões de serviços, dispositivos e aplicativos que ainda se comunicam entre si com IPv4. Então, o NAT (Network Address Translation) ou também conhecido como NAT44 e outras soluções foram criadas como soluções temporárias.
a. Que problema o NAT resolve?
O NAT (Network Address Translation) é importante para redes IPv4. Ele é usado por roteadores ou servidores para traduzir endereços IP privados e locais para um endereço IP público e vice-versa. Em outras palavras, o NAT fornece uma maneira de compartilhar um único endereço IP público com vários dispositivos em uma rede local. Portanto, uma casa (muitos dispositivos, muitos IPs privados) = um IP público. Também existe o Carrier Grade NAT (CGNAT) que faz isso em uma escala muito maior. Comunidades, bairros e zonas inteiras compartilham um único IP público através de um CGNAT.
Como dito antes, a razão por trás do NAT era (como uma espécie de solução paliativa) ajudar a resolver a escassez de endereços IPv4. Este design inteligente não apenas economiza endereços IPv4, mas também adiciona uma camada de segurança ao ocultar os endereços IP internos dos dispositivos locais da internet.
b. Como o NAT funciona para IPv4?
A imagem a seguir ilustra o processo de NAT no IPv4:
Comunicação Local: Um host dentro de uma rede privada, com um endereço IPv4 privado (10.0.0.1), deseja enviar dados para um servidor na internet. O roteador está configurado com NAT para gerenciar o tráfego entre a rede privada e a internet.
- Tradução de Pacotes de Saída: Quando o host envia dados para o servidor, o pacote contém o endereço IP de origem (10.0.0.1, que é o endereço privado do host) e o endereço IP de destino (200.100.10.1, que é o endereço público do servidor). Quando o pacote atinge o roteador com NAT, o roteador traduz o endereço IP de origem do endereço privado (10.0.0.1) para o endereço IP público do roteador (150.150.0.1). Essa tradução permite que o pacote seja roteado pela internet até o servidor.
- Tradução de Pacotes de Entrada: Quando o servidor responde, o pacote de entrada tem o endereço IP do servidor como origem (200.100.10.1) e o endereço IP público do roteador como destino (150.150.0.1). Quando este pacote atinge o roteador NAT, o NAT traduz o endereço IP de destino de volta para o endereço IP privado do host (10.0.0.1). Assim, o host dentro da rede privada recebe a resposta do servidor.
c. Quais são as limitações do NAT no IPv4?
Embora o NAT em redes IPv4 tenha seus benefícios, também tem suas desvantagens, incluindo complexidade, impedimento da comunicação de ponta a ponta e problemas de compatibilidade. Essas limitações destacam a necessidade de soluções mais escaláveis como o IPv6.
2. Por que o NAT não é Necessário no IPv6?
a. Espaço de Endereço Vasto
A principal razão pela qual o NAT não é necessário no IPv6 é porque o IPv6 possui um enorme espaço de endereços (340 undecilhões de endereços, para ser preciso), o que significa que não precisamos mais do NAT. O NAT foi explicitamente projetado para isso, para conservar o pool limitado de endereços IPv4. Portanto, devido a esse grande número de endereços IPv6 disponíveis, qualquer host ou usuário pode obter um endereço de rede IPv6 público.
b. Segurança Aprimorada.
Ao contrário do IPv4, o IPv6 foi projetado com segurança como um componente fundamental, não como uma reflexão tardia. O IPv6 inclui nativamente segurança (IPsec, criptografia de ponta a ponta e descoberta de vizinhos segura), o que melhora a segurança geral da rede e elimina a necessidade de NAT. E, como dito anteriormente, o NAT foi projetado para lidar com as limitações do IPv4, e a segurança que ele fornece é um subproduto do design. As pessoas simplesmente usam o NAT como o firewall padrão, porque ele oculta os endereços IP internos de ameaças externas.
Nota: Não se esqueça de que a segurança integrada do IPv6 não substitui realmente o NAT, porque o NAT do IPv4 oculta os verdadeiros endereços IP e o IPSec (que também está disponível para o IPv4) fornece encriptação e autenticação. De facto, do ponto de vista da conceção da rede, o IPSec e a NAT podem mesmo complementar-se mutuamente.
c. Conectividade e Design de Rede Diretos
A ênfase do IPv6 na melhoria da conetividade de ponta a ponta e na conceção simplificada da rede elimina a necessidade de NAT. Esta abordagem melhora as vias de comunicação, facilita as transferências em tempo real e direcciona as ligações dispositivo a dispositivo através da Internet, eliminando intermediários como os dispositivos NAT (ou outras soluções alternativas). O IPv6 simplifica a conceção da rede através da utilização de endereços globais únicos para os dispositivos, evitando as complexidades da tradução de endereços presentes no IPv4, que podem conduzir a problemas como a dupla NAT e a maiores dificuldades de resolução de problemas.
3. Soluções Alternativas ao NAT no IPv6
Embora o NAT não seja necessário para a maioria das implementações do IPv6, existem casos de uso ou configurações de rede onde funcionalidades semelhantes ao NAT ainda são úteis. Nestes casos, soluções como Tradução de Prefixo de Rede (NPTv6) ou Protocolo de Controle de Porta (PCP) podem ser usadas para alcançar objetivos semelhantes sem as desvantagens do NAT tradicional no IPv4.
Nota: Essas soluções devem ser usadas com cautela e com moderação em redes IPv6, pois a abordagem padrão é confiar no vasto espaço de endereços do protocolo e na conetividade de ponta a ponta. Estas soluções não substituem o NAT44, apenas têm como objetivo facilitar a interoperabilidade entre o IPv6 e o IPv4.
- NPTv6: É usado quando as redes precisam alterar o prefixo de seus endereços IPv6 sem alterar o identificador da interface. O NPTv6 pode ser usado em situações como renomeação de rede, multi-homing e aplicação de políticas.
- NAT64: Ele traduz endereços IPv6 em endereços IPv4. Isso é útil para permitir que redes apenas IPv6 acessem recursos em redes IPv4.
- PCP: O Protocolo de Controle de Porta pode ser usado em redes IPv6 para gerenciar como os pacotes de entrada são encaminhados por um dispositivo NAT, como um NAT64.
O diagrama a seguir ilustra as diferenças entre o NAT no IPv4 e dois cenários do IPv6.
- NAT no IPv4
- IPv6 sem NAT
- Tradução de Prefixo de Rede (NPTv6).
Aqui está o que cada parte do diagrama representa:
- NAT no IPv4: O primeiro diagrama de rede mostra um host local atrás de uma rede privada que está conectada a uma rede pública IPv4 através de um roteador/firewall que implementa NAT. A linha tracejada vermelha com setas indica o processo de tradução, e o host remoto na rede pública é mostrado como o alvo de comunicação.
- IPv6 sem NAT: A segunda parte mostra um host local com um endereço IPv6 conectado diretamente à Internet IPv6 sem nenhum NAT, porque o IPv6 permite um grande número de endereços, tornando o NAT desnecessário para a conservação de endereços. A linha verde com setas indica um caminho direto e não traduzido entre os hosts locais e remotos. Neste cenário, cada dispositivo normalmente possui um endereço IPv6 globalmente único, permitindo a comunicação direta de ponta a ponta sem a necessidade de tradução de endereços.
- NPTv6: A terceira parte mostra um host local dentro de uma intranet IPv6 atrás de um roteador/firewall que implementa o NPTv6, que está conectado à Internet IPv6. O NPTv6 é um mecanismo para traduzir o prefixo de um endereço IPv6, semelhante a como o NAT funciona no IPv4, mas mantém a parte do host do endereço inalterada. A linha tracejada roxa indica o processo de tradução de prefixo.
4. Perguntas Frequentes (FAQ)
a. Você pode fornecer um exemplo do mundo real ilustrando a eficiência aumentada da rede alcançada sem NAT?
Um ótimo exemplo é a Comcast (agora Xfinity), um dos maiores provedores de serviços de internet nos EUA. Eles mudaram para o IPv6 e viram uma grande melhoria no desempenho e gerenciamento da rede. Sem o NAT em sua arquitetura IPv6, o roteamento ficou mais simples, a latência foi reduzida e a conectividade foi melhorada para seus clientes. Isso mostra as vantagens práticas do IPv6 em redes de grande escala e não depender do NAT44.
b. O que é NAT64?
O NAT64 traduz endereços IPv6 para endereços IPv4, permitindo a comunicação entre dispositivos IPv6 e IPv4. Este protocolo permite que dispositivos apenas IPv6 acedam a recursos IPv4. O NAT64 faz a ponte entre a transição IPv4-IPv6, permitindo que redes apenas IPv6 acedam a recursos IPv4. No entanto, pode introduzir complexidades como a compatibilidade de aplicações e o esgotamento de endereços.
c. Como o tráfego IPv6 pode contornar o NAT ao se conectar a redes IPv4 e preservar a conectividade de ponta a ponta?
Existem mecanismos no IPv6, como Teredo e 6to4, que permitem que o tráfego IPv6 atravesse dispositivos NAT ao se conectar a redes IPv4. Esses mecanismos ajudam a preservar a conectividade de ponta a ponta sem recorrer ao NAT em redes IPv6.
5. Conclusão.
Embora o NAT tenha desempenhado um papel vital para manter o IPv4 vivo, ele agora se tornou obsoleto na Ambiente IPv6onde cada dispositivo pode ter o seu próprio endereço global único. Essa mudança não apenas simplifica a conectividade, mas também sinaliza uma nova era na arquitetura da internet, mais eficiente, segura e pronta para lidar com o número cada vez maior de dispositivos conectados.
Com exemplos de redes em grande escala e soluções alternativas para cenários de transição, a transição para o IPv6 não é apenas uma atualização técnica, mas uma evolução necessária para o futuro da conectividade global.
Discordo veementemente da ideia de que todos os hosts IPv4 devem estar conectados publicamente à Internet. Não há disposição no IPv6 que eu possa ver que seja diretamente aplicável às redes RFC1918 que precisam estar conectadas apenas de forma limitada à Internet. Outro problema com o IPv6 é que há acesso limitado ou inexistente para a maioria das pessoas que se conectam à Internet. Então, por que eu não deveria desligar o IPv6 quando não o entendo adequadamente e não tenho acesso a ele?
Há muita discriminação na web sobre a transição do IPv4 para o IPv6. Por que você gostaria de desligar o IPv6 é comum, e há uma falha do IPv6 em acomodar razoavelmente, na minha opinião, as necessidades de redes privadas. Muita discriminação em querer desativar o IPv6 em um servidor porque não pode ser implementado corretamente, onde em muitos casos não pode ser implementado corretamente.
À primeira vista, um espaço de endereço de 128 bits em comparação com 32 bits parece uma coisa ótima. Não tão rápido, há problemas em suportar um espaço de endereço tão grande em grande parte da infraestrutura que executa a Internet. Infelizmente, não há uma alternativa como o IPX que seja livremente disponível para LANs privadas. A Novell nem mesmo quer mais suportar o IPX nos dias de hoje, embora, argumentavelmente, pareça muito razoável migrar redes privadas IPv4 usando NAT para permitir conectividade à Internet limitada e controlada ao IPX e implantar um gateway IPX para IPV6 conforme necessário, IPv4 para IPX quando o IPV6 não estiver disponível.
O IPv6 foi desenvolvido em um clima em que tudo de todos precisa estar em algum servidor corporativo acessado pela Internet pública. Embora a nuvem tenha usos apropriados, não quero fazer meus impostos ou manter minhas informações financeiras ou outras informações privadas sensíveis em um servidor globalmente acessível e inseguro de alguém. O IPv6 nunca foi destinado a abordar essa preocupação com a privacidade. Pelo que posso ver, a maior força do IPv6 também é sua maior desvantagem. Um quintilhão de endereços? Nem tudo precisa estar na Internet, porém. Nova infraestrutura é necessária e levará muito tempo para que a maioria das pessoas tenha a infraestrutura necessária para ter acesso ou até ser oferecido o IPv6. Também há um problema de treinamento, muitas pessoas não sabem como implantar o IPv6 mesmo que tenham acesso. Eu gostaria que o Linux não tivesse isso ativado por padrão. É mais difícil do que deveria ser desligá-lo. Há muitos bugs se você não estiver conectado ao IPv6 ou tentar desligá-lo em favor do IPv4 ou ambos.