IPv6 - Do que se trata?

O protocolo de comunicação usado actualmente, pela internet é o IPv4, contudo este tem vindo a apresentar problemas o que nos sugere a necessidade urgente de um novo IP capaz de dar resposta às necessidades que até então se manifestaram. É aqui que surge o IPv6, desenvolvido pelo The Internet Engineering Task Force, para solucionar todos esses problemas do IPv4.

Protocolo de Internet (IP)

O IP foi implementado em 1973 pela ARPANET. Inicialmente, tratava-se exclusivamente de uma rede militar; só mais tarde é que esta rede foi crescendo e deu origem à internet actual. Internet essa que foi projectada para fins académicos e não comerciais.
O IP é um protocolo que se encontra na camada da rede e que se estabelece entre máquinas em rede; cujo objectivo é o encaminhamento de dados.
Numa rede IP os dados são enviados em blocos denominados como pacotes ou datagramas.

Cabeçalho do IPv4

 Version – é o primeiro campo do header de um datagrama IPv4 com 4 bits.

 IHL ou Internet Header Length: é o segundo campo, de 4 bits. Este campo especifica o offset para a porção de dados de um datagrama IPv4.

 Tipo de Serviço: No RFC 791, os 8 bits seguintes são alocados para um campo tipo de Serviço (ToS) agora DiffServ e ECN.

 Tamanho Total: com 16 bits, define todo o tamanho do datagrama, incluindo cabeçalho e dados, em bytes de 8 bits.

 Identificador: Este campo, de 16 bits é usado principalmente para identificar fragmentos identificativos do datagrama IP original.

 Flags: com apenas 3 bits, este campo é usado para controlar ou identificar fragmentos.

 Offset: este campo de 13 bits permite que um receptor determine o local de um fragmento em particular no datagrama IP original.

 Tempo de Vida: com 8 bits, o TTL ajuda a prevenir que os datagramas persistam numa rede.

 Protocolo: este campo, de 8 bits, define o protocolo seguinte usado numa porção de dados de um datagrrama IP.

 Checksum: é o um campo de verificação para o cabeçalho do datagrama IPv4.

 Endereço de origem/destino: A seguir ao campo de verificação, seguem-se os endereço de origem e de destino, de 32 bits cada um. Note que os endereços IPv6 de origem e destino são de 128 bits cada.

 Opções: Campos do cabeçalho adicionais podem seguir o campo do endereço de destino.

Retirado, com pequenas adaptações, da página http://pt.wikipedia.org/wiki/IPv4

Endereços do IPv4

Segundo Paulo Trezendos, o endereço IP é baseado na atribuição de um número de rede. No IPv4 esses endereços estão organizados em endereços de 32 bits e incluem no o número de host e o número da rede. O Ipv4 divide-se em três classes de endereços:

“Classe A é um conjunto de endereços que atribuem os primeiros 7 bits a rede e os últimos 24 bits ao cliente. Estes endereços estão reservados para organizações que têm até 16,777,216 clientes, podendo haver apenas 128 destas redes.

Classe B é um conjunto de endereços que atribuem os primeiros 14 bits a rede e os últimos 16 bits (ou 2 bytes) ao cliente. Estes endereços são atribuídos a organizações que têm até 65.536 clientes, existindo no total 16384 redes deste tipo.

Classe C é um conjunto de endereços que utilizam os primeiros 21 bits para a rede e os últimos 7 bits ao cliente. As organizações com menos de 256 clientes (na prática, 253 clientes) podem utilizá-los, podendo ser atribuídos a 2,097,152 redes de classe C”

Retirado de http://paulotrezentos.polo-sul.org/artigos/IPv6.ps.gz

Limitações do IPv4

O IPv4, de 32 bits possui a capacidade de alojar uma grande quantidade de endereços, mais propriamente 4.294.967.296 endereços. Contudo, a crescente expansão da internet faz com que este número se torne insuficiente para responder as necessidades que surgem. Assim sendo, podemos considerar que o esgotamento de endereços IP é uma das principais limitações deste IP. No entanto, existem outras, tais como:
- Tabela de rotas do “backbone” da internet demasiado grande;
- Limitações das opções de tamanho;
- Segurança;
- Desempenho das tabelas de um “routing”;

Razões que contribuem para a “ainda” existência do IPv4

Podemos, contudo referenciar, que se ainda hoje o número de endereços IPv4 não se esgotou muito se deve ao facto de terem sido desenvolvidas uma série de tecnologias que vieram retardar a necessidade do IPv6; das quais se destacam o CIDR (aboliu o sistema de classes e, os blocos de endereços passaram a ser atribuídos com tamanhos arbitrários, dependendo das necessidades); o uso da NAT (permite que toda uma rede de endereços privados estejam ligados a internet, só com um endereço válido; embora essa ligação seja limitada) e o DHCP (Os provedores tem a possibilidade de reutilizar endereços de internet fornecidos aos seus clientes para ligações temporárias).

IPv6 – Do que se trata?

O IPv6, aprovado em Novembro de 1994 como “Proposed Standard”, é a versão mais recente, a número 6 do Protocolo IP. Esta versão está sendo aplicada na internet, e prevê-se como substituta da versão IPv4; dado que esta ultima já não responde às necessidades das sociedades actuais. Prevê-se que em Outubro de 2010 o IPv4 já não possua endereços livres para atribuir, daí a necessidade urgente na implementação do IPv6.
Pretende-se que inicialmente, o IPv4 e o IPv6 coexistam em simultâneo, num processo denominado “pilha dupla”, mas que futuramente o primeiro seja totalmente substituído pelo segundo.

Cabeçalho do IPv6

 “Tem menos informação que o cabeçalho do IPv4. Por exemplo, o checksum será removido do cabeçalho, que nesta versão considera-se que o controle de erros das camadas inferiores é confiável.
 O campo Traffic Class é usado para assinalar a classe de serviço a que o pacote pertence, permitindo assim dar diferentes tratamentos a pacotes provenientes de aplicações com exigências distintas. Este campo serve de base para o funcionamento do mecanismo de qualidade de serviço (QoS) na rede.
 O campo Flow Label é usado com novas aplicações que necessitem de bom desempenho. Permite associar datagramas que fazem parte da comunicação entre duas aplicações. Usados para enviar datagramas ao longo de um caminho pré-definido.
 O campo Payload Length representa, como o nome indica, o volume de dados em bytes que pacote transporta.
 O campo Next Header aponta para o primeiro header de extensão. Usado para especificar o tipo de informação que está a seguir ao cabeçalho corrente.
 O campo Hop Limit tem o número de hops transmitidos antes de descartar o datagrama, ou seja, este campo indica o número máximo de saltos (passagem por encaminhadores) que o datagrama pode dar, antes de ser descartado, semelhante ao TTL do IPv4. “

Retirado de http://pt.wikipedia.org/wiki/IPv6

Características do IPv6

 “128 bits de espaço de endereçamento;
 Arquitectura de endereçamento melhor estruturada;
 Suporte para "datagramas jumbo" (o IPv4 suporta somente 64 Kbytes no tamanho do pacote);
 Mobilidade;
 Configuração plug-and-play (stateless address config);
 Mecanismos de segurança, incluindo encriptação e autenticação;
 Suporte para multicasting e anycasting;
 Suporte a aplicações multimídia em tempo real. “

cit in http://www.rnp.br/ipv6/ipv6-sobre.html

Principais Objectivos do IPv6

• “Solucionar problemas de endereçamento do IPv4 (reserva e utilização de espaço, divisão de redes, eliminação de parâmetros não utilizados);
• Evitar saturação das tabelas de encaminhamento na Internet;
• Introduzir mecanismos de transição para uma passagem transparente e gradual do protocolo IPv4 para IPv6;
• Introduzir mecanismos de segurança na camada de rede;
• Providenciar suporte para aplicações multimédia e em tempo-real.”

Retirado de http://civil.fe.up.pt/acruz/Mi99/asr/transicao.htm

Endereços do IPv6

Os endereços do IPv6 dividem-se em três tipos, consoante o conjunto de máquinas que pretende endereçar. Assim sendo, podem ser:
 Unicast: cada endereço corresponde a um dispositivo, ou seja, endereços que identificam unicamente um computador - (host ou router). O datagrama deverá ser encaminhado para o destino ao longo do caminho mais curto possível;
 Anycast: corresponde a vários dispositivos que partilham o mesmo prefixo, isto é, o destino é um conjunto de computadores que juntos dividem um único prefixo de endereço. O datagrama deverá ser encaminhado para o grupo ao longo do caminho mais curto possível e, então, entregue apenas a um membro do grupo;
 Multicast: cada endereço corresponde a vários dispositivos. É enviada uma cópia para cada dispositivo, usando hardware multicast ou broadcast.

Melhoramentos do IPv6 face ao IPv4

 O IPv6 tem a capacidade de suportar, interiormente, diferentes classes de serviços, tendo em consideração as exigências e prioridades do serviço em causa;
 O espaço de endereçamento é maior; passa a ter um tamanho de 128 bits;
 Auto-configuração do endereço. O cliente em conjunto com o router da rede configura as suas próprias rotas, uma vez que o IPv6 cria em cada nó um endereço IPv6 local. Isto evita que cada estação precise de ser configurada localmente, antes de ser utilizada.
 Endereçamento hierárquico. As tabelas de encaminhamento dos roteadores da rede são simplificadas o que contribui para a diminuição da carga de processamento dos mesmos.
 Formato do cabeçalho do IPv6. O cabeçalho foi completamente melhorado;
 Quando as subredes impõem restrições aos datagramas, estes tem que ser fragmentados. No IPv6 essa desfragmentação ocorre somente ao nível do host, enquanto no IPv4 ocorre no host e no switch.

Webgrafia

 http://www.fccn.pt/
 http://pt.wikipedia.org/wiki/IPv6
 http://www.gdhpress.com.br/redes/leia/index.php?p=cap4-8
 http://pt.wikipedia.org/wiki/IPv4
 http://penrose.uk6x.com:
 http://paulotrezentos.polo-sul.org/artigos/IPv6.ps.gz
 http://civil.fe.up.pt/acruz/Mi99/asr/transicao.htm

Videos

Transicion de IPv4 a IPv6
- http://www.youtube.com/watch?v=-4ua2WZSl-c

IP Version 6
- http://www.youtube.com/watch?v=yrlK26D3crY

IPv6
-http://www.youtube.com/watch?v=I5b-cXAk0cM