IPv6

O IPv60 é a versão 6 do protocolo IP. O IPv6 tem como objetivo substituir o padrão anterior, o IPv4, que só suporta cerca de 4 trilhões ( 4 x 10⁹) de endereços, enquanto que o IPv6 suporta 3.4 x 10³⁸ endereços. A previsão atual para a exaustão de todos os endereços IPv4 livres para atribuição a operadores é de Janeiro de 2014, o que significa que a transição da versão do IPv4 para o IPv6 é inevitável num futuro próximo. O goveno dos Estados Unidos da América determinou que todas as suas agências federais devem suportar o protocolo IPv6 até 2008.

Predefinição:ProtocolosIP

Motivações para a mudança de IPv4 para IPv6

• Espaço de endereçamento. A maior parte dos endereços no IPv4 são de classe C, que são muito pequenas para muitas organizações, os endereços de classe B estão praticamente esgotados.
• Qualidade de serviço. A convergência das redes de telecomunicações futuras para a camada de rede comum, o IPv6, prevê o aparecimento de novos serviços sobre IP (p.ex. VoIP, streaming de video em real-time, etc). O IPv6 suporta intrínsicamente classes de serviço diferenciadas, em função das exigências e prioridades do serviço em causa.
• Mobilidade. A mobilidade está a tornar-se um factor muito importante na sociedade de hoje em dia. O IPv6 suporta a mobilidade dos utilizadores, onde estes poderão ser contactados em qualquer rede através do seu endereço IPv6 de origem.

Novidades nas especificações do IPv6

• Espaço de Endereçamento. Os endereços IPv6 têm um tamanho de 128 bits.
• Autoconfiguração de endereço. Suporte para atribuição automática de endereços numa rede IPv6, podendo ser omitido o servidor de DHCP a que estamos habituados no IPv4.
• Endereçamento hierárquico. Simplifica as tabelas de encaminhamento dos routers da rede, diminuindo assim a carga de processamento dos mesmos.
• Formato do cabeçalho. Totalmente remodelados em relação ao IPv4.
• Cabeçalhos de extensão. Opção para guardar informação adicional.
• Suporte a qualidade diferenciada. Aplicações de áudio e vídeo passam a estabelecer conexões apropriadas tendo em conta as suas exigências em termos de qualidade de serviço (QoS).
• capacidade de extensão. permite adicionar novas especificações de forma simples.
• Encriptação. Diversas extensões no IPv6 permitem, à partida, o suporte para opções de segurança como autenticação, integridade e confidencialidade dos dados.

Formato do datagrama IPv6

Um datagrama IPv6 é constituído por um cabeçalho base, ilustrado na figura que se segue, seguido de zero ou mais cabeçalhos de extensão, seguidos depois pelo bloco de dados.

Formato do cabeçalho base do datagrama 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.

Fragmentação e determinação do percurso

No IPv6 o responsável pela fragmentação é o host que envia o datagrama, e não os routers intermédios como no caso do IPv4. No IPv6, os routers intermédios descartam os datagramas maiores que o MTU da rede. O MTU será o MTU máximo suportado pelas diferentes redes entre a origem e o destino. Para isso o host envia pacotes ICMP de varios tamanhos, quando um pacote chega ao host destino, todos os dados a serem transmitidos são fragmentados no tamanho deste pacote que alcançou o destino.

O processo de descoberta do MTU tem que ser dinâmico, porque o percurso pode ser alterado durante a transmissão dos datagramas.

No IPv6, um prefixo não fragmentável do datagrama original é copiado para cada fragmento. A informação de fragmentação é guardada num cabeçalho de extensão separado. Cada fragmento é iniciado por uma componente não fragmentável seguida de um cabeçalho do fragmento.

Múltiplos cabeçalhos

Uma das novidades do IPv6, é a possibilidade de utilização de múltiplos cabeçalhos encadeados. Estes cabeçalhos extra permitem uma maior eficiência, devido a que o tamanho do cabeçalho pode ser ajustado às necessidades. Também permite uma maior flexibilidade, porque podem ser sempre adicionados novos cabeçalhos para satisfazer novas especificações.

Endereçamento

O endereçamento no IPv6 é de 128 bits, e inclui prefixo de rede e sufixo de host. No entanto, não existem classes de endereços, como acontece no IPv4. Assim, a fronteira do prefixo e do sufixo pode ser em qualquer posição do endereço.

Um endereço padrão IPv6 deve ser formado por um campo provider ID, subscrive ID, subnet ID e node ID. Recomenda-se que o ultimo campo tenha pelo menos 48 bits para que possa armazenar o endereço MAC.

Os endereços IPv6 são normalmente escritos como oito grupos de 4 dígitos hexadecimais. Por exemplo,

3ffe:6a88:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

Se um grupo de vários dígitos seguidos for 0000, pode ser omitido. Por exemplo,

3ffe:6a88:85a3:0000:0000:0000:0000:7344  

é o mesmo endereço IPv6 que:

3ffe:6a88:85a3::7344

Existem no IPv6 tipos especiais de endereços:

• unicast - cada endereço corresponde a uma interface (dispositivo).
• multicast - cada endereço corresponde a múltiplas interfaces. Enviada uma cópia para cada interface.
• anycast - corresponde a múltiplas interfaces que partilham um prefixo comum. Um datagrama é enviado para um dos dispositivos, por exemplo, o mais próximo.

Estruturas de endereços de transição

Os endereços IPv6 podem ser compatíveis com IPv4 , podendo o primeiro conter endereços IPv4.

Para tal, os 128 bits do IPv6 ficam assim divididos:

• campo de 80 bits colocado a '0' (zero)
• campo de 16 bits colocado a '0' (zero)
• endereço IPv4 de 32 bits

Endereços IPv6 compatíveis com IPv4:

::<endereço IPv4>

Os endereços IPv6 podem ser mapeados para IPv4 e são concebidos para routers que suportem os dois protocolos, permitindo que nós IPv4 façam um "túnel" através de uma estrutura IPv6. Ao contrário dos anteriores, estes endereços são automaticamente construídos pelos routers que suportam ambos os protocolos.

Para tal, os 128 bits do IPv6 ficam assim divididos:

• campo de 80 bits colocado a '0' (zero)
• campo de 16 bits colocado a 'F'
• endereço IPv4 de 32 bits

Endereços IPv6 mapeados para IPv4:

::FFFF:<endereço IPv4>

Outras estruturas de endereços IPv6

Existem outras estruturas de endereços IPv6:

• Endereços de ISP. Formato projetado para permitir a conexão à Internet por utilizadores individuais de um ISP.
• Endereços de páginas. Para utilização numa página da Internet.

Mais informação

The IPv6 Portal... All the IPv6 News

Task Force Portuguesa de IPv6

IPv6 Portugal @Telepac - Inclui instruções para criar uma ligação à rede IPv6 (não testado)