O protocolo IPv6 apresenta como principal característica e justificativa para o seu desenvolvimento, o aumento no espaço para endereçamento. É importante conhecermos as diferenças entre o endereçamento IPv4 e IPv6 e saber reconhecer a sintaxe dos endereços IPv6, os diferentes tipos existentes e suas principais características. Show
No IPv4, o campo do cabeçalho reservado para o endereçamento possui 32 bits, com um máximo de 4.294.967.296 (232) endereços distintos.Na época de seu desenvolvimento, esta quantidade era considerada suficiente para identificar todos os computadores na rede e suportar o surgimento de novas sub-redes. No entanto, com o rápido crescimento da Internet, surgiu o problema da escassez dos endereços IPv4, motivando a criação de uma nova geração do protocolo IP. Assim, o IPv6 surgiu, com um espaço para endereçamento de 128 bits, podendo obter 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços (2128). Este valor representa aproximadamente 79 octilhões (7,9x1028) de vezes a quantidade de endereços IPv4 e representa, também, mais de 56 octilhões (5,6x1028) de endereços por ser humano na Terra, considerando-se a população estimada em 6 bilhões de habitantes. Saiba mais consultando os tópicos abaixo: 1. Representação dos endereços32 bits dos endereços IPv4 são divididos em quatro grupos de 8 bits cada, separados por “.”, escritos com dígitos decimais. Por exemplo: 192.168.0.10. A representação dos endereços IPv6, divide o endereço em oito grupos de 16 bits, separando-os por “:”, escritos com dígitos hexadecimais (0-F). Por exemplo:
Na representação de um endereço IPv6, é permitido utilizar tanto caracteres maiúsculos quanto minúsculos. Além disso, regras de abreviação podem ser aplicadas para facilitar a escrita de alguns endereços muito extensos. É permitido omitir os zeros a esquerda de cada bloco de 16 bits, além de substituir uma sequência longa de zeros por “::”. Por exemplo, o endereço 2001:0DB8:0000:0000:130F:0000:0000:140B pode ser escrito como 2001:DB8:0:0:130F::140B ou 2001:DB8::130F:0:0:140B. Neste exemplo é possível observar que a abreviação do grupo de zeros só pode ser realizada uma única vez, caso contrário poderá haver ambigüidades na representação do endereço. Se o endereço acima fosse escrito como 2001:DB8::130F::140B, não seria possível determinar se ele corresponde a 2001:DB8:0:0:130F:0:0:140B, a 2001:DB8:0:0:0:130F:0:140B ou 2001:DB8:0:130F:0:0:0:140B. Esta abreviação pode ser feita também no fim ou no início do endereço, como ocorre em 2001:DB8:0:54:0:0:0:0 que pode ser escrito da forma 2001:DB8:0:54::. Outra representação importante é a dos prefixos de rede. Em endereços IPv6 ela continua sendo escrita do mesmo modo que no IPv4, utilizando a notação CIDR. Esta notação é representada da forma “endereço-IPv6/tamanho do prefixo”, onde “tamanho do prefixo” é um valor decimal que especifica a quantidade de bits contíguos à esquerda do endereço que compreendem o prefixo. O exemplo de prefixo de sub-rede apresentado a seguir indica que dos 128 bits do endereço, 64 bits são utilizados para identificar a sub-rede.
Esta representação também possibilita a agregação dos endereços de forma hierárquica, identificando a topologia da rede através de parâmetros como posição geográfica, provedor de acesso, identificação da rede, divisão da sub-rede, etc. Com isso, é possível diminuir o tamanho da tabela de roteamento e agilizar o encaminhamento dos pacotes. Com relação a representação dos endereços IPv6 em URLs (Uniform Resource Locators), estes agora passam a ser representados entre colchetes. Deste modo, não haverá ambiguidades caso seja necessário indicar o número de uma porta juntamente com a URL. Observe os exemplos a seguir:
2. Tipos de EndereçosExistem no IPv6 três tipos de endereços definidos:
Diferente do IPv4, no IPv6 não existe endereço broadcast, responsável por direcionar um pacote para todos os nós de um mesmo domínio. No IPv6, essa função foi atribuída à tipos específicos de endereços multicast. Endereços UnicastOs endereços unicast são utilizados para comunicação entre dois nós, por exemplo, telefones VoIPv6, computadores em uma rede privada, etc., e sua estrutura foi definida para permitir agregações com prefixos de tamanho flexível, similar ao CIDR do IPv4. Existem alguns tipos de endereços unicast IPv6: Global Unicast; Unique-Local; e Link-Local por exemplo. Existem também alguns tipos para usos especiais, como endereços IPv4 mapeados em IPv6, endereço de loopback e o endereço não-especificado, entre outros.
Identificadores de interfaceOs identificadores de interface (IID), utilizados para distinguir as interfaces dentro de um enlace, devem ser únicos dentro do mesmo prefixo de sub-rede.O mesmo IID pode ser usado em múltiplas interfaces em um único nó, porém, elas dever estar associadas a deferentes sub-redes. Normalmente utiliza-se um IID de 64 bits, que pode ser obtido de diversas formas. Ele pode ser configurado manualmente, a partir do mecanismo de autoconfiguração stateless do IPv6, a partir de servidores DHCPv6 (stateful), ou formados a partir de uma chave pública (CGA). Estes métodos serão detalhados no decorrer deste curso. Embora eles possam ser gerados randomicamente e de forma temporária, recomenda-se que o IID seja construído baseado no endereço MAC da interface, no formato EUI-64. Um IID baseado no formato EUI-64 é criado da seguinte forma:
Um endereço link local atribuído à essa interface seria FE80::4A1E:C9FF:FE21:850C. Endereços especiaisExistem alguns endereços IPv6 especiais utilizados para fins específicos:
Algumas faixas de endereços também são reservadas para uso específicos:
Outros endereços, utilizados no início do desenvolvimento do IPv6 tornaram-se obsoletos e não devem mais ser utilizados:
Endereços AnycastUm endereço IPv6 anycast é utilizado para identificar um grupo de interfaces, porém, com a propriedade de que um pacote enviado a um endereço anycast é encaminhado apenas a interface do grupo mais próxima da origem do pacote. Os endereços anycast são atribuídos a partir da faixa de endereços unicast e não há diferenças sintáticas entre eles. Portanto, um endereço unicast atribuído a mais de uma interface transforma-se em um endereço anycast, devendo-se neste caso, configurar explicitamente os nós para que saibam que lhes foi atribuído um endereço anycast. Além disso, este endereço deve ser configurado nos roteadores como uma entrada separada (prefixo /128 – host route). Este esquema de endereçamento pode ser utilizado para descobrir serviços na rede, como servidores DNS e proxies HTTP, garantindo a redundância desses serviços. Também pode-se utilizar para fazer balanceamento de carga em situações onde múltiplos hosts ou roteadores provem o mesmo serviço, para localizar roteadores que forneçam acesso a uma determinada sub-rede ou para localizar os Agentes de Origem em redes com suporte a mobilidade IPv6. Todos os roteadores devem ter suporte ao endereço anycast Subnet-Router. Este tipo de endereço é formado pelo prefixo da sub-rede e pelo IID preenchido com zeros (ex.: 2001:db8:cafe:dad0::/64). Um pacote enviado para o endereço Subnet-Router será entregue para o roteador mais próximo da origem dentro da mesma sub-rede. Também foi definido um endereço anycast para ser utilizado no suporte a mobilidade IPv6. Este tipo de endereço é formado pelo prefixo da sub-rede seguido pelo IID dfff:ffff:ffff:fffe (ex.: 2001:db8::dfff:ffff:ffff:fffe). Ele é utilizado pelo Nó Móvel, quando este precisar localizar um Agente Origem em sua Rede Original. Endereços MulticastEndereços multicast são utilizados para identificar grupos de interfaces, sendo que cada interface pode pertencer a mais de um grupo. Os pacotes enviados para esses endereço são entregues a todos as interfaces que compõe o grupo. No IPv4, o suporte a multicast é opcional, já que foi introduzido apenas como uma extensão ao protocolo. Entretanto, no IPv6 é requerido que todos os nós suportem multicast, visto que muitas funcionalidades da nova versão do protocolo IP utilizam esse tipo de endereço. Seu funcionamento é similar ao do broadcast, dado que um único pacote é enviado a vários hosts, diferenciando-se apenas pelo fato de que no broadcast o pacote é enviado a todos os hosts da rede, sem exceção, enquanto que no multicast apenas um grupo de hosts receberá esse pacote. Deste modo, a possibilidade de transportar apenas uma cópia dos dados a todos os elementos do grupo, a partir de uma árvore de distribuição, pode reduzir a utilização de recurso de uma rede, bem como otimizar a entrega de dados aos hosts receptores. Aplicações como videoconferência, distribuição de vídeo sob demanda, atualizações de softwares e jogos on-line, são exemplos de serviços que vêm ganhando notoriedade e podem utilizar as vantagens apresentadas pelo multicast. Os endereços multicast não devem ser utilizados como endereço de origem de um pacote. Esses endereços derivam do bloco FF00::/8, onde o prefixo FF, que identifica um endereço multicast, é precedido por quatro bits, que representam quatro flags, e um valor de quatro bits que define o escopo do grupo multicast. Os 112 bits restantes são utilizados para identificar o grupo multicast. O primeiro bit mais a esquerda é reservado e deve ser marcado com 0;
Os quatro bits que representam o escopo do endereço multicast, são utilizados para delimitar a área de abrangência de um grupo multicast. Os valores atribuídos a esse campo são o seguinte:
Deste modo, um roteador ligado ao backbone da Internet não encaminhará pacotes com escopo menor do que 14 (E em
hexa), por exemplo. No IPv4, o escopo de um grupo multicast é especificado através do campo TTL do cabeçalho. O endereço multicast solicited-node identifica um grupo multicast que todos os nós passam a fazer parte assim que um endereço unicast ou anycast lhes é atribuído. Um endereço solicited-node é formado agregando-se ao prefixo FF02::1:FF00:0000/104 os 24 bits mais a direita do identificador da interface, e para cada endereço unicast ou anycast do nó, existe um endereço multicast solicited-node correspondente. Em redes IPv6, o endereço solicited-node é utilizado pelo protocolo de Descoberta de Vizinhança para resolver o endereço MAC de uma interface. Para isso, envia-se uma mensagem Neighbor Solicitation para o endereço solicited-node. Com isso, apenas as interfaces registradas neste grupo examinam o pacote. Em uma rede IPv4, para se determinar o endereço MAC de uma interface, envia-se uma mensagem ARP Request para o endereço broadcast da camada de enlace, de modo que todas as interfaces do enlace examinam a mensagem. Com o intuito de reduzir o número de protocolos necessários para a alocação de endereços multicast, foi definido um formato estendido de endereço multicast, que permite a alocação de endereços baseados em prefixos unicast e de endereços SSM (source-specific multicast). Em endereços baseados no prefixo da rede, a flag P é marcada com o valor 1. Neste caso, o uso do campo escopo não altera, porém, o escopo deste endereço multicast não deve exceder o escopo do prefixo unicast “carregado” junto a ele. Os 8 bits após o campo escopo, são reservados e devem ser marcados com zeros. Na sequência, há 8 bits que especificam o tamanho do prefixo da rede indicado nos 64 bits que os seguem. Caso o prefixo da rede seja menor que 64 bits, os bits não utilizados no campo tamanho do prefixo, devem ser marcados com zeros. O campo identificador do grupo utiliza os 32 bits restantes. Note que, em um endereço onde a flag P é marcada com o valor 1, a flag T também deve ser marcada com o valor 1, pois este não representa um endereço definido pela IANA. No modelo tradicional de multicast, chamado de any-source multicast (ASN), o participante de um grupo multicast não controla de que fonte deseja receber os dados. Com o SSM, uma interface pode registrar-se em um grupo multicast e especificar as fontes de dados. O SSM pode ser implementado utilizando o protocolo MLDv2 (Multicast Listener Discovery version 2). Para um endereço SSM, as flags P e T são marcadas com o valor 1. Os campos tamanho do prefixo e o prefixo da rede são marcados com zeros, chegando ao prefixo FF3X::/32, onde X é o valor do escopo. O campo Endereço de Origem do cabeçalho IPv6 identifica o dono do endereço multicast. Todo endereço SSM tem o formato FF3X::/96. Os métodos de gerenciamento dos grupos multicast serão abordados no próximo módulo deste curso. Também é importante destacar algumas características relacionadas ao endereço apresentadas pela nova arquitetura do protocolo IPv6. Assim como no IPv4, os endereços IPv6 são atribuídos às interfaces físicas, e não aos nós, de modo que cada interface precisa de pelo menos um endereço unicast. No entanto, é possível atribuir a uma única interface múltiplos endereços IPv6, independentemente do tipo (unicast, multicast ou anycast) ou sub-tipo (loopback, link local, 6to4, etc.). Deste modo um nó pode ser identificado através de qualquer endereço das suas interfaces, e com isso, torna-se necessário escolher entre seus múltiplos endereços qual utilizará como endereço de origem e destino ao estabelecer uma conexão. Para resolver esta questão, foram definidos dois algoritmos, um para selecionar o endereço de origem e outro para o de destino. Esses algoritmos, que devem ser implementados por todos os nós IPv6, especificam o comportamento padrão desse nós, porém não substituem as escolhas feitas por aplicativos ou protocolos da camada superior. Entre as regras mais importantes destacam-se:
Estas regras devem ser utilizadas quando não houver nenhuma outra especificação. As especificações também permitem a configuração de políticas que possam substituir esses padrões de preferências com combinações entre endereços de origem e destino. 3. Políticas de alocação e designaçãoNa hierarquia das políticas de atribuição, alocação e designação de endereços, cada RIR recebe da IANA um bloco /12 IPv6. O LACNIC trabalha com o bloco 2800::/12, alocado em 03/10/2006. O NIC.br, por sua vez, usa o bloco 2804::/16 (que é parte desse bloco do LACNIC). Antes da alocação dos /12 para os RIRs houve também algumas alocações menores. O LACNIC, por exemplo recebeu em 01/11/2002 o bloco 2001:1200::/23, e depois o bloco 2800:0000::/23, em 17/11/2005 (este último incorporado posterormente ao 2800::/12). O NIC.br trabalha também com blocos menores, provenientes dessas alocações antigas, o 2001:1280::/25 e o 2801:0080::/26. Ou seja: - blocos do LACNIC: 2800::/12 e 2001:1200::/23. - blocos do NIC.br: 2804::/16, 2801:0080::/26 e 2001:1280::/25 (os blocos do NIC.br são subconjuntos dos blocos do LACNIC). A alocação mínima para ISPs é um bloco /32, no entanto, alocações maiores podem ser feitas mediante apresentação de justificativa de utilização. Um aspecto importante que merece destaque é que diferente do IPv4, com IPv6 a utilização é medida em relação ao número de designações de blocos de endereços para usuários finais, e não em relação ao número de endereços designados aos usuários finais. Recomendação do NIC.brO NIC.br recomenda utilizar:
Para planejar a rede é preciso considerar que para cada rede física ou VLAN com IPv6 é preciso reservar um /64. Esse é o tamanho padrão e algumas funcionalidades, como a autoconfiguração dependem dele. É preciso considerar também a necessidade de expansão futura, assim como a necessidade de agregação nos protocolos de roteamento. Qual termo descreve um campo no cabeçalho do pacote IPv4 que contém um valor binário de 4 bits definido como 0100?Os valores binários de cada campo identificam várias configurações do pacote IP. Os campos significativos no cabeçalho IPv4 incluem: Versão - Contém um valor binário de 4 bits que identifica a versão do pacote IP. Em pacotes IPv4, esse campo é sempre definido como 0100.
Qual termo descreve um campo no cabeçalho do pacote IPv4?Explicação: O valor do campo Time-to-Live (TTL) no cabeçalho IPv4 é usado para limitar a vida útil de um pacote. O host de envio define o valor TTL inicial; que diminui em um cada vez que o pacote é processado por um roteador.
Qual valor contido em um campo de cabeçalho IPv4 e diminuído por cada roteador que recebe um pacote?Limite de saltos: - Esse campo de 8 bits substitui o campo de IPv4 do TTL. Esse valor é diminuído por um por cada roteador que encaminha o pacote. Quando o contador chega a 0, o pacote é descartado e uma mensagem ICMPv6 é encaminhada ao host de envio, indicando que o pacote não atingiu seu destino.
Qual é a vantagem que o cabeçalho IPv6 oferece em relação ao IPv4?Correta Resposta Sua Resposta O cabeçalho IPv6 simplificado oferece várias vantagens em relação ao IPv4: · Maior eficiência no roteamento e no processamento de pacotes para oferecer melhor desempenho e escalabilidade da taxa de encaminhamento · Dispensa o processamento de somas de verificação (checksums) · Mecanismos ...
|