Representação do Endereçamento IPv6
Para que possa haver uma compreensão de como são representados os endereços IPv6, é necessário que primeiro se observe alguns dados sobre a represntação dos endereços IPv4.
Os endereços IPv4 são representados em quatro partes, com valores delimitados, ou seja, , quatro números separados por pontos. Por exemplo, todos os endereços da figura abaixo são IPv4 válidos, representados por inteiros decimais:
10.5.3.1
127.0.0.1
201.199.244.101
Os endereços IPv6, quatro vezes maiores que os endereços IPv4, são também quatro vezes mais complexos. A representação básica de um endereço IPv6 se dá na forma X:X:X:X:X:X:X:X, onde X refere-se a quatro dígitos hexadecimais (16 bits). Cada dígito consiste em quatro bits, cada inteiro consiste em quatro dígitos e cada endereço consiste em oito inteiros, num total de 128 bits (4x4x8 = 128). Por exemplo, os endereços da figura abaixo são alguns endereços IPv6 válidos:
CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020
1030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B
2000:0:0:0:0:0:0:1
Este é o formato preferido para representar os endereços IPv6, porém há dois outros métodos adicionais que podem ser usados para clarear e facilitar o seu uso.
Apenas 15 % de todo espaço IPv6 está alocado, ficando os outros 85% restantes para uso futuro. Devido a esta pré-alocação, será comum endereços com uma longa seqüência de bits zero. Neste caso, a especificação permite "suprimir" estes zero. Em outras palavras, o endereço "2000:0:0:0:0:0:0:1" pode ser representado como "2000::1".
O dois pontos indica que o endereço será expandido em um endereço de 128 bits. O método substitui zeros somente quando eles estiverem em grupos de 16 bits, e os dois pontos pode ser usado apenas uma vez por endereço.
A terceira opção é útil quando se deseja juntar endereços IPv4 com endereços IPv6. Os últimos 32 bits de um endreneço IPv6 podem ser usados para referenciar um endereço IPv4, sendo expressados da seguinte forma: X:X:X:X:X:X:d.d.d.d, onde "X" representa um inteiro de 16 bits e "d" representa um inteiro decimal.
Por exemplo, o endereço "0:0:0:0:0:0:10.0.0.1" é um endereço IPv4 válido. Combinando ambos os métodos alternativos de representação, este endereço pode ser represesentado como "::10.0.0.1".
Pelo fato dos endereços IPv6 serem quebrados em duas partes - um prefixo indicando sub-rede e um identificador de interface - espera-se que um nodo com endereçamento IPv6 seja representado indicando qual parte deve ser mascarada, para fins de roteamento, de maneira similar ao que é feito em endereços do tipo CIDR (Classless Interdomain Routing). Em outras palavras, um nodo de endereço IPv6 indica um tamanho de prefixo, separado do endereço IPv6 por uma barra, como o da figura abaixo, por exemplo. Este endereço indica que os primeiros 60 bits referem-se ao prefixo, com o propósito de roteamento.
1030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B/60
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da Internet das Coisas, chegou o momento da transição para o IPv6. 42 Re vi sã o: M ár ci o - Di ag ra m aç ão : R os e - 09 /0 6/ 20 17 Unidade II 4.6.2 O datagrama do IPv6 Assim como o IPv4, o datagrama IPv6 é composto de duas partes: cabeçalho e dados. Entre as grandes diferenças das duas versões está justamente o cabeçalho do pacote IPv6, que é mais simples e que foi pensado em otimizar e agilizar o encaminhamento das informações através das redes. 8 bytes 64 bits Versão Classe e tráfego Limite de saltos Tamanho dos dados Próximo cabeçalho Limite de saltos Endereço de imagem Endereço de destino Figura 16 – O cabeçalho do protocolo IPv6 A definição dos campos do cabeçalho é a seguinte: • Versão: é a versão do protocolo, no caso, 6. • Classe e tráfego: indica a prioridade do pacote. • Identificador de fluxo: QoS (Qualidade do Serviço). • Tamanho dos dados: informa o tamanho da parte de dados do pacote IPv6. • Próximo header (cabeçalho): é o campo que aponta para o próximo header do IPv6. Essa característica de possuir mais de um header foi criada para simplificar o cabeçalho padrão, e, caso sejam necessárias funções especiais, cabeçalhos extras são alocados e inseridos na parte de dados do pacote IP. • Limite de saltos: oficializando o que já acontecia com o campo TTL (Tempo de Vida) do IPv4, este campo limita a quantidade de dispositivos que roteiam os pacotes por onde este pacote pode passar. Caso esse número chegue a zero, o pacote é descartado. • Endereço de origem: é o endereço do dispositivo de origem representado por um campo de 128 bits. • Endereço de destino: é o endereço do dispositivo de destino representado por um campo de 128 bits. 43 Re vi sã o: M ár ci o - Di ag ra m aç ão : R os e - 09 /0 6/ 20 17 ARQUITETURA DE REDES 4.6.3 O endereçamento IPv6 O protocolo IPv6 usa como endereçamento uma palavra com 128 bits, capaz de gerar um total de 3.4 * 1038 de endereços possíveis, garantindo uma longevidade considerável. Da mesma maneira que no protocolo IPv4, a forma de representação do endereçamento do IPv6 não é realizada no formato binário, pois, pelo tamanho, seria muito difícil a sua representação. Então, no IPv6, a representação do endereço é feita pelo agrupamento de 16 em 16 bits separados pelo sinal de dois‑pontos (:). Como demostrado a seguir, o formato preferencial para se escrever um endereço do padrão IPv6 é X:X:X:X:X:X:X:X, com cada X consistindo de quatro valores hexadecimais. Ao falarmos de endereçamento IPv4 nos referenciamos a 8 bits com o termo octeto. Entretanto, no IPv6 o termo usado é o hexteto, um termo ainda informal e que é empregado basicamente para fazer referência a um segmento de 16 bits, ou 4 valores hexadecimais, sabendo que cada X equivale a um único hexteto, ou 16 bits, ou ainda a 4 dígitos hexadecimais. Basicamente, o formato preferencial significa que os endereçamentos IPv6 são gravados usando todos os 32 dígitos hexadecimais, entretanto isso não significa que seja o método ideal para representar os endereçamentos em IPv6. A seguir veremos as regras que nos ajudam a reproduzir os números e os dígitos que são necessários e imprescindíveis para a representação de endereço IP versão 6. Esses grupos de 16 bits são representados usando uma notação hexadecimal, sendo que cada dígito hexadecimal representa 4 bits separados, assim teremos: XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX Onde X é um dígito hexadecimal representado pelos valores (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F). Exemplos: FADA:FADA:0000:FFFF:FFFF:4AFD:5EAA1:0000 Ou: FFFF:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 Caso existam valores 0 à esquerda do número nos grupos de 16 bits, no momento da representação, esses zeros podem ser suprimidos, exemplo: 001A pode ser representado apenas por 1A. 2017:0000:1F3A:0000:0000:1A:2345:5678 Se existirem grupamentos de 4 dígitos zero (0000), estes podem ser suprimidos e representados desta forma: 2017:0000:1F3A:::FF1A:2345:5678 44 Re vi sã o: M ár ci o - Di ag ra m aç ão : R os e - 09 /0 6/ 20 17 Unidade II Ou: 2017::1F3A:0000:0000:FF1A:2345:5678 Observação Observe com atenção, pois estará errado representar este endereço como: 2017::1F3A:::FF1A:2345:5678 Porque deve‑se observar a sequência de pares dos octetos, ou seja, não podemos resumir octetos quebrados em seus pares com ::, desta forma a notação hexadecimal ficará incorreta. O endereçamento IPv6 também especifica três tipos diferentes de endereçamento: o unicast, anycast e o multicast. 4.6.4 Unicast Endereça apenas uma interface, ou seja, não há mais de uma interface respondendo ao mesmo endereço. O endereço IPv6 unicast identifica exclusivamente uma interface de um dispositivo que esteja habilitado para IPv6. Observe na figura a seguir um mecanismo de endereço IP versão 6 origem, que deve ser um endereço unicast. Comunicação IPV6 UNICAST Endereço IPV6 de origem:2001:D88:ACAD:1:10 Endereço IPV6 de origem:2001:D88:ACAD:1:82001:D88:ACAD:1::/64 2001:D88:ACAD:1::/64 2001:D88:ACAD:1::10/64 2001:D88:ACAD:1::20/64 2001:D88:ACAD:1::8/64 2001:D88:ACAD:1::9/64 Figura 17 – Atuação do tráfego IPv6 unicast 45 Re vi sã o: M ár ci o - Di ag ra m aç ão : R os e - 09 /0 6/ 20 17 ARQUITETURA DE REDES Comprimento e prefixo do endereço IPv6 Devemos lembrar que o prefixo, que é a parte da rede de endereço padrão IPv4, deve ser identificado pelo comprimento, pela notação em sua barra ou por uma máscara de sub‑rede em formato decimal com pontos, um exemplo é o endereço IPv4 192.168.1.10 com a máscara de sub‑rede em formato decimal com pontos 255.255.255.0, que é equivalente à notação decimal 192.168.1.10/24. O endereçamento IPv6 usa um comprimento de prefixo a fim de representar a parte de prefixo do endereço. O IPv6 não utiliza uma notação de máscara de sub‑rede decimal com pontos, como acontece no IPv4. O comprimento desse prefixo indica a parte de rede de um endereço IPv6 no formato do endereço IPv6/comprimento do prefixo. O comprimento do prefixo pode variar de 0 a 128. Um comprimento do prefixo IPv6 padrão para LANs e para a maioria dos outros tipos de redes é /64. Isso significa que o prefixo ou a parte de rede do endereço é de 64 bits, restando outros 64 bits para a ID da interface (parte de host) do endereço. Prefixo /64 Exemplo: 2001:DB8:A::/64 64 bits 64 bits Prefixo ID da interface 2001:0DB8:000A:0000 0000:0000:0000:0000 Figura 18 – Entendendo o prefixo dos endereços IPv6 Categorização dos endereços unicast No momento de representar o endereço IPv6 unicast, este identifica, exclusivamente, uma interface em um tipo de dispositivo que esteja habilitado para IPv6. Um pacote que seja enviado a um endereço unicast é recebido por uma interface atribuída diretamente a esse endereço. Muito semelhante ao IPv4, os endereços IPv6 de origem devem ser um endereço unicast, mas o endereço IPv6 de destino ainda pode ser um endereço unicast ou multicast. Os tipos mais comuns de endereços IP versão 6 unicast são endereços unicast globais, ou GUA, e os endereços unicast de link local. 46 Re vi sã o: M ár ci o - Di ag ra m aç ão : R os e - 09 /0 6/ 20 17 Unidade II Unicast global Link local Loopback ::1/128 Endereço não especificado ::1/128 Unique local FC00::/7 – FDFF::/7 IPv4 embutido Endereços IPv6 unicast Figura 19 – Tipos de endereços unicast padrão IPv6 Unicast global O endereço unicast global é bem parecido com o endereço IPv4 público. São endereços de internet basicamente roteáveis e globalmente exclusivos.