Redes - IPv6 Teoria

IPv6 - IPng1 Luiz Arthur

O IPv6 é a próxima geração do protocolo da camada de rede (modelo OSI) projetado pela Internet Enginnering Task Force (IETF) para substituir a versão atual do Internet Protocol (IP) versão 4. O IPv6 também é conhecido como Internet Protocol New Generation (IPng).

Antes de iniciar os estudos é bom ter-se em mente que o IPv6 pode ser implementado em pouco tempo na Internet, ou mesmo, nunca ser implementado! Então, o objetivo deste estudo é refletir sobre o processo evolucionário em andamento e examinar um dos mais importantes esforços de engenharia já empreendidos, que é a mudança de um protocolo que engrena a rede mundial de computadores.

Porém, uma coisa é certa o protocolo IPv4 atual tem de ser melhorado para adaptar-se ao mundo atual globalizado, já que este o mundo atualmente necessita de mais endereços representados na Internet e principalmente mais segurança, o que não é o foco do IPv4.


Por que mudar o TCP/IP e a Internet?

A tecnologia TCP/IP funcionou bem durante décadas. Então vem a pergunta “Por que deveria mudar?”

Em tese, os desenvolvimentos que estimulam a evolução do TCP/IP e da arquitetura da Internet recaem em quatro categorias.

Após descrever cada uma delas passaremos a examinar uma nova versão proposta, de IP, e verificar de que modo cada categoria afetou o projeto.

1. Novas tecnologias de computadores e de comunicações

A exemplo da maioria dos grupos orientados pelo desenvolvimento tecnológico, os pesquisadores e engenheiros que trabalham em protocolos TCP/IP mantêm um vívido interesse pelas novas tecnologias e com a disponibilidade de sistemas de computadores de alta velocidade.

Assim, o protocolo IP deve estar apto a utilizar da melhor forma possível tais tecnologias, necessitando assim, que o IP seja renovado a medida que essas novas tecnologias surjam.


2. Novos Aplicativos

Na Internet surgem novos aplicativos todo dia, aplicativos estes freqüentemente criam uma demanda por recursos ou serviços que os protocolos de redes atuais não podem oferecer.

Por exemplo, um surto de interesse na multimídia criou a demanda por protocolos que pudessem transferir o som e imagens com eficácia.

De modo semelhante, o interesse pela comunicação de áudio e vídeo em tempo real criou a demanda por protocolos que pudessem garantir a entrega de informações dentro de um retardo fixo de transmissão, bem como protocolos que pudessem sincronizar correntes de dados de vídeo e áudio.

3. Aumentos em tamanhos e da carga

A Internet global experimentou muitos anos de crescimento exponencial ininterrupto, duplicando em tamanho a cada nove meses, ou mais rápido ainda.


O aumento no tráfego pode ser atribuído a várias causas.

Primeiro, a população da Internet está deixando de ser formada apenas por acadêmicos e cientistas e se abrindo para o publico em geral.

Segundo, os novos aplicativos que transferem mídias em tempo real necessita de mais largura de banda.

Terceiro, as ferramentas de busca automática geram um volume substancial de tráfego, à medida que, inexoravelmente, esquadrinham os sites da Internet para buscar dados.

4. Novas políticas

À medida que a Internet se expande dentro de novos mercados de trabalho e novos países, ela se transforma de uma maneira fundamental: ganha novas jurisdições administrativas. E alguns esforços estão ligados a estas políticas para que cada grupo administrativo na Internet possa gerenciar suas necessidades, deixando a Internet um pouco mais segura.


Motivação para mudar o IPv4

A versão 4 do Internet Protocol (IPv4) fornece o mecanismo básico de comunicação da pilha TCP/IP e da Internet global. Essa versão permaneceu quase inalterada desde o seu início, no final da década de 70.

A longevidade da versão 4 mostra que o projeto é flexível e poderoso. Porém desde o lançamento do IPv4 a mundo e principalmente a Internet mudou muito, saindo de alguns poucos hosts para milhões de hosts.

Assim, um dos primeiros fatores a influenciar a troca do protocolo é a necessidade de se ter mais endereços de hosts representados na Internet.

Embora a necessidade de um espaço maior esteja forçando uma mudança imediata no IP, outros fatores estão também contribuindo para o projeto.

Tal como, comunicação segura, ou seja, um novo protocolo IP deve prover recursos que tornem possível validar o transmissor.


O caminho para um nova versão do IP

Durante vários anos, grupos da IETF vêm trabalhando para formular uma nova versão do IP.

Já que se empenham a produzir padrões abertos, a IETF convidou a comunidade inteira a participar do processo de padronização e todos eles especificam seus requisitos para o próximo IP e é claro, todos teceram comentários sobre propostas específicas.

Muitos projetos foram propostos para atender a uma finalidade especial ou a determinada comunidade.

Sendo que:

Um deles teria tornado o IP mais sofisticado à custa do aumento da complexidade e do overhead de processamento.

Um outro projeto propôs a utilização de uma modificação do protocolo OSI CLNS.

Um terceiro projeto importante propôs reter a maioria das idéias no IP, mas fazendo simples extensões para conciliar endereços maiores.


O projeto, conhecido como SIP (Simple IP), tornou-se a base para um proposta ampliada que incluiu idéias de outros protocolos.

A versão estendida de SIP foi chamada Simple IP Plus (SIPP) e posteriormente aflorou como o projeto selecionado como uma base para o próximo IP.

Porém, escolher tal protocolo não é fácil, já que com a popularidade da Internet e o mercado atual trabalhando com produtos IP, o mundo inteiro fica vacilante ao sucesso deste novo protocolo. Em decorrência disso, as discussões geraram calorosos argumentos.

Características do IPv6

O protocolo IPv6 proposto mantém muitas das características que contribuíram para o sucesso do IPv4. Na verdade, os projetista dotaram o IPv6 basicamente com as mesmas características do IPv4, com algumas modificações.


Por exemplo, o IPv6 ainda aceita:

● Entrega sem conexão, isto é, permite que cada datagrama seja roteado independentemente;

● Permite que o transmissor escolha o tamanho de um datagrama;

● Requer que o transmissor especifique o número máximo de passos da rota que um datagrama pode fazer antes de ser concluído;

● Recursos para fragmentação de datagramas;

● Roteamento de origem.

A apesar das muitas semelhanças conceituais, o IPv6 muda a maioria dos detalhes do protocolos. Por exemplo, o IPv6 usa endereços maiores e revisa completamente o formato de datagrama, substituindo o campo de opções de comprimento variável do IPv4 por uma série de cabeçalhos de formato fixo.

Desta forma, vamos examinar os detalhes após considerar as principais mudanças e a motivação básica para cada uma delas.


As mudanças introduzidas pelo IPv6 podem ser agrupadas em cinco categorias:

●Endereços Maiores: O novo tamanho de endereço é a mudança mais visível. O IPv6 quadruplica o tamanho de um endereço de IPv4, de 32 para 128 bits. O espaço de endereço de IPv6 é tão grande que não pode ser consumido em um futuro previsível.

●Formato flexível de cabeçalho: O IPv6 usa um formato de datagrama inteiramente novo e incompatível. A contrário do IPv4, que usa um cabeçalho de datagrama de formato fixo onde todos os campos, exceto o de opções, ocupam um número fixo de octetos com um deslocamento fixo, o IPv6 usa um conjunto de cabeçalhos opcionais.

●Opções aprimoradas: Como o IPv4, o IPv6 permite que um datagrama inclua informações de controle opcionais. O IPv6 inclui novas opções que oferecem recursos adicionais não disponíveis no IPv4.


●Suporte para alocação de recursos: O IPv6 substitui a especificação de tipo de serviço do IPv4 por um mecanismo que permite pré-alocação de recursos de rede. Particularmente, o novo mecanismo aceita aplicativos tais como vídeo em tempo real, que requer garantias de largura de banda e retardo de transmissão.

●Provisão para extensão do protocolo: Talvez a mudança mais significativa no IPv6 seja uma transição de um protocolo que especifica inteiramente todos os detalhes, para um protocolo que pode permitir recursos adicionais. A capacidade de extensão tem o potencial para permitir que a IETF adapte o protocolo a mudanças no hardware de rede considerado ou a novos aplicativos.

Formato geral de um datagrama IPv6

O IPv6 muda completamente o formato de datagrama, ficando com um cabeçalho básico de tamanho fixo seguido de zero, ou mais cabeçalhos de extensão seguidos de dados.

Cabeçalhobásico

Cabeçalhode Extensão 1

Cabeçalhode Extensão N

... Dados...

{ opcional }


Formato do cabeçalho básico do IPv6

Curiosamente, embora deva acomodar endereços maiores, um cabeçalho básico IPv6 contém menos informações do que um cabeçalho IPv4.

As opções e alguns dos campos fixos que aparecem em um cabeçalho de datagrama IPv4 foram removidos para cabeçalhos de extensão no IPv6.

Em geral, as mudanças no cabeçalho de datagrama refletem mudanças no protocolo:

●O alinhamento de comprimento de múltiplos de 32 bits para múltiplos de 64 bits.

●O campo de comprimento de cabeçalho foi eliminado e o campo de comprimento de datagrama foi substituído por um campo COMPRIMENTO DO PAYLOAD.

●O tamanho dos campos de endereços de origem e de destino foi aumentado para 16 octetos cada.


●As informações de fragmentação foram retiradas de campos fixos do cabeçalho básico, para um cabeçalho de extensão.

●O campo TEMPO DE VIDA foi substituído por um campo chamado LIMITE DE PASSOS DA ROTA.

●O campo TIPO DE SERVIÇO foi substituído por um campo RÓTULO DE FLUXO.

●O campo PROTOCOLO foi substituído por um campo que especifica o tipo do próximo cabeçalho.

ENDEREÇO DE DESTINO

ENDEREÇO DE ORIGEM

LIM. PASSOS ROTA

RÓTULO DE FLUXOVersão

COMPRIMENTO DO PAYLOAD PRÓXIMO CABEÇALHO

0 4 16 24 32


Vários campos de um cabeçalho básico do IPv6 correspondem diretamente aos campos de um cabeçalho do IPv4.

Como no IPv4, o campo inicial VERSÃO de 4 bits especifica a versão do protocolo; VERSÃO sempre contém 6 em um datagrama IPv6.

Os campos ENDEREÇOS DE ORIGEM e ENDEREÇO DE DESTINOespecificam os endereços do transmissor e do destinatário pretendido, no entanto cada endereço requer 16 octetos (128 bits cada).

O campo LIMITE DE PASSOS DA ROTA (HOP LIMIT) corresponde ao campo de TEMPO DE VIDA (TIME TO LIVE) do IPv4.

Ao contrário do IPv4, que interpreta um tempo de vida como uma combinação de contagem de passos da rota e do tempo máximo, o IPv6 interpreta o valor atribuído limite escrito ao número máximo de passos da rota que um datagrama pode fazer antes de ser descartado.


O IPv6 trata as especificações de comprimento de datagrama de um modo novo.

Primeiro, visto que o tamanho do cabeçalho básico é fixado em 40 octetos, o cabeçalho básico não inclui um campo para o comprimento do cabeçalho.

Segundo, o IPv6 substitui o campo de comprimento de datagrama do IPv4 por um campo COMPRIMENTO DE CARGA (PAYLOAD) de 16 bits que especifica o número de octetos transportados em um datagrama, excluindo o próprio cabeçalho. Assim, um datagrama do IPv6 pode conter 64k de octetos de dados.

Um novo mecanismo no IPv6 aceita a reserva de recursos e permite que um roteador associe cada datagrama a uma dada alocação de recursos.

A abstração considerada, um fluxo, consiste e um caminho através de uma interligação em redes, ao longo do qual os roteadores intermediários garantem uma qualidade específica de serviços.


Por exemplo, dois aplicativos que precisem enviar vídeos podem estabelecer um fluxo no qual o retardo da transmissão e a largura de banda sejam garantidos. Reciprocamente, um provedor de rede pode exigir que um assinante especifique a qualidade de serviço desejada e que, a seguir, use um fluxo para limitar o tráfego que um computador específico ou um aplicativo.

O campo RÓTULO DE FLUXOS do cabeçalho básico contém informações que os roteadores usam para associar um datagrama a um fluxo e prioridade específicos. O campo está dividido em dois sub-campos.

Dentro do rótulo de fluxo, o campo de 4 bits CLASSET especifica a classe de tráfego para o datagrama. Valores de 0 a 7 são usados para especificar a sensibilidade ao tempo do tráfego controlado por fluxo. Valores de 8 a 15 são usados para especificar uma prioridade para tráfego não controlado por fluxo.

CLASSE T IDENTIFICADOR DE FLUXO

4 BITS 24 BITS


O campo restante, de 24 bits, contém um IDENTIFICADOR DE FLUXO. A origem escolhe um identificador de fluxo ao estabelecer um fluxo (isto é feito aleatoriamente). Não há conflito potencial entre computadores porque um roteador usa a combinação de endereço de origem de datagrama e o identificador de fluxo, ao associar um datagrama a um fluxo específico.

Para resumir, cada datagrama do IPv6 começa por um cabeçalho básico de 40 octetos que inclui campos para os endereços de origem e destino, o limite máximo de passos de rota, o rótulo de fluxo e o tipo do próximo cabeçalho. Assim, um datagrama do IPv6 deve conter no mínimo 40 octetos, além dos dados.

Cabeçalho de extensão do IPv6

O paradigma de um cabeçalho básico fixo, seguido de um conjunto de cabeçalhos de extensão opcionais, foi escolhido como uma acomodação entre a generalidade e a eficiência. Para ser totalmente geral, o IPv6 precisa incluir mecanismos a fim de aceitar funções como fragmentação, roteamento de origem e autenticação.


A opção por alocar campos fixos no cabeçalho de datagrama para todos os mecanismos não é eficaz, porque a maioria dos datagramas não usa todos os mecanismos; o grande tamanho de endereço de IPv6 exacerba a ineficiência. Por exemplo, ao envia um datagrama através de uma única rede local, um cabeçalho que contenha campos de endereços vazios pode ocupar uma parcela substancial de cada quadro. Mais importante, os projetistas verificam que ninguém pode prever quais recursos serão necessários. O paradigma de cabeçalho de extensão do IPv6 funciona de forma semelhante às opções do IPv4 - um transmissor pode optar por escolher quais cabeçalhos de extensão inclui em determinado datagrama e quais omitir. Assim, os cabeçalhos de extensão fornecem flexibilidade.

Resumindo:

Os cabeçalhos de extensão do IPv6 são semelhantes às opções do IPv4. Cada datagrama inclui cabeçalhos de extensão para aqueles recursos que o datagrama usa.


Análise de um datagrama do IPv6

Cada cabeçalho básico e de extensão contém um campo PRÓXIMA CABEÇALHO.

O software em roteadores intermediários e no destino final que precisa processar o datagrama deve usar o valor no campo PRÓXIMO CABEÇALHO de cada cabeçalho, para analisar o datagrama.

Para extrair todas as informações de cabeçalho de datagrama do IPv6, é necessária uma pesquisa seqüencial através dos cabeçalhos.

Naturalmente, analisar um datagrama do IPv6 que tem apenas um cabeçalho básico e dados é tão eficiente quanto analisar um datagrama do IPv4.

Mais os roteadores intermediários raramente precisam processar todos os cabeçalhos de extensão.


Cabeçalho BásicoPRÓXIMO=TCP Segmento TCP

Cabeçalho de RotaPRÓXIMO=TCP Segmento TCP

Cabeçalho BásicoPRÓXIMO=ROTA

Cabeçalho de RotaPRÓXIMO=TCP Segmento TCP

Cabeçalho de Autoridade

PRÓXIMO=ROTA

Cabeçalho BásicoPRÓXIMO=Autoridade

Três datagramas com (a) apenas um cabeçalho básico, (b) um cabeçalho básico e um de extensão e (c) um cabeçalho básico mais dois de extensão.

O campo PRÓXIMO CABEÇALHO, em cada cabeçalho, especifica o tipo do cabeçalho seguinte.


Fragmentação e remontagem do IPv6

Como o IPv4, o IPv6 planeja para que o destino final execute a remontagem do datagrama. Entretanto, os projetistas tomaram uma decisão inusitada sobre a fragmentação. Lembre-se que o IPv4 requer que um roteador intermediário fragmente qualquer datagrama que seja grande demais para a MTU da rede sobre a qual precise viajar.

No IPv6, a fragmentação está restrita à própria origem. Antes de enviar tráfego, uma origem precisa executar uma técnica de Descoberta de Caminho MTU para identificar a MTU mínima ao longo do caminho até o destino.

Antes de enviar um datagrama, a origem o fragmenta de tal modo que cada fragmento seja menor do que a MTU do Caminho. Assim, a fragmentação é fim-a-fim. Nenhuma fragmentação necessita ocorrer em roteadores intermediários.

O cabeçalho básico do IPv6 não contém campos análogos aos campos usados para fragmentação em um cabeçalho do IPv4. Em vez disso, quando a fragmentação é necessária, a origem insere um pequeno cabeçalho de extensão após o cabeçalho básico de cada fragmento.


O IPv6 retém grande parte da fragmentação do IPv4. Cada fragmento precisa ser um múltiplo de 8 octetos. Um bit no campo MF marca o último fragmento como o bit MAIS FRAGMENTOS do IPv4; e o campo IDENTIFICAÇÃO DE DATAGRAMA transporta uma única ID que o receptor usa para agrupar fragmentos.

A conseqüência da fragmentação fim-a-fim

A motivação para o uso da fragmentação fim-a-fim reside em sua habilidade para reduzir o overhead em roteadores e permitir que cada roteador lide com mais datagramas por unidade de tempo.

Na realidade, o overhead de CPU, requerido para a fragmentação do IPv4, pode ser significativo – em um roteador convencional, a CPU pode chegar a 100% de utilização se o roteador fragmentar muitos ou todos os datagramas que recebe. Entretanto, a fragmentação fim-a-fim tem uma conseqüência importante: muda um pressuposto fundamental sobre a Internet.

IDENTIFICAÇAO DE DATAGRAMA

RESERVADO DESLOCAMENTO DE FRAG MFPROX. CAB

0 8 16 29 31


Para compreender a conseqüência da fragmentação fim-a-fim, lembre-se de que o IPv4 é projetado para permitir que as rotas mudem a qualquer momento. A principal vantagem de tal sistema é a flexibilidade – o tráfego pode ser roteado ao longo de um caminho alternativo, sem interromper os serviços e sem informar a origem ou destino.

No IPv6, entretanto, as rotas não podem ser mudadas tão facilmente, pois uma mudança em uma deles pode também mudar a MTU de Caminho. Se a MTU de Caminho ao longo de uma nova rota for menor do que a MTU de Caminho ao longo da rota original, há duas alternativas: ou um roteador intermediário deve fragmentar o datagrama ou a origem deve ser informada.

Resumindo:

Um protocolo de interligação em redes que usa a fragmentação fim-a-fim requer que um transmissor descubra a MTU de Caminho para cada destino e fragmente qualquer datagrama de partida que seja maior do que a MTU de Caminho. A fragmentação fim-a-fim não concilia mudanças de rota.


Para solucionar o problema de mudança de rota que afetam a MTU de Caminho, o IPv6 permite que os roteadores intermediários passem por IPv6 através de IPv6.

Quando um roteador intermediário precisa fragmentar um datagrama, o roteador não insere um cabeçalho de extensão de fragmento, nem muda campos do cabeçalho básico.

Em vez disso, o roteador intermediário cria um datagrama inteiramente novo que encapsula o datagrama original como dados.

O roteador divide o novo datagrama em fragmentos, repetindo o cabeçalho básico e inserindo um cabeçalho de extensão de fragmento em cada um deles.

Finalmente, o roteador envia cada fragmento ao destino final.

Ali, o datagrama original pode ser formado reunindo-se em um datagrama os fragmentos chegados e extraindo-se a parte dos dados.


fim

CabeçalhoBásico

Dados

F1 F2 F3

CabeçalhoBásico

F1CabeçalhoFrag1

CabeçalhoBásico

F2CabeçalhoFrag2

CabeçalhoBásico F3

CabeçalhoFrag3


Endereçamento IPv6

Em IPv6, cada endereço ocupa 16 octetos, quatro vezes o tamanho de um endereço IPv4.

O espaço grande de endereço garante que o IPv6 pode tolerar qualquer esquema razoável de atribuição de endereço.

De fato, se posteriormente os projetistas decidirem mudar o esquema de endereçamento, o espaço de endereço será suficientemente grande para acomodar uma nova atribuição.

Embora o Ipv6 solucione os problemas de capacidade insuficiente, o tamanho grande do endereço cria um problema novo e interessante problema: as pessoas que mantêm interligações em redes precisam ler, dar entrada e manipular tais endereços.

Obviamente, anotação binária é indefensável. Contudo, a notação decimal pontuada, usada para IPv4, também não torna tais endereços suficientemente compactos. Para compreender por que, considere um número de 128 bits, como um exemplo, expresso na notação decimal pontuada:

104.230.140.100.233.233.233.233.0.0.17.128.150.10.255.255


Para ajudar o endereço a tornar-se ligeiramente mais compacto e mais fácil de dar entrada, os projetistas do IPv6 propõem o uso da notação hexadecimal de dois pontos, na qual o valor de cada conjunto de 16 bits é representado em hexadecimal separado por dois pontos.

Por exemplo, quando o valor mostrado anteriormente em notação decimal pontuada tiver sido convertido em notação hexadecimal de dois pontos e impresso usando o mesmo espaçamento, ele se tornará:

68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:96A:FFFF

A notação hexadecimal de dois pontos tem a vantagem óbvia de requerer menos dígitos e menos caracteres separados do que a decimal pontuada. Além disso, a notação hexadecimal de dois pontos inclui duas técnicas que a tornam extremamente útil.

Primeiro, a notação hexadecimal de dois pontos permite a compressão de zero, em que um string de zeros repetidos é substituído por um par de dois pontos. Por exemplo o endereço:

FF05:0:0:0:0:0:0B3

pode ser escrito:

FF01::B3


Para assegurar que a compressão de zero produz uma interpretação não-ambígua, a proposta determina que ela pode ser aplicada apenas um vez em qualquer endereço.

A compressão de zero é especialmente útil quando usada com o esquema zero contíguos.

Segundo, a notação hexadecimal de dois pontos incorpora sufixos de notação hexadecimal pontuada. Veremos que tais combinações destinam-se ao uso durante a transição do IPv4 para IPv6. Por exemplo, o string a seguir é uma notação hexadecimal válida, de dois pontos:

0:0:0:0:0:0:128.10.2.1

Observe que, embora os números separados cada um por dois pontos especifiquem o valor de uma quantidade de 16 bits, cada número de parte de notação hexadecimal pontuada especifica o valor de um octeto.

Naturalmente, a compressão de zero pode ser usada com o número acima a fim de produzir um string equivalente de notação hexadecimal de dois pontos que parece ser totalmente semelhante a um endereço de IPv4:

::128.10.2.1


Três tipos básicos de endereço do IPv6

Como o IPv4, o IPv6 associa um endereço a uma conexão de rede específica, não a um computador específico.

Assim, atribuições de endereço são semelhantes a IPv4: um roteador IPv6 tem dois ou mais endereços, e um host IPv6 com uma conexão de rede precisa de apenas um endereço.

O IPv6 também retem (e estende) a hierarquia de endereço de IPv4 em que um prefixo é atribuído a uma rede física. Entretanto, para facilitar a atribuição e a modificação de endereço, o IPv6 permite que vários prefixos sejam atribuídos a determinada rede e permite que um computador tenha vários endereços simultâneos atribuídos a determinada interface.

Além de permitir vários endereços simultâneos por conexão de rede, o IPv6 expande e, em alguns casos, unifica endereços especiais do IPv4.

Geralmente, um endereço de destino de um datagrama situa-se em uma das três categorias a seguir:

Unicast: O endereço de destino especifica um único computador (host ou roteador); o datagrama deverá ser roteado para o destino ao longo do caminho mais curto possível;


Cluster (anycast): O destino é um conjunto de computadores que juntos dividem um único prefixo de endereço (ex. vinculam-se à mesma rede física). O datagrama deverá ser roteado para o grupo ao longo de um caminho o mais curto possível e, então, entregue a exatamente um membro do grupo (ex: o membro mais próximo).

Multicast: O destino é um conjunto de computadores, possivelmente em diversos locais. Uma cópia do datagrama será entregue a cada membro do grupo usando hardware multicast ou broadcast, conforme o caso

A dualidade de difusão e multicast

O IPv6 não usa os termos difusão (broadcast) ou difusão direta para se referir à entrega a todos os computadores de uma rede física ou sub-rede lógica IP. Em vez disso, usa o termo multicast e trata difusão com uma forma especial de multicast.

De fato, um engenheiro de hardware envia um pacote de multicast a todos os computadores de uma rede, exatamente como um pacote broadcast, e o hardware de interface de cada computador filtra todos os pacotes de multicast, exceto aqueles que o software tenha instruído o hardware de interface a aceitar.

Na teoria, a escolha entre multicast e formas limitadas de difusão é irrelevante, visto que uma pode ser simulada com a outra. Isto é difusão e multicast são duplos de uma outra que oferece a mesma funcionalidade.


Atribuição do espaço de endereço do IPv6 proposto

A questão de como compartilhar o espaço de endereço tem gerado muita polêmica.

Há dois pontos centrais: como gerenciar as atribuições de endereço e como mapear um endereço para uma rota.

O primeiro ponto focaliza o problema prático de delinear uma hierarquia de autoridade. Ao contrário da Internet atual, que usa uma hierarquia de dois níveis de prefixo de rede (atribuído pela autoridade da Internet) e de sufixo de host (atribuído pela organização), o grande espaço de endereço no IPv6 permite uma hierarquia de vários níveis ou várias hierarquias.

O segundo ponto focaliza a eficácia computacional. Independente da hierarquia de autoridade que atribui endereços, um roteador deve examinar cada datagrama e escolher um caminho para o destino. Para manter baixo o custo de roteadores de alta velocidade, o tempo de processamento exigido para escolher um caminho deve ser mantido curto.


Prefixo binário Tipo de endereço Parte do espaço de endereço

0000 0000 Reservado (compatível com IPv4) 1/2560000 0001 Reservado 1/2560000 001 Endereços NSAP 1/1280000 010 Endereços IPX 1/1280000 011 Reservado 1/1280000 110 Reservado 1/1280000 111 Reservado 1/1280001 Reservado 1/16001 Reservado 1/8010 Provedor – Unicast Atribuído 1/8011 Reservado 1/8100 Reservado para Geográfico 1/8101 Reservado 1/8110 Reservado 1/81110 Reservado 1/161111 0 Reservado 1/321111 10 Reservado 1/641111 110 Reservado 1/1281111 1110 Disponível para Uso Local 1/2561111 1111 Usado para Multicast 1/256


Os projetistas propõem a atribuição de classes de endereços de modo semelhante ao esquema usado para IPv4.

Embora os primeiros oito bits de um endereço sejam suficientes para identificar seu tipo, o espaço de endereço não é partilhado em seções de igual tamanho.

Codificação e transição do endereço IPv4

Mais de 72% do espaço foi reservado para uso futuro, sem incluir a seção reservada para endereços geográficos.

Embora o prefixo 0000 0000 tenha o rótulo reservado, os projetistas planejam usar nessa seção uma pequena fração de endereços para codificar endereços de IPv4.

Em particular, qualquer endereço que comece com 80 bits zero (0) seguidos de 16 bits um (1) ou 16 bits zero (0) contém um endereço IPv4 para IPv6, por duas razões.

Primeira, um computador pode escolher uma atualização de software do IPv4 para IPv6 antes que lhe tenha sido atribuído um endereço válido do IPv6. Segundo, um computador que execute o software do IPv6 pode ter necessidade de se comunicar com outro que execute apenas o software do IPv4.


Dispor de uma forma de codificar um endereço IPv4 em um endereço de IPv6 não soluciona o problema de tornar as duas versões inter-operacionais.

Além da codificação de endereço, a conversão é necessária. Para usar um conversor, um computador IPv6 gera um datagrama que contenha a codificação do IPv6 do endereço de destino do IPv4.

O computador do IPv6 envia o datagrama para um conversor que usa IPv4 para se comunicar com o destino.

Quando o conversor recebe uma resposta do destino, converte o datagrama do IPv4 para IPv6 e o devolve à origem do Ipv6.

Provedores, assinantes e hierarquia de endereços

Um exemplo ajudará a esclarecer como os projetistas imaginam o uso de endereços de IPv6. Considere um provedor de acesso a rede (NAP). Determinada companhia oferece a conexão à Internet a clientes a quem vamos chamar de assinantes.

Para permitir que tais provedores aloquem endereços, a autoridade da Internet atribui a cada um deles um único identificador. O provedor pode, assim, atribuir um bloco de endereços. O assinante então atribui um único ID a cada rede física e um único ID de nó a cada computador de cada rede.


Assim, cada prefixo sucessivamente mais tem um nome. O string inicial 010 identifica o endereço como o tipo atribuído ao provedor. Para tais endereços, o prefixo do provedor inclui o tipo de endereço, mais a ID do provedor. O prefixo do assinante abrange o prefixo do provedor mais a ID do assinante. Finalmente, o prefixo da sub-rede inclui o prefixo do assinante mais as informações da sub-rede.

Os projetistas recomendam que o campo ID de nó contenha ao menos 48 bits, para permitir que sejam usados os endereços estilho 802 da IEEE. Assim, será possível que um nó do IPv6 use seu endereço da Ethernet como sua ID de nó.

Embora o formato de endereço mostrado anteriormente implique uma hierarquia de 4 níveis, uma organização pode apresentar níveis adicionais, dividindo o campo ID de sub-rede em vários campos. Já que o grande espaço de endereço de IPv6 permite a divisão em muitas partes.

010 ID Provedor ID do Assinante ID Sub-Rede ID do HOST

Prefixo do Provedor

Prefixo do Assinante

Prefixo da sub-rede


fim

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