A versão 6 do protocolo de Internet (ipv6) é um protocolo de endereçamento, que funciona na Camada de Rede (Camada 3) e possui uma grande quantidade de endereçamentos lógico possiveis, resolvendo as deficiências do IPv4. Ele esta preparado para incorporar todos os requisitos possíveis da Internet das coisas (IoT).
O IPv6 vem para substituir o IPv4 que foi criado no início dos anos 80 esta limitado a 4.294.967.296 endereços disponíveis (32 bits). O IPv6 usa um sistema de endereçamento de 128 bits, podendo obter até 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços diferentes.
A partir de 2012, alguns dos gigantes da Internet, como Google e Microsoft optaram por colocar seus servidores no IPv6, mantendo o IPv4 em paralelo (Dual Stack).
Uma curiosidade: o protocolo IPv5 foi usada durante a experiência com o protocolo de fluxo para Internet e ficou conhecido como "Internet Stream Protocol". Ele nunca foi trazido para uso público, mas já foi usado para testes.
Características gerais do IPV6.
Maior quantidade de endereços
Em contraste com o IPv4, o IPv6 usa 4 vezes mais bits (128 bits no total) para endereçar um dispositivo na Internet. Ele tem capacidade de atribuição de endereços para quase tudo neste mundo. De acordo com uma estimativa, 1564 endereços podem ser alocados para cada metro quadrado do planeta.
Auto-configuração
O IPv6 suporta o modo de configuração automática stateful e stateless de seus dispositivos host. Desta forma, a ausência de um servidor DHCP não interrompe a comunicação entre segmentos.
Conectividade de ponta a ponta
Cada sistema agora possui um endereço IP exclusivo e pode atravessar a Internet sem usar o NAT (network address table) ou outros componentes de tradução. Depois que o IPv6 for totalmente implementado, todos os hosts poderão acessar diretamente outros hosts na Internet, com algumas limitações envolvidas, como o Firewall, as políticas da organização, etc.
Cabeçalho Simples
O cabeçalho do IPv6 foi simplificado, movendo todas as informações e opções desnecessárias (que estão presentes no cabeçalho IPv4) para o final do cabeçalho IPv6.
Encaminhamento mais rápido
As informações contidas na primeira parte do cabeçalho são adequadas para que um roteador tome decisões de roteamento, tomando assim a decisão de roteamento tão rapidamente quanto possivel.
Mais seguro
Inicialmente, foi decidido que o IPv6 deveria ter a segurança IPSec, tornando-o mais seguro que o IPv4. Este recurso agora é opcional.
Sem Broadcast
Embora o Ethernet seja considerado uma rede de difusão porque suporta o broadcast, o IPv6 não possui mais nenhum suporte de Broadcast. Ele usa multicast para se comunicar com vários hosts.
Suporte a Anycast
O IPv6 introduziu o modo Anycast de roteamento de pacotes. Nesse modo, várias interfaces pela Internet recebem o mesmo endereço IP Anycast. Roteadores, durante o roteamento, enviam o pacote para o destino mais próximo.
Mobilidade
O IPv6 foi projetado para manter a mobilidade em mente. Esse recurso permite que hosts (como celular) circulem em diferentes áreas geográficas e permaneçam conectados com o mesmo endereço IP. O recurso de mobilidade do IPv6 aproveita a configuração automática de IP e os cabeçalhos de extensão.
IPv6 - modos de endereçamento
Em redes de computadores, o modo de endereçamento refere-se ao mecanismo de hospedar um endereço na rede. O IPv6 oferece vários tipos de modos pelos quais um único host pode ser endereçado. Mais de um host pode ser endereçado de uma vez só ou o host na distância mais próxima pode ser endereçado.
Unicast
No modo de endereçamento unicast, uma interface IPv6 (host) é identificada exclusivamente em um segmento de rede. O pacote IPv6 contém endereços IP de origem e de destino. Uma interface de host é equipada com um endereço IP que é exclusivo nesse segmento de rede. Quando um switch de rede ou um roteador recebe um pacote IP unicast, destinado a um único host, ele envia uma de suas interfaces de saída que se conecta a esse host específico.
Multicast
O modo multicast IPv6 é o mesmo do IPv4. O pacote destinado a vários hosts é enviado em um endereço multicast especial. Todos os hosts interessados nessa informação multicast precisam se unir a esse grupo de multicast primeiro. Todas as interfaces que se juntaram ao grupo recebem o pacote multicast.
Anycast
O IPv6 introduziu um novo tipo de endereçamento, chamado de endereçamento Anycast. Neste modo de endereçamento, várias interfaces (hosts) recebem o mesmo endereço IP Anycast. Quando um host deseja se comunicar com um host equipado com um endereço IP Anycast, ele envia uma mensagem Unicast. Com a ajuda do mecanismo de roteamento complexo, essa mensagem Unicast é entregue ao host mais próximo do remetente em termos de custo de roteamento.
IPv6 - tipos de endereços e formatos
Os endereços IPv6 são escritos em hexadecimal, sendo 8 palavras de 16 bits cada. Exemplo:
2001:00ac:dada:ff16:0000:0000:0000:0001
Algumas simplificações são permitidas para facilitar a escrita do endereço IPv6:
Sequências de palavras 0000 podem ser omitidas e substituídas por “::” ou “:0:” e zeros à esquerda não precisam ser explicitados. Exemplo:
O endereço 2003::0016:0000:0000:0000:0001 pode ser escrito como 2003::16:0:0:0:1
As principais faixas de endereçamento do IPv6, são:
| 0000::/8 | Reservado |
| 0000::/96 | Endereços IPv6 compatíveis com IPv4 |
| ::FFFF:0:0/96 | Endereços IPv4 mapeados em IPv6 |
| 0200::/8 | NSAP (obsoleto) |
| 0400::/8 | IPX (obsoleto) |
| 2000::/3 | Endereços roteáveis na Internet (prefixos 2xxx e 3xxx) |
| FE80::/10 | Endereços da rede local (automáticos, estáticos ou stateless) |
| FEC0::/19 | Endereços do site local |
| FF00::/8 | Multicast |
Comunicação
No IPv6, não há mecanismos de broadcast. Não é necessário que um host habilitado para IPv6 obtenha um endereço IP do DHCP ou seja configurado manualmente, mas pode configurar automaticamente seu próprio IP.
O ARP foi substituído pelo Protocolo de Descoberta do Vizinho ICMPv6. Um host na rede IPv6 é capaz de se autoconfigurar automaticamente com um endereço de link local exclusivo. Assim que o host recebe um endereço IPv6, ele se une a vários grupos de multicast. Todas as comunicações relacionadas a esse segmento ocorrem somente nesses endereços multicast.
Roteamento
O roteamento é um processo para encaminhar dados roteáveis escolhendo a melhor rota entre várias rotas disponíveis ou o caminho até o destino. O roteador que encaminha dados que não são explicitamente destinados a ele para a rede de destino. Os conceitos de roteamento permanecem os mesmos no caso do IPv6, mas quase todos os protocolos de roteamento foram redefinidos.
Existem duas formas de protocolos de roteamento:
Vetor de distância: Um protocolo de roteamento do tipo vetor de distância anuncia suas rotas conectadas e aprende novas rotas de seus vizinhos. O custo de roteamento para alcançar um destino é calculado por meio de saltos entre a origem e o destino. Um roteador geralmente depende de seu vizinho para a melhor seleção de caminhos, também conhecida como "roteamento por rumores". RIP e BGP são protocolos de vetor de distância.
Link-state: este protocolo reconhece o estado de um link e anuncia aos seus vizinhos. Informações sobre novos links são aprendidas de roteadores de mesmo nível. Após todas as informações de roteamento terem sido convergidas, o protocolo de roteamento link-state usa seu próprio algoritmo para calcular o melhor caminho para todos os links disponíveis. OSPF e IS-IS são protocolos de roteamento de estado de link e ambos usam o algoritmo de Shortest Path First de Dijkstra.
Protocolos de roteamento:
RIPng
O RIPng (Routing Information Protocol Next Generation) é um protocolo de roteamento interno do tipo vetor de distância. O RIPng é a atualização do RIP para suportar o IPv6.
OSPFv3
O OSPFv3 (Open Shortest Path First) é um protocolo de roteamento modificado para suportar o IPv6. É um protocolo de estado de link (link state) e usa o algoritmo de menor caminho do Djikrasta para calcular o melhor caminho para todos os destinos.
BGPv4
O BGPv4 (Border Gateway Protocol) É um protocolo de gateway externo de padrão aberto. O BGP é um protocolo de vetor de distância que utiliza o sistema autônomo como métrica de cálculo, em vez do número de roteadores como o Hop. O BGPv4 é uma atualização do BGP para suportar roteamento IPv6.
Protocolos alterados para suportar o IPv6
O ICMPv6 é o protocolo de mensagens de controle da Internet versão 6 é uma implementação atualizada do ICMP para acomodar os requisitos do IPv6. Este protocolo é utilizado para funções de diagnóstico, mensagens de erro e informação, para fins estatísticos. O Neighbor Discovery Protocol do ICMPv6 substitui o ARP e ajuda a descobrir vizinhos e roteadores no link.
O DHCPv6 é o protocolo de configuração dinâmica de hosts versão 6, sendo uma implementação do DHCP. Hosts habilitados para IPv6 não exigem nenhum servidor DHCPv6 para adquirir endereços IP ou para localizar o servidor DNS, no entanto, o servidor DHCPv6 pode ser usado para fornecer essas informações.
O DNS agora está equipado com extensões para fornecer suporte para a consulta de endereços IPv6. Um novo registro AAAA (quad-A) foi adicionado para responder mensagens de consulta IPv6, sendo possivel responder com ambas as versões IP (4 e 6) sem qualquer alteração no formato da consulta.