IPv6: migração, NAT, cabeçalho e tipos de endereços

Resumo

O documento explica por que o NAT não substitui um novo protocolo e apresenta as três formas de migração para IPv6: dual-stack, tunneling e translation. Descreve também os campos do cabeçalho IPv6 e os tipos de endereços unicast, multicast e anycast, incluindo a ausência de broadcast no IPv6.

Pontos-chave

O NAT quebra a ligação end-to-end, exige manter estado das ligações e impede a segurança end-to-end.
As três formas de migração para IPv6 são dual-stack, tunneling e translation.
O cabeçalho IPv6 tem campos como Versão (igual a 6), Classe de Tráfego, Flow Label, Payload Length, Próximo Cabeçalho, Hop Limit e endereços de origem e destino.
Os três tipos de endereços IPv6 são unicast, multicast e anycast.
O IPv6 não possui broadcast, mas usa o endereço all-nodes multicast para um resultado semelhante.
Os endereços unicast incluem Global Unicast, Link-Local, Loopback (::1), Unspecified (::), Unique Local e Embedded IPv4.

Teste-se

Porquê não usar NAT em vez de um novo protocolo?

A utilização de NAT poderia ser usada em vez de um novo protocolo, visto que o NAT traduz endereços privados em públicos e vice-versa. Mas tem implicações:

Quebra a ligação end-to-end entre IPs.
Obriga a que a rede mantenha o estado das ligações.
Dificulta o rápido encaminhamento.
Impede a segurança end-to-end.
Novas aplicações não conhecidas do NAT obrigam a que o NAT tenha de ser atualizado.
Há aplicações que não funcionam com NAT.

Formas de Migração para IPv6

Seria incorreto criar dois “mundos” distintos, um para o IPv4 e outro para o IPv6. Portanto, é necessário não só que ambos coexistam, mas também que se comuniquem. Sendo assim, as três formas de migração são:

Dual-Stack (Pilha-Dupla): Faz com que um único dispositivo, como um router, tenha suporte para ambos os protocolos (IPv4 e IPv6).
Tunneling: Cria condições para o tráfego de pacotes IPv6 em redes baseadas em IPv4 e vice-versa.
Translation: Permite que dispositivos que suportam apenas IPv6 comuniquem com redes baseadas em IPv4 e vice-versa, através da tradução de endereços e cabeçalhos.

Cabeçalho IPv6

Campos do Cabeçalho IPv6:

Versão: Campo que identifica a versão do protocolo. No IPv6, é preenchido com 6.
Classe de Tráfego: Indica a classe a que o pacote de dados pertence, podendo definir prioridades.
Identificador de Fluxo (Flow Label): Identifica os pacotes que pertencem ou não ao mesmo fluxo de dados.
Tamanho de Dados (Payload Length): Informa o tamanho do pacote em bytes.
Próximo Cabeçalho: Identifica qual é o próximo cabeçalho que segue o atual ou o protocolo da próxima camada.
Limite de Encaminhamento (Hop Limit): Indica a quantidade máxima de routers pelos quais o pacote pode passar. Caso exceda o limite, o pacote é descartado.
Endereço de Origem: Informa o endereço de origem do pacote.
Endereço de Destino: Informa o destino do pacote, isto é, o endereço final.

Tipos de Endereços IPv6

Os três tipos de endereços IPv6 são:

Unicast: Define uma única interface, de forma que os pacotes enviados a este endereço sejam entregues sempre a ele. É apropriado para redes ponto a ponto.
Multicast: Neste tipo, os pacotes de dados podem ser entregues a todos os endereços que pertençam a um determinado grupo.
Anycast: Semelhante ao multicast, com a diferença de que os pacotes de dados são entregues à interface do grupo que estiver mais próxima. Este tipo é apropriado para servidores de DNS.

IPv6 possui Broadcast?

Não, o IPv6 não possui Broadcast. No entanto, possui o endereço IPv6 all-nodes multicast, que alcança um resultado semelhante.

Tipos de Endereços Unicast IPv6

Os seis tipos de endereços unicast são:

Global Unicast: Equivalente ao endereço público no IPv4.
Link-Local: Usado para comunicar com dispositivos no mesmo segmento de rede local.
Loopback: Igual ao IPv4, refere-se ao próprio host (::1).
Unspecified Address: Não pode ser atribuído a uma interface (::).
Unique Local: Semelhante aos endereços privados no IPv4.
Embedded IPv4: Endereço IPv4 incluído para ajudar na transição e tradução de IPv4 para IPv6.

Perguntas frequentes

Porque não usar NAT em vez de um novo protocolo?

O NAT poderia substituir um novo protocolo, pois traduz endereços privados em públicos e vice-versa. No entanto, quebra a ligação end-to-end, obriga a manter estado das ligações e impede a segurança end-to-end, além de haver aplicações que não funcionam com NAT.

O IPv6 possui broadcast?

Não, o IPv6 não possui broadcast. Em vez disso, usa o endereço IPv6 all-nodes multicast, que alcança um resultado semelhante.

Quais são os tipos de endereços IPv6?

Os três tipos são unicast, que entrega pacotes a uma única interface; multicast, que entrega a todos os endereços de um grupo; e anycast, que entrega à interface do grupo mais próxima, sendo apropriado para servidores de DNS.