IPv4 - Internet e o esgotamento dos números IP

Publicado por Antonio M. Moreiras em 11/11/2008

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IPv4 - Internet e o esgotamento dos números IP



IPv6.br - website explica o esgotamento dos números IP e traz informações úteis sobre a nova geração do Protocolo Internet.

A atual versão do protocolo IP (IPv4) não comporta o crescimento futuro da Internet, fato já previsto desde o início da década de 1990.

Diversas soluções paliativas foram usadas para adiar o esgotamento do IPv4 enquanto se trabalhava no total amadurecimento do IPv6, como o NAT (Network Address Translation). Mas, agora, a disseminação da nova versão do protocolo é inadiável. Prevê-se para 2011 o esgotamento dos endereços IPv4 na entidade central que os administra, a IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Dentre as mudanças trazidas pelo IPv6, pode-se citar:
  • 128 bits de endereçamento: é a principal mudança, que permite 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços diferentes. Isso é 79 trilhões de trilhões de vezes mais que no IPv4.
  • O tamanho mínimo de um segmento de rede é fixo e igual a um /64: isso significa que metade dos 128 bits são usadas para indicar a qual rede um computador pertence, e os 64 bits restantes identificam o computador dentro da rede. Então "apenas" 18.446.744.073.709.551.616 redes (/64) são realmente possíveis...
  • O cabeçalho foi simplificado: alguns campos que não eram realmente úteis no IPv4 foram retirados, e outros mudaram de nome. Acrescentou-se apenas um campo novo.
  • O protocolo agora é extensível: cabeçalhos de extensão podem ser usados para adicionar funcionalidades ao protocolo. Isso serve, por exemplo, para implementar o IPSEC.

O Linux já suporta o IPv6 há bastante tempo. Mas é importante que os técnicos, administradores de rede, engenheiros, programadores etc aprendam agora como funciona, como configurar e utilizar o novo protocolo.

O Centro de Estudos em Tecnologias de Redes e Operações (CEPTRO.br) do NIC.br lançou recentemente o website IPv6.br, destinado a esclarecer as características da tecnologia. O site tem caráter colaborativo, portanto também aceita contribuições da comunidade.

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Comentários
[1] Comentário enviado por demoncyber em 11/11/2008 - 16:54h

Olá,
Estive na latinoware de 2008, e isto foi um tópico levatando por uma das desenvolvedoras do google, comentando que o IPV6 está aí, mas onde estão os software e a necessidade dos desenvolvedores portarem os softwares para.

Parabéns pela dica, já estou até fuçando aqui o site do ipv6.br para ver se aprendo algo.

Att.

[2] Comentário enviado por antonio.moreiras em 11/11/2008 - 18:32h

Olá Marco, obrigado pelo incentivo. De fato a questão é importante e tem sido abordada em diversos fóruns... Felizmente muitos softwares já suportam o protocolo, mas há desenvolvedores que ainda não se deram conta da importância da questão.

Por exemplo, o próprio software em que se baseia o site do IPv6.br ironicamente tem alguns problemas em relação ao suporte ao IPv6 (problemas secundários... no geral funciona bem...). Conversando com os desenvolvedores eles nos disseram algo mais ou menos como "nós sabemos que há problemas, mas vai ser trabalhoso corrigi-los... precisamos de uma razão muito forte para isso..." Bem... Se o esgotamento cada vez mais próximo do IPv4 e a possibilidade de uma Internet maior, com conexões ponto a ponto (sem NAT!) não são razões suficientes, a conversa fica difícil...

O google tem abordado ainda timidamente a questão... Já há o http://ipv6.google.com, mas não há suporte a IPv6 no site principal. O Chrome suporta IPv6, mas tem problemas com endereços em formato numérico. Mas já é um bom começo.

Em fim, o que é necessário agora é isso mesmo... Fuçar... Aprender... Ir discutindo a questão e planejando a mudança.

[3] Comentário enviado por elgio em 12/11/2008 - 13:54h

Interessante destacar que o esgotamento de Ips não é a única motivação para o Ipv6. tem outras tão importantes:

a) esgotamento de IPs: sim. Mas veja, para resolver este problema bastava criar números Ips de 40 bits. A rede desta forma poderia ser 256 vezes maior do que é. Se 64 bits, então, NOSSA, a Internet poderia ser 4.294.967.296 vezes maior do que é, e ainda teria-se uma fato técnico desejável: eu posso armazenar 64 bits em uma ULA nova cuja palavra é 64bits. Porque então se escolheu os IMENSURÁVEIS 128 bits?

b) descomplicação do roteamento. O roteamento IPv4 hoje é algo muito oneroso. No início o IPv4 trabalhava com roteamento por classes ( http://www.vivaolinux.com.br/artigo/255.255.255.0-A-matematica-das-mascaras-de-rede ) mas isto teve que ser rapidamente abandonado por causa do desperdício de ips que causava. O roteamento baseado em máscaras de rede não desperdiça tanto IP, mas é mais oneroso. Roteadores Ipv4 precisam, hoje:
- decrementar o TTL
- escolher uma rota em sua (enorme?) tabela de roteamento, calculando inúmeras redes e com inúmeras comparações.
- fragmentar o datagrama se o MTU da rede de destino for menor que o MTU original do datagrama atual.
- recalcular o checksum

ISTO É ONERORO.
NO Ipv6 não tem checksum e os bits significam coisas, como nas antigas classes de ips. Dependendo, o Roteador Ipv6 consegue achar um destino ao pacote analisando apernas os seus 3 ou 4 BITS iniciais!

c) Segurança: o IPv6 tem criptografia "in natura", nada que já não possa ser feito no Ipv4 mediante Enxertos, como o IpSec.

É um tripé de motivos: falta de ip, facilidade de roteamento e segurança.

[4] Comentário enviado por antonio.moreiras em 12/11/2008 - 15:01h

Olá Elgio,

Quanto à questão dos 128 bits, também me intrigou, porque não me envolvi na construção do padrão... Da mesma forma que você, imagino, fui apresentado ao IPv6 assim, pronto...

De fato, 64 bits, 40 bits, ou talvez até menos, resolveriam a questão do espaço. Soluções assim foram propostas entre as alternativas apresentadas para o IPng. Outras razões, que não o espaço de endereçamento, motivaram a escolha dos 128 bits pelo pessoal da IETF.

A principal delas foi tornar mais fácil a criação de esquemas de autoconfiguração. No IPv6, 64 dos 128 bits são a parte local do endereçamento. Ao ligar um equipamento qualquer com IPv6, hoje, ele irá configurar-se automaticamente com um endereço iniciado por FE80:: seguido do endereço físico da placa de rede (se for um endereço de 64 bits é usado diretamente, se for de 48 bits, acrescenta-se no meio FF:FE).

Esse endereço só é válido na rede local, não funciona na Internet... Mas se ligarmos dois computadores com IPv6 por um cabo cross eles serão capazes de se intercomunicar! Ambos estarão na rede FE80::/64. Isso não existe no IPv4, nesse protocolo seria necessária a presença de um servidor DHCP em algum lugar, ou a configuração manual dos endereços...

De forma análoga, os roteadores IPv6 numa rede podem anunciar sua presença e o prefixo de rede aos demais computadores... Estes aprendem o prefixo, o endereço do roteador, e criam para si um endereço - agora válido (na Internet, ou ao menos naquela rede) - também baseado no endereço físico da placa de rede, e se auto-configuram.

E, apesar da escolha dos 128 bits, como você explicou muito bem, o roteamento consegue ser mais eficiente!



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