O que é IPv6?

O IPv6, ou Protocolo de Internet versão 6, é a próxima geração de protocolo que substituirá o atual IPv4. Ele traz diversas melhorias e simplificações em relação ao IPv4. A principal diferença é o uso de endereços de 128 bits, em vez dos 32 bits utilizados pelo IPv4. Essa mudança facilita a atribuição de endereços para dispositivos sem fio e suporta a crescente quantidade de dispositivos conectados à rede.

Embora o IPv6 ofereça várias vantagens, ele coexistirá com o IPv4 por um período. Atualmente, partes da Internet IPv6 operam através de túneis na infraestrutura existente do IPv4.

História da internet e o TCP IP

A Internet teve suas origens em um projeto do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD), que em 1966, através da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada (ARPA), iniciou um projeto para conectar computadores em centros militares e de pesquisa. Esse sistema de comunicação distribuída, com fins militares, foi chamado de ARPANET. Seu principal objetivo era criar uma rede robusta e resiliente, capaz de continuar operando mesmo se algumas estações falhassem. Em 1969, foram instalados os primeiros quatro nós da rede, localizados na Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (UCSB), no Instituto de Pesquisa de Stanford (SRI) e na Universidade de Utah.

Inicialmente, a ARPANET utilizava diversos protocolos de comunicação, com destaque para o NCP (Network Control Protocol). No entanto, em 1º de janeiro de 1983, quando a rede já contava com 562 hosts, todas as máquinas da ARPANET adotaram os protocolos TCP/IP como padrão. Essa mudança permitiu um crescimento mais organizado da rede, eliminando as limitações dos protocolos anteriores.

O protocolo IP, definido na RFC 791, foi criado para fornecer duas funções básicas: a fragmentação, que permite o envio de pacotes maiores dividindo-os em partes menores, e o endereçamento, que identifica a origem e o destino dos pacotes através dos endereços no cabeçalho do protocolo. Desde então, a versão utilizada é a 4, conhecida como IPv4. Embora o IPv4 seja robusto e de fácil implementação, seu design original não previu alguns desafios, como:

O crescimento das redes e o possível esgotamento dos endereços IP;
O aumento das tabelas de roteamento;
Problemas de segurança dos dados transmitidos;
Prioridade na entrega de determinados tipos de pacotes.

Fim dos endereços IPv4

As especificações do IPv4 utilizam 32 bits para endereçamento, permitindo a criação de mais de 4 bilhões de endereços únicos, isso significa um total de 4.294.967.296. Inicialmente, esses endereços foram divididos em três classes de tamanhos fixos:

Classe A: O bit mais significativo é 0, os 7 bits restantes do primeiro octeto identificam a rede, e os 24 bits restantes identificam o host. Esses endereços variam de 1.0.0.0 a 126.0.0.0.
Classe B: Os 2 bits mais significativos são 10, os 14 bits seguintes identificam a rede, e os 16 bits restantes identificam o host. Esses endereços variam de 128.1.0.0 a 191.254.0.0.
Classe C: Os 3 bits mais significativos são 110, os 21 bits seguintes identificam a rede, e os 8 bits restantes identificam o host. Esses endereços variam de 192.0.1.0 a 223.255.254.0.

No IPv6, os endereços são formados por números de 128 bits, totalizando 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços, o que é cerca de 79 trilhões de vezes maior que o espaço disponível no IPv4. Isso equivale a aproximadamente 5,6 x 10^28 endereços IP por pessoa, ou cerca de 66.557.079.334.886.694.389 endereços por centímetro quadrado da superfície da Terra.

No entanto, metade dos 128 bits é reservada para endereços locais dentro de uma mesma rede, permitindo a existência de 18.446.744.073.709.551.616 redes diferentes.

Essa enorme quantidade de endereços não só atende às necessidades futuras da Internet, mas também facilita a atribuição de números nas redes, permitindo, por exemplo, a configuração automática dos endereços IP com base no endereço físico das placas de rede.

Comparando o IPv4 e IPv6, está nítido que 4 bilhões de endereços do IPv4 já não supre as necessidades da população. Atualmente, medidas são tomadas para que a internet não pare de funcionar, já que ainda estamos caminhando na implementação de IPv6 no mundo. Um recurso bastante utilizado pelos provedores de internet é o CGNAT (Carrier Grade NAT). Mas o que é CGNAT?

CGNAT, ou Carrier Grade Network Address Translation, é uma técnica de tradução de endereços de rede que compartilha um endereço IP público entre vários endereços IP privados. Essa técnica é considerada uma “gambiarra” e possui suas desvantagens, como problemas em peer-to-peer(P2P), VoIP, streamings, problemas com jogos online por compartilhar o mesmo endereço IP com outros usuários e até mesmo falha de autenticação em alguns serviços web ou aplicativos. Outro detalhe é a identificação dos usuários pelo IP, que passa a ser pela porta de origem, impacto que afeta bastante as investigações criminais.

O estoque de endereços IPv4 para a região da América Latina e o Caribe esgotou em 19/8/2020. Isso quer dizer a partir dessa data, às organizações que venham a solicitar justificadamente a necessidade de endereços IPv4, e que ainda não contaram com alocação desse recurso, será dada a opção de permanecer em uma fila de pedidos aprovados. Estes pedidos serão eventualmente atendidos de acordo com os recursos que venham a se tornar disponíveis após processos de recuperação e devolução. Normalmente as recuperações e devoluções acontecem quando uma empresa, seja ela um Provedor (ISP), por exemplo, venha a declarar falência ou viole as leis de uso dos recursos.

Benefícios do IPv6

O IPv6 transformará significativamente as possibilidades da internet nos próximos anos. Profissionais poderão desenvolver produtos e serviços mais inteligentes e conectados, enquanto empresas que dependem da rede poderão adotar novas tecnologias, como IoT, com maior segurança.

A principal vantagem do IPv6 é o aumento substancial de endereços IP, com mais de 340 trilhões de trilhões de trilhões. Esse número é tão grande que deve ser suficiente para suportar a internet por muitos anos. Para se ter uma ideia, isso representa 79 octilhões de vezes mais endereços do que o IPv4, garantindo espaço por um bom tempo. Considerando o esgotamento do IPv4 e alguns problemas do antigo protocolo citados anteriormente, os principais benefícios da nova tecnologia incluem:

Maior espaço de endereços.
Maior quantidade de IPs disponíveis.
Configuração sem conexão.
Suporte para IPs móveis.
Transmissão rápida de pacotes de dados.
Qualidade superior.
Suporte do serviço.
Maior segurança.
Criptografia dos dados.
Possibilidade de múltiplos endereços.

Facilita a criação de programas de computador conectados em rede

O IPv6 elimina a necessidade do NAT (Network Address Translation), simplificando a configuração das infraestruturas de rede e permitindo conectividade fim a fim. Isso resulta em programas de computador mais seguros e com menos riscos, otimizando seu funcionamento e reduzindo a chance de erros durante a troca de dados. Softwares de comunicação, como videoconferência e VoIP, poderão ser utilizados em mais situações.

Permite maior número de dispositivos conectados

Uma das maiores vantagens do IPv6 é a capacidade de conectar múltiplos dispositivos simultaneamente, essencial para as estratégias empresariais. Isso facilita o uso de novas tecnologias, como a Internet das Coisas e a internet 5G, tornando-as mais práticas. Grandes empresas poderão adotar a transformação digital como abordagem operacional principal, incorporando práticas flexíveis como o BYOD (Bring Your Own Device), tornando-se mais inovadoras, flexíveis e ágeis.

Proporciona mais segurança para o usuário

O IPv6 facilita o uso de serviços de VPN (Virtual Private Network) e a adoção de novos recursos de segurança e privacidade. Para empresas com rotinas de trabalho flexíveis, como o home office, isso é crucial, pois as comunicações ocorrerão em ambientes mais seguros e menos suscetíveis a vazamentos.

Roteamento mais eficiente

O roteamento no IPv6 é mais eficiente devido à otimização da hierarquia. É possível agrupar prefixos de redes em um único prefixo, tornando o roteamento mais simples. Além disso, a fragmentação é feita pelo dispositivo de origem, e não pelos roteadores.

Melhor processamento de pacotes

O cabeçalho dos pacotes de dados no IPv6 é simplificado, o que torna o processamento mais eficiente. A verificação por checksum é eliminada, pois é redundante na maioria das tecnologias de rede atuais.

Fluxo de dados diretos

O IPv6 utiliza multicast para a distribuição de dados, permitindo que pacotes sejam enviados para múltiplos destinos simultaneamente, economizando banda. Para isso, é usada a “Flow Label”, que identifica todos os pacotes de um mesmo fluxo.

Configuração de rede simplificada

O IPv6 inclui nativamente o processo de autoconfiguração de endereços. O roteador envia o prefixo do link local para os outros dispositivos conectados, simplificando a configuração da rede.

Endereçamento IPv6

Para saber se a sua conexão possui IPv6, basta acessar o site: https://ipv6.br/. Na lateral direita aparecerá se está usando IPv6 e também poderá realizar um teste detalhado, onde aparece o seu endereço IPv6, o nome do seu provedor de internet, se o DNS está configurado para resolver em IPv6. Ao final do teste vai aparecer sua pontuação de 0 a 10.

Mas como é um endereço IPv6?

Um endereço IPv6 será visto em sua conexão, seja ela no pc ou celular dessa forma:

2a03:2880:f10c:83:face:b00c:0:25de

No exemplo acima está o endereço IP do Facebook. Veja que no endereço agora é possível inserir letras e números. Isso porque o endereço IPv6 é representado em notação hexadecimal, sendo composto por 8 hextetos de 16 bits cada, separados por dois pontos (:). Cada grupo de 16 bits é chamado de decahexateto ou duocteto e pode ter valores hexadecimais que variam de 0000 a FFFF.

A escrita de endereços IPv6 é longa, o que dificulta sua representação. Por isso, o serviço de DNS, que fornece nomes amigáveis aos computadores, será mais necessário do que nunca, já que é praticamente impossível decorar os endereços IPv6 em uma infraestrutura de rede, como muitos profissionais de TI fazem com os blocos IPv4.

Para facilitar a representação dos endereços IPv6, algumas regras de nomenclatura foram definidas:

Zeros à esquerda em cada duocteto podem ser omitidos. Por exemplo, o endereço 2001:0DB8:00AD:000F:0000:0000:0000:0001 pode ser representado como 2001:DB8:AD:F:0:0:0:1.
Blocos contínuos de zeros podem ser representados pelos caracteres :: (dois pontos duplos) uma única vez dentro do endereço. Assim, o endereço 2001:0DB8:00AD:000F:0000:0000:0000:0001 pode ser representado como 2001:DB8:AD:F::1.

No IPv6, não se costuma informar uma máscara de sub-rede para realizar a operação de AND binário como no IPv4. No entanto, a notação de contagem de bits foi mantida. Um provedor de Internet geralmente recebe um bloco /32 para subdividir e entregar aos seus clientes.

Sugere-se que cada provedor subdivida seu bloco /32 em, no máximo, prefixos /64. Se fizermos as contas, veremos que cada operadora poderia criar um plano IPv4 completo de 32 bits dentro de sua própria infraestrutura.

Uma rede /32 pode ter 65.536 sub-redes /48. Cada sub-rede /48 pode ter 65.536 sub-redes /64. Mantendo os últimos 64 bits do endereço IPv6 para a criação de hosts, pode-se utilizar o recurso chamado Stateless Auto-Configuration, que permite a geração automática do ID do host baseado em seu endereço físico (MAC Address).

Sobre as sub-redes, algumas medidas são importantes para evitar o desperdício de endereços IPv6. É primordial planejar a rede tanto para a transição de IPv4 para IPv6, quanto para futuras expansões. Atualmente, a distribuição de endereços IPv6 pelo Registro.br são feitas em blocos /32. Isso significa um total de 79.228.162.514.264.337.593.543.950.336 IPs.

Uma recomendação do NIC.br para distribuição dos endereços é:

Para usuários domésticos, recomenda-se utilizar um bloco /64 a /56. Para dispositivos móveis, um bloco /64 geralmente é suficiente, pois normalmente apenas uma rede é necessária. Para residências, redes maiores são preferíveis. Se o provedor decidir inicialmente oferecer apenas um bloco /64 para usuários residenciais, é aconselhável reservar um bloco /56 no plano de numeração.
Para usuários corporativos, recomenda-se um bloco /48. Empresas muito grandes podem receber mais de um bloco /48.
Ao planejar a rede, é importante considerar que cada rede física ou VLAN com IPv6 deve ter um bloco /64 reservado. Esse é o tamanho padrão, e algumas funcionalidades, como a autoconfiguração, dependem dele. Também é necessário levar em conta a necessidade de expansão futura e a agregação nos protocolos de roteamento.

Como solicitar um endereço IPv6?

Empresas e organizações como Apple, HP, Provedores de internet, Universidades como a UNICAMP, USP e até Prefeituras possuem recursos de numeração (ASN). Por possuírem uma rede de computadores com servidores e aplicações, precisam gerenciar sua própria estrutura, uplinks, não dependendo de outras empresas para seu funcionamento. Caso você se encaixe em alguns dos casos citados, basta realizar sua solicitação junto ao Registro.br.

Para solicitar Recursos de Numeração (ASNs e blocos de endereços IP), é necessário se conectar ao sistema do Registro.br e utilizar o Formulário para alocação de recursos de numeração.

Neste formulário, será necessário fornecer informações sobre a organização, tipos de conexão à Internet, uso atual de endereços IP, necessidades imediatas, projeção de uso e descrição da infraestrutura. Também será preciso especificar quais recursos estão sendo solicitados. Organizações que solicitam blocos de IP pela primeira vez devem também solicitar um ASN.

Após o processamento do formulário, uma mensagem de confirmação será enviada ao solicitante com um número de pedido (ticket), que identifica o processo de solicitação.

Durante a análise, informações adicionais podem ser solicitadas pelo e-mail numeracao@registro.br.

Ao término da análise, o solicitante será informado sobre a aprovação ou não do pedido.

Em caso de aprovação, pode ser necessário realizar um pagamento inicial, o que será devidamente comunicado.

Após a aprovação e aquisição do recurso, precisará realizar um pagamento anual para manutenção do ASN e dos prefixos. Uma empresa considerada micro que possui um bloco IPv4 /22 e um IPv6 /32 precisa pagar um valor de R$ 5.100,00 anual (Valor em 2024). Ele será pago sempre na data que conseguiu o recurso.

Espero que o material tenha sido útil.

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