Diferenças entre o endereçamento IPv6 e o IPv4

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1 Curso Superior em Análise e Desenvolvimento de Sistemas Redes de Computadores II RC2A3 IPv6 Érika Henrique Gamas Flávia Gomes Pereira Abril de 2016

2 Sumário Diferenças entre o endereçamento IPv6 e o IPv4...3 Explicação e exemplos:...4 Principais diferenças entre o datagrama IPv4 e o datagrama IPv6...5 Principais modificações do protocolo IPv6 em relação ao IPv4...6 Mudanças na camada de TRANSPORTE em relação aos protocolos TCP e UDP...8 Bibliografias:

3 Diferenças entre o endereçamento IPv6 e o IPv4 O IPv6 se diferencia em endereços quase ilimitados, aumento da mobilidade, melhor desempenho, características de segurança superiores. IPv4 Os endereços têm 32 bits (4 bytes) de tamanho. Registros de endereço (A) no DNS mapeiam nomes de hosts para endereços IPv4. Registros do tipo Pointer (PTR) no domínio IN- ADDR.ARPA DNS mapeiam endereços IPv4 addresses para nomes de hosts. Comparativo entre o IPv4 e o IPv6 IPv6 Os endereços têm 128 bits (16 bytes) de tamanho. Registros de endereço (AAAA) no DNS mapeiam nomes de hosts para endereços IPv6. Registros do tipo Pointer (PTR) no domínio IP6.ARPA DNS mapeiam endereços IPv6 para nomes de hosts. IPSec é opcional e deverá ser suportado externamente. O suporte ao IPSec não é opcional. O cabeçalho não identifica o fluxo de caminho ou tipo de tráfego para tratamento de QoS pelos roteadores. Tanto os roteadores quanto o host de envio fragmentam os pacotes. O cabeçalho inclui o Checksum, campo de verificação para o cabeçalho do datagrama. O cabeçalho incluí opções. ARP usa pedidos de broadcast ARP para resolver endereços IP para endereços MAC/Hardware. O Internet Group Management Protocol (IGMP) gerencia os membros de grupos de subrede locais. Endereços de Broadcast são usados para enviar tráfego a todo os nós de uma subrede. Pode ser configurado manualmente ou por DHCP. Deve suportar um tamanho de pacote de 576-byte (possivelmente fragmentado). O cabeçalho contém o campo Flow Label,que identifica o caminho e associa datagramas que fazem parte da comunicação entre duas aplicações e o campo Traffic Class,que assinala a classe do serviço e permite tratamento de QoS pelo roteador. Os roteadores não suportam a fragmentação de pacotes. O host de envio efetua a fragmentação de pacotes. O cabeçalho não inclui o campo Checksum. Dados adicionais são suportados através de cabeçalhos de extensão. Utiliza mensagens Multicast Neighbor Solicitation para resolver os endereços IP para endereços MAC. As mensagens Multicast Listener Discovery (MLD) gerenciam os membros em grupos de subrede locais. O IPv6 usa um escopo de endereço multicast link-local para todos os nós. Não requer configuração manual ou DHCP. Deve suportar um tamanho de pacote de 1280-byte (sem fragmentação). 3

4 Explicação e exemplos: IPv4 é uma versão de 4 protocolos que permite a conexão de aparelhos eletrônicos na internet, usados para enviar e receber dados com outros que estiverem conectados. O IPv4 transfere endereços de protocolos de 32 bits. Sustenta aproximadamente 4,29 bilhões de IPs pelo mundo todo. O sucessor do IPv4 na revisão dos protocolos da internet é o IPv6. Semelhante aos outros tipos de tecnologias, ele faz a mesma coisa só que em 128 bits, podendo suportar a demanda do crescimento da internet por muitos anos. Os endereços IPv4 são divididos em quatro grupos de 8 bits cada, separados por., escritos com dígitos decimais. Por exemplo: ( ). A representação dos endereços IPv6, divide o endereço em oito grupos de 16 bits, separando-os por :, escritos com dígitos hexadecimais (0-F). Por exemplo: (2001:0DB8:AD1F:25E2:CADE:CAFE:F0CA:84C1). Existem notações alternativas usadas para abreviar a escrita dos endereços IPv6. Sendo 15 % dos endereços IPv6 alocados, e 85 % restantes para uso futuro, portanto é comum uma longa sequência de zeros. É permitido usar tanto caracteres maiúsculos como minúsculos. Pode se ainda representar os prefixos de rede. A notação é: ( endereço IPv6/tamanho do prefixo ), tamanho do prefixo é um valor inteiro que representa a quantidade de bits contíguos a esquerda do endereço. Sequências de palavras 0000 podem ser omitidas e substituídas por :: ou :0: e zeros à esquerda não precisam ser explicitados. Exemplo: 2002::0015:0000:0000:0000:0001 ou 2002::15:0:0:0:1 2002:0000:0000:0015::0001 ou 2002:0:0:15::1 Apenas uma sequência de zeros pode ser simplificada para não gerar um endereço inválido: Existem endereços IPv6 inválidos; isso ocorre quando uma sequência de zeros é simplificada em sua escrita. Exemplo: (2002::0015::0001). 4

5 Principais diferenças entre o datagrama IPv4 e o datagrama IPv6 A estrutura do protocolo IPv6 foi bem resumida em relação ao seu antecessor, sendo que muitos campos foram removidos ou tiveram seus nomes alterados. Figura 1: Cabeçalho dos Protocolos IPv4 e IPv6 e suas alterações Conforme verificado os campos Internet header length, Identificação, NF, MF, Identificação do Fragmento, Checksum do Cabeçalho e Opções foram removidos, o campo Identificação de Fluxo foi adicionado ao IPv6. Os campos Tipo de serviço, Tamanho total, TTL e Protocolo foram renomeados e suas posições alteradas, já os campos Endereços da Fonte (Origem) e Endereços do Destino mantiveram nas duas versões, mas suportando uma quantidade de armazenamento maior no IPv6. Podemos observar esta citação na figura 2 e 3. 5

6 Principais modificações do protocolo IPv6 em relação ao IPv4 O surgimento do IPv6 nada mais foi do que uma otimização do IPv4, com a finalidade de melhorar o desempenho e corrigir os erros dele. Devido às grandes diferenças desses protocolos, frequentemente nos deparamos com questões que exigem as principais mudanças que ocorreram na evolução do protocolo IPv4 transformando-o em IPv6. Principais diferenças desses protocolos: Endereçamento: A mudança mais relevante do IPv6 está no endereçamento, porque possui um número maior de bits para os endereços. O baixo número de endereços possíveis no IPv4 fez surgir alternativas como o NAT, permitindo que vários computadores em uma LAN utilizassem um único endereço de IP na internet. No IPv6, esse problema está resolvido por conta do altíssimo número de endereços possíveis; Cabeçalhos extensíveis: O IPv6 foi criado para suportar cabeçalhos adicionais que permitissem o aumento/aperfeiçoamento do protocolo em diferentes cenários. Esses cabeçalhos adicionais são encadeados após o cabeçalho padrão do IPv6, possibilitando funcionalidades opcionais. Por conta disso, o campo Options do IPv4 foi retirado, o mesmo fazia com que o tamanho do cabeçalho variasse de 20 a 24 bytes. Dessa forma, o cabeçalho do IPv6 passa a ter tamanho fixo de 40 bytes, o que proporciona maior agilidade no processamento dos roteadores; Fragmentação: A fragmentação no IPv4 era feita pelos roteadores intermediários no decorrer da rota do pacote, fazendo com que os roteadores percam o processamento segmentado dos pacotes. No IPv6, a fragmentação é realizada entre os hosts que se comunicam por meio dos cabeçalhos cabíveis e não mais pelos roteadores. Sendo assim, caso um roteador receba um pacote com um tamanho maior do que ele pode suportar, em vez de fragmentá-lo, ele encaminha uma mensagem ICMP ao host transmissor contendo seu tamanho máximo suportado para que seja realizada a fragmentação do pacote pelo host. Dessa forma, o campo Fragment Offset do IPv4 foi descartado no IPv6; Segurança: O suporte ao IPSec é opcional no IPv4. Já no IPv6, o suporte ao IPSec é obrigatório por meio dos cabeçalhos adequados, permitindo a criptografia e/ou a autenticação dos pacotes; Broadcast: O conceito de broadcast, presente no IPv4, é eliminado no IPv6. Para substituir o broadcast, o IPv6 usa de um endereço específico de multicast (FF02::1) chamado all nodes on link. O suporte ao multicast é obrigatório no IPv6; Tamanho do pacote: O IPv4 possui o campo Total Lenght (16 bits), que contém o valor do pacote inteiro, incluindo o tamanho do cabeçalho + a área de dados. O IPv6, por ter um cabeçalho de tamanho fixo, possui o campo Payload Lenght(16 bits), que contém apenas o tamanho dos dados transportados (payload) sem incluir o tamanho do cabeçalho. Além disso, o IPv6 permite o envio de pacotes maiores do que a capacidade máxima de armazenamento especificada no campo Payload 6

7 Lenght (max. 64K). Esses grandes pacotes são chamados de jumbogramas e são descritos no cabeçalho de extensão Hop-by-Hop; Tempo de vida: O IPv4 utiliza o campo TTL (8 bits) para determinar o tempo de permanência do pacote na rede, já o IPv6 faz uso do campo Hop Limit (8 bits). Basicamente a mudança desses campos está na alteração de nome, pois, na prática, tanto o TTL como o Hop Limit contém o número máximo de saltos restantes antes do pacote ser descartado. O campo TTL (time to live) possui esse nome porque na especificação original do IPv4 o valor presente nesse campo é considerado em unidades de segundo, entretanto caso um pacote chegue de um roteador a outro em menos de um segundo, o roteador que recebeu o pacote deve decrementar o TTL em uma unidade, o que faz com que esse campo seja utilizado na prática como um contador de saltos, pois os roteadores quase sempre levam menos de um segundo para transportar um pacote; Fluxos: O IPv6 inclui o campo Flow Label (20 bits). Esse campo possibilita empregar QoS identificando fluxos distintos de um tráfego pertencente a um mesmo emissor/receptor. Permite, por exemplo, diferenciar um fluxo em tempo real de um fluxo de dados normal. Esse campo trata-se de uma aproximação do conceito de circuitos virtuais e foi criado de forma experimental; Serviços Diferenciados: Ambos os protocolos utilizam Diffserv para o emprego de QoS. O IPv4 usa o campo ToS (Type of Service 6 bits) para indicar a prioridade com a qual o pacote deve ser tratado, já o IPv6 utiliza o campo Traffic Class (8 bits) para a mesma finalidade; 7

8 Mudanças na camada de TRANSPORTE em relação aos protocolos TCP e UDP Observando a imagem a seguir, nota-se que não houve mudanças na camada de transporte em relação aos protocolos TCP e UDP; considerando as informações existentes. Figura 2: Protocolo UDP 8

9 Figura 3: Protocolo TCP Na figura 2 e 3 pode ser observado a representação(na cor vermelha) dos datagramas referentes ao IPv4 e ao IPv6 apresentando as diferenças entre eles. As cores verde e azul mostra que não houve modificações na camada de transporte. 9

10 Bibliografias: EMPORIO. Diferenças entre o IPv4 e o IPv6 <http://blog.emporio-web.com/lang/ptpt/2011/02/diferencas-entre-o-ipv4-e-o-ipv6/> Acesso: 31 mar TELECO. Redes IP I: Comparativo entre IPv4 e IPv6 <http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeip1/pagina_4.asp/> Acesso: 31 mar TECHTUDO. Entenda o IPv4 e o IPv6 <http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2011/02/um-pequeno-guia-sobreipv4-e-ipv6.html /> Acesso: 31 mar IPV6. Endereçamento <http://ipv6.br/post/enderecamento /> Acesso: 31 mar UFRJ. Endereçamento no IPv6 <http://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2014_2/europe /> Acesso: 31 mar ITNERANTE. IPv4 vs IPv6: Principais mudanças <http://www.itnerante.com.br/profiles/blogs/ipv4-vs-ipv6-principais-mudan-as /> Acesso: 1 abr DLTEC. Principais mudanças do IPv6 em relação ao IPv4 <http://www.dltec.com.br/blog/redes/principais-mudancas-do-ipv6-em-relacao-ao-ipv4-para-o-ccna /> Acesso: 1 abr

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