Do que se trata o artigo:

Neste artigo serão apresentadas as principais características do protocolo IPv6, bem como os novos recursos e melhorias introduzidas em relação à versão anterior. Serão descritos os diferentes tipos de endereços especificados, suas representações e os mecanismos de autoconfiguração implementados. Também será contextualizado um panorama atual da adoção do IPv6, além dos principais fatores que tornam morosa sua aceitação. Por fim, serão expostas as técnicas de transição, a coexistência entre a nova versão do protocolo e o seu antecessor, as ferramentas de segurança e os aspectos de mobilidade.


Para que serve:

A Internet continua a expandir-se vertiginosamente. O protocolo IPv4 se apresenta como grande limitador deste crescimento, pois não será possível alocar um endereço válido para todos os dispositivos que necessitam se conectar a rede. A única alternativa para evitar este colapso é a implantação maciça do protocolo IPv6. Desta forma, este artigo tem por objetivo descrever as principais características do novo protocolo, conscientizar os leitores sobre a importância do tema e fornecer a fundamentação teórica para o debate e o planejamento de sua adoção pelas organizações e usuários.


Em que situação o tema é útil:

Os pontos destacados neste artigo serão úteis para a compreensão do panorama atual da implementação do IPv6, bem como de suas principais diferenças quando comparado ao IPv4. Os conceitos expostos também permitirão a contenda e o aprofundamento técnico do tema pelos profissionais e usuários da área de infraestrutura de tecnologia da informação.

O IPv6 (Internet Protocol version 6) representa a nova geração do protocolo Internet. Impulsionado pelas constantes demandas das indústrias de comunicação de dados e tecnologia da informação, o IPv6 procura tratar algumas das lacunas de seu antecessor, o protocolo IPv4 (Internet Protocol version 4), entre elas: maior número de endereços lógicos, expansão da tabela de roteamento, melhor suporte à qualidade de serviço (QoS – Quality of Service), mais segurança e autoconfiguração.

Para a compreensão destas deficiências e das novas características incorporadas, é importante analisar historicamente a evolução do protocolo Internet e suas limitações de crescimento, bem como descrever seu funcionamento básico, detalhes do cabeçalho, representação e tipos de endereços. Este artigo detalhará também os mecanismos de autoconfiguração stateless e stateful (responsáveis pela alocação dinâmica de endereços aos dispositivos conectados à rede), as principais técnicas concebidas para a transição, a coexistência entre a nova versão do protocolo IP e a sua antecessora, os novos recursos de segurança e a mobilidade para os usuários.

Origem da Internet e do protocolo IPv4

As redes nasceram a partir da necessidade da troca de dados entre as pessoas e os computadores, possibilitando o acesso a documentos, imagens, planilhas, arquivos de áudio e vídeo, entre outros, armazenados fisicamente em locais diferentes daqueles onde as pessoas se encontravam. As redes de computadores também permitiram a integração entre os sistemas, pois as informações podiam ser facilmente localizadas, coletadas, armazenadas e processadas.

A Internet originou-se de um projeto patrocinado pelo governo estadunidense (EUA) no final dos anos 1960, época da Guerra Fria, por intermédio da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA – Defense Advanced Research Projects Agency), que visava o estabelecimento da comunicação entre os computadores dos centros militares e os de pesquisa. Seu objetivo principal era formar uma rede robusta que pudesse, mesmo com a indisponibilidade de alguns de seus dispositivos (também chamados nós), manter operacional a troca de dados entre os componentes restantes.

Os primeiros nós desta rede, a qual recebeu o nome ARPANET, foram instalados em 1969 em SRI (Stanford Research Institute), UCLA (University of California at Los Angeles), UCSB (University of California at Santa Barbara) e UTAH (University of Utah). A ARPANET cresceu rapidamente com a associação de organizações militares, acadêmicas e de pesquisas. O conjunto de protocolos TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) foi consolidado em 1978 e, em 1983, passou a ser requerido para conexão à rede da DARPA, permitindo seu crescimento ordenado e resolvendo as restrições dos protocolos anteriores.

A especificação do IPv4 foi publicada em setembro de 1981 e sua popularização se deu quando passou a ser distribuído pelo Berkeley Software Distribution UNIX (BSD Unix), versão 4.2c, em 1983. O célere crescimento da Internet acentuou-se ainda mais com sua utilização comercial, a partir de 1993, com a criação do protocolo HTTP (HyperText Transfer Protocol), que iniciou a era WWW (World Wide Web). O Hobbes' Internet Timeline, de Robert H. Zakon, apresentado na Figura 1, ilustra o crescimento do número de hosts (clientes e servidores) conectados à Internet desde dezembro/1969 até maio/2010.

Figura 1. Número de hosts conectados à Internet desde dezembro/1969 até maio/2010.

O protocolo IPv4 mostrou-se fácil de ser implantado, interoperável e robusto, sendo ainda hoje extensivamente utilizado. Porém, com o crescimento dos dispositivos conectados à Internet, foi possível observar que o número de endereços IPv4 (aqueles que identificam unicamente cada cliente ou servidor ligado à rede) seria insuficiente, pois, como são formados por 32 bits (4 bytes), tornam possível somente um total de 232 endereços (pouco mais de 4 bilhões).

Os bytes do endereço IPv4, para facilitar sua representação, comumente são escritos na forma decimal (0 a 255) e separados por pontos, ao invés da notação binária, conforme ilustrado na Figura 2.

Figura 2. Representação do endereço IPv4.

O conjunto total de endereços IPv4 (232 combinações) foi dividido em cinco diferentes faixas, para atender às necessidades das redes de computadores com diferentes tamanhos, conforme descrito na Tabela 1. Assim, um endereço de classe A, pode ser usado por organizações com grande número de hosts em sua rede, embora atenda somente 126 distintas; já os endereços de classe B podem ser empregados em até 16.384 redes, com até 65.534 hosts. A classe C satisfaz 2.097.152 empresas com poucos hosts (até 254) e por fim, as classes D e E foram reservadas para aplicações específicas, como transmissões multicast e pesquisas, respectivamente.

Faixa

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