Seção: Tutoriais Banda Larga

 

 
IPv6: Endereço e Roteamento

 

Endereçamento

 

Os endereços do IPv6 têm 128-bits de comprimento e são identificadores para inferfaces individuais ou para conjuntos de interfaces de comunicação. Esses endereços são atribuídos às interfaces e não aos nós da rede. Desde que uma dada interface pertença a um único nó, qualquer um dos endereços unicast dessa interface pode ser usado como um identificador para o nó. Uma única interface de um nó pode receber múltiplos endereços IPv6 de qualquer tipo.

 

Existem três tipos de endereços no IPv6:

  • Unicast: identifica uma única interface.
  • Anycast: identifica um conjunto de interfaces tais que um pacote enviado a um endereço Anycast seja entregue a qualquer um dos membros desse conjunto.
  • Multicast: Identifica um grupo de interfaces, tais que um pacote enviado a um endereço Multicast seja entregue a todas as interfaces do grupo.

Não existe nenhum endereço Broadcast no IPv6, sendo sua função substituída por endereços Multicast.

 

O novo endereço do IPv6 permite 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 combinações. Apesar da forma hierárquica de endereçamento das interfaces, estima-se que o total que endereços utilizáveis superem em muito o atual formato do IPv4.

 

O tipo de endereço do IPv6 é indicado pelos bits iniciais do endereço. O campo de comprimento variável que compreende estes bits iniciais é chamado Format Prefix (FP). A alocação inicial desse prefixos é apresentada na tabela a seguir:

 

Alocação

Prefixo FP

(binário)

Fração do Espaço

de Endereçamento

Reservado
0000 0000
1/256
Não alocado
0000 0001
1/256
Reservado para Alocação NSAP
0000 001
1/128
Reservado para Alocação IPX
0000 010
1/128
Não alocado
0000 011
1/128
Não alocado
0000 1
1/32
Não alocado
0001
1/16
Não alocado
001
1/8
Endereço Unicast do tipo Provider-based
010
1/8
Não alocado
011
1/8

Reservado para Endereço Unicast do tipo

Neutral-Interconnect

100
1/8
Não alocado
101
1/8
Não alocado
110
1/8
Não alocado
1110
1/16
Não alocado
1111 0
1/32
Não alocado
1111 10
1/64
Não alocado
1111 110
1/128
Não alocado
1111 1110 0
1/512
Endereços para Links Locais
1111 1110 10
1/1024
Endereços para Sites Locais
1111 1110 11
1/1024
Endereços Multicast
1111 1111
1/256

 

Endereços Unicast

 

Existem diversos tipos de endereços Unicast alocados no IPv6, quais sejam: Provider-based, Neutral-interconnect, NSAP, IPX , Site-local-use, Link-local-use, e IPv4-capable-host. Novos tipos de endereços unicast podem ser definidos no futuro.

 

Alguns desses tipos de endereços unicast são apresentados a seguir, a título de exemplo:

 

Provider-based

 

São endereços utilizados para comunicações globais, Seu uso é similar aos endereços IPv4 do tipo CIDR (Classless Inter-Domain Routing). Seu formato é:

 

3 n bits m bits o bits p bits o-p bits
010 REGISTRY ID PROVIDER ID SUBSCRIBER ID SUBNET ID INTF. ID

 

Local-use

 

É um endereço que tem escopo local para roteamento. ou seja, dentro de uma sub-rede ou dentro de uma rede de assinante. Eventualmente pode ter também um escopo global de comunicação.

 

Existem 2 tipos:

 

1. Link-local-use: usado num único link ou canal de comunicação. Seu formato é:

 

10 bits n bits 118-n bits
1111111010 0 INTERFACE ID

 

2. Site-local-use, usado em um único site. Seu formato é:

 

10 bits n bits m bits 118-n-m bits
1111111011 0 SUBNET ID INTERFACE ID

 

 

IPv4 Encapsulados

 

Os mecanismos da transição IPv6 incluem uma técnica para hosts e roteadores enviarem dinamicamente os pacotes IPv6 através da infraestrutura de roteamento do IPv4. Aos nós IPv6 que utilizam esta técnica são atribuídos os endereços Unicast especiais que carregam um endereço IPv4 no 32-bits de menor ordem. Esse tipo de endereço é denominado IPv4-compatible IPv6 address, e seu formato é:

 

80 bits 16 bits 32 bits
000...............................................................000 0000 ENDEREÇO IPv4

 

 

Um segundo tipo de endereço IPv6 que encapsula um endereço IPv4 é definido também. Este endereço é usado para representar os endereços de nós exclusivamente IPv4 (aqueles que não suportam o IPv6) como os endereços IPv6. Este tipo de endereço é denominado IPv4-mapped IPv6 address, e seu formato é:

 

80 bits 16 bits 32 bits
000...............................................................000 FFFF ENDEREÇO IPv4

 

 

Endereços Anycast

 

São tipos de endereços atribuídos a mais de um interface (tipicamente pertencendo as nós diferentes), com a propriedade que um pacote enviado a um endereço Anycast é roteado para a interface mais próxima que tem esse endereço, de acordo com a medida de distância intrínseca dos protocolos de roteamento.

 

Os endereços de Anycast, quando usados como parte de uma seqüência de rota, permitem a um nó selecionar qual dos diversos provedores existentes deve carregar o seu tráfego. Isto seria executado configurando endereços da anycast para identificar o conjunto de roteadores que pertencem aos provedores selecionados (por exemplo, um endereço do anycast por o provedor).

 

Estes endereços anycast podem ser usados como endereços intermediários em um cabeçalho do IPv6, fazendo com que um pacote seja entregue através de um provedor ou de uma seqüência particular de provedores. Outros usos possíveis de endereços anycast seriam identificar um conjunto de roteadores que fazem parte de uma sub-rede particular, ou o conjunto de roteadores de entrada para um domínio específico.

 

Os endereços Anycast são alocados a partir do espaço de endereço do Unicast, usando alguns dos formatos de endereço definidos par o Unicast Assim, os endereços Anycast são sinteticamente indistintos dos endereços Unicast. Quando um endereço Unicast é atribuído uma ou mais interfaces, gerando assim um endereço do Anycast, os nós a que o endereço é atribuído devem explicita mente ser configurados para identificar que é um endereço Anycast.

 

Endereços Multicast

 

Um endereço Multicast é um identificador para um grupo de interfaces. Uma interface pode pertencer a qualquer número de grupos Multicast. Seu formato é:

 

8 bits 4 bits 4 bits 112 bits
11111111 FLAGS SCOPE GOUP ID

 

 

Roteamento

 

O roteamento no IPv6 é quase idêntico ao roteamento no IPv4, exceto pelo fato de que os endereços são de 128 bits, ao invés dos 32 bits do IPv4. Com extensões muito claras, todos os algoritmos do IPv4 (OSPF, RIP, IDRP, ISIS, etc.) ainda pode ser usados.

 

O IPv6 inclui extensões de roteamento simplificadas que suportam nova funcionalidades poderosa, quais sejam:

  • Provider Selection: seleção de provedor, baseada em políticas, desempenho, custo, etc.
  • Host Mobility: roteamento até a localização atual do host, quando este pode se deslocar.
  • Auto-Readdressing: roteamento para um novo endereço.

A nova funcionalidade de roteamento é obtida criando seqüências de endereços IPv6 usando a opção Routing. Essa opção é usada por um equipamento de origem para listar um ou mais nós intermediários (ou grupos de nós) a serem visitados no caminho de destino de um pacote do protocolo. Esta função é muito similar em funcionalidade às opções Loose Source e Record Route do IPv4.

 

A fim fazer as seqüências de endereços uma função geral, os hosts IPv6 invertem, na maioria de casos, as rotas de um pacote recebido (se o pacote for autenticado com sucesso usando o cabeçalho de autenticação do IPv6) que contenha seqüências de endereços, a fim retornar o pacote ao equipamento de origem.

 

Esta aproximação é feita para permitir que as implementações do hosts IPv6 suporte, desde o princípio, o tratamento e inversão de rotas de origem. Esta é a chave para permitir que eles interoperem com os hosts que contém as novas funcionalidades, tais como a seleção de provedor ou endereços estendidos.

 

Três exemplos mostram como as seqüências do endereço podem ser usadas. Nestes exemplos, as seqüências do endereço são mostradas numa lista dos endereços individuais separados por vírgulas, quais sejam:

[ SRC, I1, I2, I3, DST ]

 

onde:

 

SRC = endereço de origem

I1, I2, I3 = endereços intermediários

DST = endereço de destino

No caso hipotético destes exemplos. 2 hosts, H1 e H2, desejam se comunicar. Os locais de H1 e de H2 estão conectados aos provedores P1 e P2. Um terceiro provedor wireless, PR, está conectado aos provedores P1 e P2.

 

 

O caso o mais simples (nenhum uso de seqüências de endereços) é quando H1 quer enviar um pacote a H2. Esse pacote tem o seguinte conteúdo: [ H1, H2 ].

 

Quando H2 responde, os endereços devem ser invertidos, e o pacote tem o seguinte conteúdo: [ H2, H1 ].

 

Neste exemplo qualquer um dos provedores poderia ser usado, e H1 e H2 não poderiam selecionar o provedor para o envio ou recebimento do pacote.

 

Se H1 decidisse utilizar uma política restritiva para que toda a comunicação de/para H2 pudesse somente usar o provedor P1, o pacote a ser enviado teria o seguinte conteúdo: [ H1, P1, H2 ].

 

Este procedimento assegura que quando H2 responde, a rota seja invertida e o pacote seja enviado através de P1. Esse pacote de resposta teria o seguinte conteúdo: [ H2, P1, H1 ].

 

Se H1 se tornasse um dispositivo móvel e fosse para a área de cobertura do provedor PR, a comunicação com H2 poderia ser mantida sem perder as conexões do protocolo de Transporte, utilizando um pacote com o seguinte conteúdo: [ H1, PR, P1, H2 ].

 

Este procedimento assegura que H2, ao responder, utilizaria a política restritiva de H1 de uso exclusivo do provedor P1 e enviaria o pacote a H1 através do provedor PR. O conteúdo do pacote de resposta seria: [ H2, P1, PR, H1 ].

 

A funcionalidade de seqüência de endereços de IPv6 pode ser usada para a Provider Selection, Host Mobility e Auto-readdressing. É uma potencialidade simples mas poderosa.

 

 

 

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