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O IPv6 foi desenvolvido para ser
um passo evolutivo sobre o IPv4, sendo mesmo um requisito
de projeto que a nova versão na fosse radicalmente
da versão anterior. As funções
que tivessem bom desempenho no IPv4 seriam mantidas,
e as funções que não funcionassem
bem seriam removidas.
As alterações implementadas
no IPv6 referem-se as seguintes categorias:
- Capacidade expandida
de Roteamento e Endereçamento:
o endereço IP foi aumentado de 32 para 128
bits, para suportar mais níveis hierárquicos
de endereçamento e um número maior
de Nós de rede, além de simplificar
a auto-configuração de endereços.
A escalabilidade do roteamento multicast foi aumentada
adicionando o campo scope aos
endereços multicast.
- Novo tipo de Endereço:
o endereço denominado anycast foi
adicionado ao protocolo para identificar conjuntos
de nós de rede, de forma que ao ser enviado
um pacote de dados para o endereço anycast,
este é entregue a qualquer um dos nós
do conjunto. O uso de endereços anycast na
rota de origem permite aos nós controlarem
melhor o caminho através do qual o tráfego
flui.
- Simplificação
do formato do Cabeçalho (Header):
alguns campos do cabeçalho IPv4 foram retirados
ou tornaram-se opcionais, para reduzir o processamento
dos pacotes de dados mais comuns e para manter
o custo de banda do cabeçalho do IPv6 o mais
reduzido possível, apesar do aumento do
campo de endereços. Embora o campo de endereço
seja 4 vezes maior, o cabeçalho é apenas
2 vezes maior.
- Suporte aperfeiçoado
para Opções: alterações
na forma como os campos de opções presentes no
cabeçalho são codificados permite um melhor encaminhamento
dos pacotes de dados, uma limitação menos restrita
para as opções propriamente ditas e uma maior flexibilidade
para introduzir novas opções no futuro.
- Qualidade de Serviço:
uma nova facilidade para diferenciar tipos de serviços
foi adicionada para permitir a inclusão de
um rótulo
(Flow Label) aos pacotes
de dados que pertencem a um determinado tipo
de tráfego
para o qual o nó de origem requisita um tratamento
especial, tal como para um tipo de de serviço
não
padronizado ou para um serviço que requer
processamento em tempo real.
- Autenticação e
Privacidade: foram
incluídas novas extensões ao protocolo
que oferecem suporte para autenticação,
integridade de dados e confidencialidade. Estas extensões
são incluídas
como elementos básicos do protocolo e serão
incluídas
em todas as implementações.
Cabeçalho
O novo cabeçalho (header) do IPv6
é apresentado a seguir:
| Version |
Prior |
Flow Label |
| Payload Length |
Next Header |
Hop Limit |
| Source Address |
| Destination Address |
Onde:
| Version |
4 bits |
Número da versão do
protocolo IP (= 6) |
| Prior |
4 bits |
Prioridade do pacote definida pela
aplicação de origem |
| Flow Label |
24 bits |
Indica o tipo de QoS para os roteadores |
| Payload Length |
16 bits |
Tamanho da carga útil,
sem considerar os bytes anteriores (em Bytes) |
| Next Header |
8 bits |
Identifica o tipo de cabeçalho
imediatamente a seguir. Adota os mesmos valores
do IPV4 |
| Hop Limit |
8 bits |
Número máximo de saltos (hops)
que o pacote pode dar, sendo descartado se for
ultrapassado |
| Source Address |
128 bits |
Endereço IP de origem |
| Destination Address |
128 bits |
Endereço IP de destino |
Extensões
O IPv6 possui um mecanismo de Opções
aperfeiçoado em relação ao IPv4.
Nele as opções são
colocadas em cabeçalhos de extensão separados
que são
colocadas entre o cabeçalho IPv6 e o cabeçalho
da camada de Transporte. A maioria dos cabeçalhos
de extensão
não são verificados ou processados por nenhum
roteador ao longo da rota de entrega do pacote até que
chegue ao seu destino. Este procedimento aumenta a
performance do roteador para os pacotes que contém
opções, diferentemente
do IPv4, que a simples presença das opções
levava o roteador a examiná-las todas.
A outra melhoria em relação
ao IPv4 refere-se ao tamanho dos cabeçalhos
de extensão, que
pode ser arbitrariamente definido, e ao número
total de opções carregadas por um pacote,
que não está limitada
a 40 bytes. Esta facilidade somada a forma pela qual
os cabeçalhos são processados permitem
ao IPv6 usar a opções de formas que não
seriam praticáveis para
o IPv4. Um bom exemplo dessa facilidade são
as opções
Encapsuladas de Autenticação e Segurança
do IPv6.
Para aumentar o desempenho ao tratar
cabeçalhos de extensão sucessivos e os cabeçalhos do
protocolo de Transporte, que são colocados em seguida,
os cabeçalhos de extensão possuem sempre o tamanho
em múltiplos inteiros de 8 bytes de comprimento para
manter o alinhamento com os cabeçalhos subsequentes.
A título de exemplo, os cabeçalhos
de extensão atualmente definidos são:
- Routing:
Roteamento extendido (similar ao IPv4 loose
source route).
- Fragmentation:
Fragmentação e Reconstrução do pacote.
- Authentication:
Integridade and Autenticação.
- Security Encapsulation:
Confidencialidade.
- Hop-by-Hop
Option: opção especial que requer processamento
salto a salto (hop
by hop).
- Destination
Options: informação opcional a ser verificada
pelo nó de destino.
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