Análise e migração dos protocolos IPv4-IPv6 na rede do Grupo CDM

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Jaime Uirindi Omar
Análise, migração e comunicação dos Protocolos de Redes IPv4-IPv6.
(Proposta e Caso de Estudo - CDM)
Licenciatura em Informática
Universidade Pedagógica
Maputo
2017

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Jaime Uirindi Omar
Análise, migração e comunicação dos Protocolos de Redes IPv4-IPv6.
(Proposta e Caso de Estudo - CDM)
Monografia a ser apresentada ao curso de
Informática, Departamento de Manutenção
Industrial, Escola Superior Técnica na UP
Lhanguene, para obtenção do grau académico
de Licenciatura, título de “Engenheiro de
Redes”.
Supervisor:
Prof. Dr. Félix Singo
Universidade Pedagógica
Maputo
2017

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Índice
Lista de Tabelas ..........................................................................................................................................IV
Lista de Figuras............................................................................................................................................ V
Lista de Abreviaturas..................................................................................................................................VI
Declaração de Honra................................................................................................................................ VIII
Dedicatória..................................................................................................................................................IX
Agradecimentos ........................................................................................................................................... X
RESUMO....................................................................................................................................................XI
ABSTRACT.............................................................................................................................................. XII
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO..................................................................................................................1
1.1-Introdução...........................................................................................................................................1
1.2 – Problematização...............................................................................................................................3
1.3-Justificativa/Motivação.......................................................................................................................5
1.4-OBJECTIVOS ....................................................................................................................................6
1.4.1-Objectivo Geral............................................................................................................................6
1.4.2-Objectivos Específicos.................................................................................................................6
1.5 - Questões de Pesquisa e Hipóteses ....................................................................................................7
1.5.1 – Questões de Pesquisa ................................................................................................................7
1.5.2 – Hipóteses...................................................................................................................................7
CAPÍTULO II – REVISÃO DE LITERATURA .........................................................................................8
2.1 – Redes de Computadores...................................................................................................................8
2.2 – Internet.............................................................................................................................................9
2.3 – Histórico e Arquitectura de rede TCP/IP .......................................................................................10
2.3.1 – Arquitectura de rede TCP/IP...................................................................................................10
2.4 – Protocolo IPv4 (Internet Protocol Version 4)................................................................................12
2.4.1 – Cabeçalho do Protocolo IPv4 (Internet Protocol Version 4)..................................................13
2.4.2 – Endereçamento IPv4 (Internet Protocol Version 4)................................................................16
2.4.2.1 – Tipos de Endereços IPv4 (Internet Protocol Version 4)................................................17

3
2.4.2.2 – Tipos de Classes nos Endereços IPv4 (Internet Protocol Version 4).............................18
2.4.3 – Esgotamento e Medidas IPv4 (Internet Protocol Version 4)..................................................19
2.5 – Protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6)................................................................................23
2.5.1– Cabeçalho do Protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6)...................................................24
2.5.1.1– Cabeçalhos de Extensão do Protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6) ....................26
2.5.2 – Endereçamento IPv6 (Internet Protocol Version 6)................................................................28
2.5.3 – O Protocolo ICMPv6 ..............................................................................................................31
2.5.3.1 – NDP................................................................................................................................32
2.5.5 – DHCPv6..................................................................................................................................33
2.6.1 – Pilha Dupla..............................................................................................................................34
2.6.2 – Tunelamento ...........................................................................................................................35
2.6.2.1 – Tunelamento 6in4 ..........................................................................................................35
2.6.2.2 – Tunelamento 6to4 ..........................................................................................................35
2.6.2.3 – Tunelamento ISATAP (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol) .................36
2.6.3 – Tradução (NAT)......................................................................................................................36
2.6.3.1 – NAT64 ...........................................................................................................................37
CAPÍTULO III - METODOLOGIA...........................................................................................................39
3.1- Metodologia do trabalho..................................................................................................................39
CAPÍTULO IV – PROPOSTA A REDE DO GRUPO CDM: O ESTADO DE ARTE .............................40
4.1 – Descrição do Caso de Estudo.........................................................................................................40
CAPÍTULO V – CONCLUSÃO E REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................53
5.1 – Conclusão e Recomendações.........................................................................................................53
5.1.2 – Recomendações.......................................................................................................................54
5.2 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................................................55
Livros:.........................................................................................................................................................55
Websites:.....................................................................................................................................................55
APÊNDICES...............................................................................................................................................56

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Lista de Tabelas
TABELA 1: GRUPOS CONHECIDOS DE MULTICAST….….….…….…..………………....30
TABELA 2: ENDEREÇAMENTO SECUNDÁRIO MOVITEL - VPLS - IPv4…....………….50
TABELA 3: ENDEREÇAMENTO PRIMÁRIO VODACOM – MPLS VPN - IPv4………….51
TABELA 4: ENDEREÇAMENTO DUAL STACK (Pilha Dupla) IPv4 e IPv6 ………….……51
TABELA 5: ENDEREÇAMENTO DE TÚNEIS IPv6in4…………………….. ………….……52
IV

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Lista de Figuras
FIGURA 1: DESCRIÇÃO DAS ARQUITECTURAS TCP/IP E OSI….….…………………....11
FIGURA 2: CABEÇALHO DO PROTOCOLO IPv4……………………….…………………..14
FIGURA 3: REPRESENTAÇÃO DE UM ENDEREÇO IPv4……………….…………………17
FIGURA 4: DEMONSTRAÇÃO DO NAT…………………………….……….………………22
FIGURA 5: CABEÇALHO DO PROCOLO IPv6…………………………….………………...24
FIGURA 6: CABEÇALHO IPv4 REMOÇÃO DE CAMPOS PARA O IPv6..…………………25
FIGURA 7: REPRESENTAÇÃO ENDEREÇOS UNICAST LINK-LOCAL………..…………29
FIGURA 8: COMUNICAÇÃO DE DADOS E REDES DE COMPUTADORES……..….……31
FIGURA 9: TÉCNICA DE PILHA DUPLA ……………………………………………..……..34
FIGURA 10: TUNELAMENTO 6in4 - ROTEADOR-A-ROTEADOR…………….……..……35
FIGURA 11: TUNELAMENTO ISATAP - HOST-A-ROTEADOR………………….…..……36
FIGURA 12: NAT64…………………………………………………………………..….……..38
FIGURA 13: TOPOPOGIA LÓGICA DA REDE CDM………….………...……..……………41
FIGURA 14: TOPOPOGIA FÍSICA DA REDE CDM IMPLEMENTADA….……..…….……42
FIGURA 15: TOPOPOGIA LÓGICA CDM - TÚNEIS 6in4 ….…………………………….…52
V

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Lista de Abreviaturas
AH - Authentication Header
ARPANET - Advanced Research Projects Agency Network (Agência de Redes para Projectos
de Pesquisas Avançadas )
CCNA - Cisco Certified Network Associate
CDM - Cervejas de Moçambique
CGN - Carrier Grade NAT
CIDR - Classless Inter-Domain Routing
CISCO - Corps Information Systems Control Officer
DHCP - Dynamic Host Configuration Protoco
DNS - Domain Name Server
ICMP - Internet Control Message Protocol
EIGRP - Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
ESP - Encapsulating Security Payload
IANA - Internet Assigned Numbers Authority
IETF - Internet Engineering Task Force (Grupo de Trabalho de Engenharia da Internet)
ICMP - Internet Control Message Protocol
IP - Internet Protocol
IGP - Interior Gateway Protocol
IPv4 - Internet Protocol Version 4
IPv6 - Internet Protocol Version 6
IPSec - Internet Protocol Security
ISATAP - Intra Site Automatic Tunnel Addressing Protocol
ISP - Internet Service Provider
IT - Information Technology
IPX/SPX - Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange
LAN - Local Area Network
VI

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MAC - Medium Access Control
MCEL - Moçambique Celular
MOVITEL - Movement Telecomunnication
MPLS - Multiprotocol Label Switching
NAT - Network Address Translation
NCP - Network Control Protocol
NDP - Neighbor Discovery Protocol
NETBEUI - NetBIOS Extended User Interface
OSI - Open Systems Interconnection
RFC - Request For Comments
SLAAC - Stateless Address Autoconfiguration
TCP - Transmission Control Protocol
TDM - Telecomunicações de Moçambique
UDP - User Datagram Protocol
VLAN - Virtual Local Area Network
VODACOM - Voice Data Communication
VOIP - Voice Over Internet Protocol
VPN - Virtual Private Network
VPLS - Virtual Private LAN Service
WAN - Wide Area Network
VII

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Declaração de Honra
Declaro por minha honra que este Trabalho é resultado da minha pesquisa pessoal e das
orientações do meu docente, feita segundo os critérios em vigor na Universidade Pedagógica. O
seu conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão devidamente mencionadas no texto e
na Bibliografia
Declaro também que este trabalho não foi apresentado em nenhuma Instituição para obtenção de
qualquer Grau Académico.
Maputo,_____de_____________de______
________________________________
(Jaime Uirindi Omar)
VIII

9
Dedicatória
Dedico esta obra aos meus family friends “NLMB”, aos colegas da faculdade, aos mais
chegados membros do Manicómio da UP, famílias “adoptadas” há 5 anos e de nascença com
quem partilho e todos nós das mesmas famílias partilhamos experiências de vida, académicas,
como também damo-nos ajudas financeiras e conselhos de superação quer seja nos momentos
bons e maus. Dedico também ao meu pai que queria tanto presenciar este momento da minha
vida académica e já não se faz presente, a minha querida mãe que apesar da distância esteve e
sempre está comigo onde muitas vezes não é reconhecida pelos esforços que faz aos seus filhos
mas por tudo por não sermos perfeitos como ser humanos, mas mesmo assim ela continua sendo
Pragmática e satisfeita em fazer bem o seu papel como mãe.
IX

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Agradecimentos
Agradeço a Deus pelas possibilidades que
tem colocado à minha frente, à minha Família (A
minha Mãe Luísa, ao meu irmão Carlos, as minhas
Irmãs Rosa, Martinha e a mais velha Célia), pelo
apoio e incentivo que me deram durante toda minha
vida. Seus princípios sempre nortearam minhas
acções, como também me motivaram e fizeram
alcançar muitos objectivos até agora traçados.
Ao meu supervisor Felix Singo pela
oportunidade de crescimento profissional nas
grandes discussões académicas no desenvolvimento
de alguns capítulos e contribuição na realização
deste trabalho, pela paciência no processo de
supervisão de modo acompanhar-me e ajudando-me
a esclarecer minhas dúvidas, ajuda e colaboração.
Igualmente ao instrutor CISCO Alcides
Magule vai o meu profundo agradecimento pelas
horas de estudo, amizade e pela disponibilidade
valiosa utilizada para a produção de alguns pontos
deste presente trabalho.
X

11
RESUMO
Este trabalho de monografia consiste em um estudo teórico-prático dos protocolos de rede IPv4-
IPv6 apresentando as características deles. Como também demonstrar a migração para o serviço
IPv6 através de túneis e pilha dupla, na solução da rede CDM e alerta para formação em
instituições de ensino em nossa região. O trabalho tem como finalidade a configuração da rede
CDM utilizando ferramentas de configuração CISCO-PACKET-TRACER. O objectivo concreto
do trabalho é fazer uma migração IPv6 através das técnicas de transição existentes mostrando
como pode ser feita a comunicação dos dois protocolos IPv4-IPv6 que não são convergentes.
Dessa forma este projecto permite constatar como é o protocolo IPv6 e a possibilidade da vasta
gama de IPs e a segurança, através dos resultados práticos obtidos com a implementação desta
tecnologia.
Palavras-chave: Redes, Internet, Protocolos, IP (Internet Protocol), IPv4, IPv6, Migração.
XI

12
ABSTRACT
This assignment of Monograph consists of a theoretical and practical study of the network IPv4-
IPv6 protocols, presenting their characteristics, and also to demonstrate the migration to the
service IPv6 through tunnels and dual stack in the solution of IPv4 and alerts on training in
teaching institution in our region. The objective of this monography is the configuration of the
IPv4-IPv6 networks, using configuration tools CISCO-PACKET-TRACER. The concrete
objective is to make an IPv6 migration through the use of existing transition technics showing
how the communication of the two IPv4-IPv6 protocols which do not converge.
Thus this project demonstrates how is the IPv6 protocol and the possibility of a wide range of IPs
and safety based on the results obtained with the implementation of this technology.
Keywords: Networks, Internet, Protocols, IP (Internet Protocol), IPv4, IPv6, Migration.
XII

1
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO
1.1-Introdução
Os cursos práticos de engenharia exigem que se acompanhe as modernizações que têm-se
registado devido ao impacto da rápida expansão das tecnologias de informação e comunicação.
Ao ensino e formação especificamente ao curso de informática é colocado este desafio e a
resposta deve-se encontrar na componente formação com qualidade.
As redes de computadores são definidas de forma geral como a comunicação e a troca de
mensagens entre os dispositivos, e o surgimento dessa rede em forma global se definiu como
internet. Na história a internet surgiu inicialmente em 1969 como uma rede pequena que
interligava centros de pesquisas e militares chamada (ARPANET), essa comunicação “bem-
sucedida” deve-se em grande parte a simplicidade da sua arquitectura e dos seus protocolos de
comunicação, especificamente aos dois principais: o TCP (Transmission Control Protocol) e o
IP (Internet Protocol). Este serviço de rede internet é uma das tecnologias de comunicação mais
antigas e eficiente usada na sociedade moderna, tendo proporcionado mudanças significativas na
comunicação, pesquisa, educação e formação. O protocolo IP tem a função de viabilizar a
interconexão da rede, sendo responsável principal pelo endereçamento lógico único e de
identificação dos dispositivos nas redes.
Em forma de análise, em um estudo realizado na evolução do crescimento da internet
recentemente, a internet é vista em épocas e pode ser dividida em três momentos, onde
primeiramente nos anos 80 foi definida a época como a de internet dos computadores porque só
computadores acessavam a rede, depois aos anos 2000 surgiu a internet das pessoas onde as
pessoas acessam a rede através dos seus dispositivos, e através de um trabalho realizado pelo
(Instituto de Tecnologia de Massachusetts – MIT) estamos a migrar para o conceito de internet
das coisas, que com a expansão dos dispositivos actuais modernamente criados, estes e mais
dipositivos podem estar todos conectados a mesma rede internet através do protocolo IP.
Entretanto, para o melhor desempenho da rede internet no seu tamanho, o protocolo IP foi
definido para a versão 4 - IPv4, pois na época da sua criação (1980) existiam poucas redes de
computadores em operação. Os projectistas do IETF responsáveis, optaram pela disponibilização
de 32 bits para o endereçamento dos dispositivos nas redes, o que se achou suficiente para se

2
endereçar cerca de quatro bilhões de computadores, pois na época só se tinha o pensamento de
internet em que apenas computadores podiam acessar a rede. Entretanto um problema de
limitações e conceitos novos de uso de serviços da rede internet foram verificados, como: “a
rápida expansão no crescimento de número de computadores e usuários”, “a convergência de
transmissão de dados” o que tornou as redes e a internet em grupo de redes Multimedias e
também somente de pacotes medias, o IPv4 e o seu cabeçalho em pesquisas mostrou-se
inadequado para acompanhar este crescimento e evolução destes novos conceitos.
Como consequência, no início da década de 90 foi publicada a proposta da nova geração do IP
(IPng – IP next generation) ou seja IPv6. Este novo protocolo traz a solução para muitas das
deficiências de seu antecessor IPv4, incluindo espaço de endereçamento de 128 bits, suporte a
roteamento rápido e segmentação de pacotes na estação origem, suporte a mobilidade e
mecanismos de segurança, gerando um conforto técnico de um IT de redes possibilitando que um
host esteja em qualquer lugar sem precisar de alterar o endereço IP.
Desde então o IPv6 em algumas estações não foi amplamente adoptado por causa da falta de
incentivo aos técnicos e autoridades responsáveis, e pelo dito “custo elevado de implantação”,
uma questão que no fundo não era verdadeira. Mas sim pelo facto de ainda ter existido
aproximadamente duas décadas (20 anos) de conforto técnico, pois em pesquisas se dizia que
ainda se podia trabalhar com o IPv4 durante essa época, pois as suas limitações só seriam
alcançadas a partir dos anos 2011 uma realidade que foi mesmo verdadeira.
Neste contexto, passado as duas décadas de forma não notada ficou evidenciada a importância
de implementação e conhecimentos aos técnicos de redes, o serviço actual IPv6 que venha
resolver o maior problema de disponibilidade do IPv4 nas redes e melhor desempenho a todos e
novos dispositivos de redes “internet das coisas” com o seu óptimo cabeçalho. Pois dentro do
tradicional mundo e curso das tecnologias de modernidade, o acompanhamento destes serviços é
claro e sem dúvida uma necessidade prioritária que dita a qualidade de serviço, ensino e espírito
de investigação aos conhecimentos dos profissionais de informática.
O protocolo IPv6 tem-se dito muitas vezes uma nova versão, e é de conhecimento que
algumas pessoas e técnicos de redes têm ouvido e lido sobre este protocolo e o fim do IPv4 já há
mais de 10 anos e continuam com o mesmo pensamento sem saber a necessidade de adopção do

3
IPv6 em carácter de urgência. Uma realidade que agora é mesmo precisa, pois autoridades
mundiais e regionais responsáveis pelo gerenciamento dos endereços IPs fizeram um anúncio do
esgotamento total dos endereços IPv4 (IANA – 2011) e um apelo as estações científicas para o
carácter de urgência do protocolo IPv6.
É preciso que os técnicos profissionais de redes tenham conhecimentos do “novo” protocolo
de internet IPv6 e a migração, pois ela é eminentemente obrigatória, pois os estudantes e
profissionais de infra-estruturas têm o direito e o dever de estar ligado a esse protocolo.
Suposições do mercado de empresas de tecnologias e comunicação em nossa região como a
AFRINIC afirmaram também que “nos anos 2017, 2018 serão os anos dos profissionais IPv6”
como previstos no esgotamento do actual IPv4 em nossa região em 2018.
Com o crescimento das redes de computadores e o acesso a internet, existe uma real
necessidade de conhecimento de todos nesta área o acompanhamento da migração ou
actualização dos endereços utilizados, ou seja, precisamos estar ligados a “nova versão” de
endereçamento IP e capacitar os nossos técnicos sobre a formação e o conhecimento da versão 6,
pois em outras regiões mundiais as autoridades responsáveis pelos quadros de formação já lhe
dão com esse protocolo IPv6.
1.2 – Problematização
Actualmente as redes de comutação de pacotes como a internet são vistas como redes que
interconectam milhões de dispositivos do mundo inteiro no uso do endereçamento lógico
chamado IP e está na versão 4, onde que para que esta comunicação ocorra, cada dispositivo
conectado a ela necessita de um endereço único, que o diferencie dos demais conectados, tal
endereço chamado tecnicamente por endereço IP.
Em 1983 definiu-se desejável a arquitectura de internet TCP/IP com 32 bits (IPv4) camada de
rede e foi oficialmente implementado pelos sistemas operacionais. Pois nessa época não se
imaginava em uma rede com limites de números de endereços. Contudo, na segunda metade da
década de 90, se não fosse por uma série de soluções paliativas, como a CIDR (RFC 1519 em
09/1993) de máscara variável em qualquer classe de IP, a separação de endereços públicos e
privados (RFC 1918) com as técnicas de DHCP (limitando o período de tempo de vida do IP), a

4
separação de endereços públicos dos privados combinados com o uso do NAT (poupando
endereços internos), os endereços IPv4 já apresentariam limites de endereços há muito tempo
(TANENBAUM, 2003).
Muitos profissionais de redes julgam as causas desse limite na divisão desigual dos blocos de
endereços IPs. Pois essa divisão foi feita antes das regras rígidas serem controladas pela Internet
Assigned Numbers Authority (IANA), grandes empresas adquiriram blocos /8 ou seja, 16.777.216
de endereços. Pesquisas recentes relacionadas ao mesmo problema indicam que mesmo que
houvesse uma redistribuição igual, o problema de escassez não seria resolvido, pois estamos
numa era de definição “Internet das coisas em que todo fabricante de dispositivo electrónico tem
parece como obrigação o fabrico dos dispositivos e que estes dispositivos venham com suporte
ao IP para que estes estabeleçam uma comunicação” (IPV6. BR, 2012).
A cada dia que passa e com as modernizações tecnológicas, mais serviços e computadores
estão e foram ligados à internet, (tais computadores vistos modernamente como os PCs,
servidores, smartphones, tablets, Smart TVs, câmeras, carros, impressoras ips e mais) e por
conta disso a autoridade mundial responsável pelo endereçamento IP (IANA) em 2011 anunciou
que o stock de número de endereços IPv4 que tinha disponível havia esgotado e que o cabeçalho
IPv4 não se mostrava o suficiente para este crescimento das redes e internet, e que começariam a
trabalhar com os endereços IPv6.
Muita foi a correria e a exigência nos técnicos das grandes empresas regionais e nacionais
responsáveis pelo endereçamento IP o conhecimento de endereçamento no protocolo IPv6 e as
técnicas de implementação como convergência nos dois protocolos (TDM – Visita de Estudo
2015 - Fundamentos de Comunicação-Minor Redes). A exigência no mercado de trabalho de
quadros que tivessem experiência e conhecimentos do IPv6 (Mcel – Técnicos Seniores de
Administração de Redes - 2014) e claro o aumento de formações que lhe dessem com esse
mesmo protocolo (CCNA).
A CDM é uma grande empresa líder no mercado de bebidas alcoólicas e não alcoólicas em
Moçambique com mais de 100 anos e subsidiária do grupo “SABMiller” anglo-sul africana
responsável e de maior incidência neste negócio na África. A gestão deste grupo em
comunicação de redes é feita com base no protocolo de endereçamento IPv4, uma vez que a

5
“SABMiller” foi formada a partir da fusão do grupo Africano „South African Breweries’ situada
na vizinha África do Sul em Johannesburg.
Em 2015 a empresa CDM e o seu grupo, cresceu e sofreu uma atenção que a empresa
multinacional líder no mercado mundial de cervejaria chamada “AB inBEV” com gerência
funcional na “América do Norte” aplicou um plano de aquisição no mercado da África, e
comprou as acções da “SABMiller”, o que deve tornar a gestão destes serviços em comunicação
IPv6, pois este grupo “AB inBEV” é de regional América do Norte que opera e traz como
exigência o IPv6.
Esta nova gestão e migração IPv6 na CDM, obriga que existam os dois protocolos IPv4-IPv6
de forma paralela sobre o mesmo sistema autónomo (AS), sendo elas não convergentes
(incompatíveis). Pois a rede do grupo CDM conta com ISPs Links (Movitel e Vodacom) que até
agora só operam com conexão IPv4.
Desta forma pretende-se demonstrar com este trabalho de pesquisa, a migração IPv6 na rede
CDM e tornar possível a comunicação de todas estações com ainda o funcionamento do
protocolo IPv4 (Movitel e Vodacom) através das técnicas de migração existentes, sem
comprometer a segurança e o funcionamento da rede.
1.3-Justificativa/Motivação
Porque entre os profissionais de IT e algumas instituições em Moçambique não se nota muito
o movimento no sentido da migração, formação e alerta das pessoas ou profissionais desta área
no conhecimento do IPv6 e migratório IPv4 – IPv6.
Através da procura de conhecimentos e demonstração de configuração de redes IPv6 e as
técnicas de migração dos dois protocolos IPv4-IPv6, este trabalho motivou-me pois tenho
tamanho interesse no serviço IPv6, interesse nos conhecimentos teóricos-práticos sobre as
técnicas que se difundem nas redes que encaram esse processo, em configuração, migração da
comunicação entre os dois protocolos IPv4-IPv6, pois os protocolos não são convergentes

6
1.4-OBJECTIVOS
Cursamos os cursos das tecnologias e pensamos na globalização, mas globalização é um
processo em definição que diz estar ligada a transformação e avanço igual de todas comunidades
académicas em sentido de estar ligado aos novos serviços e avanços tecnológicos de forma igual.
1.4.1-Objectivo Geral
 Propor estratégias de migração IPv6 e demonstrar as técnicas de comunicação nas redes
IPv4 e IPv6 para a empresa CDM num cenário virtual CISCO-PACKET-TRACER.
1.4.2-Objectivos Específicos
 Classificar o protocolo IPv6 e compara-lo com o antecessor IPv4;
 Descrever as vantagens e desvantagens do protocolo IPv6 em relação ao IPv4;
 Demonstrar o cenário da rede CDM no Microsoft VISIO e Cisco Packet Tracer;
 Demonstrar as estratégias de migração (Pilha Dupla e Túneis 6in4) no cenário virtual do
Cisco Packet-Tracer para a rede CDM e a conexão entre elas;

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1.5 - Questões de Pesquisa e Hipóteses
1.5.1 – Questões de Pesquisa
1. Quais são as características e as funcionalidades do protocolo de rede IPv6?
2. Quais são os benefícios das técnicas de migração IPv4 - IPv6 para a rede CDM?
1.5.2 – Hipóteses
Questões 1
H0: O protocolo IPv6 tem maior extensão e padrão de segurança, o que vai tornar o
endereçamento IP único e o processamento dos pacotes na rede CDM mais seguros.
Questões 2
H1: As técnicas de migração IPv4 – IPv6 na rede CDM, irão garantir o melhor suporte de
comunicação pelos novos nós de redes e a convergência total de todas redes em IPv4 e IPv6.
H2: Permitir que as comunicações de redes sejam mais eficazes com os novos serviços de
autoconfiguração, qualidades de serviços e a implementação de segurança (IPsec) que o IPv6
apresenta.

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CAPÍTULO II – REVISÃO DE LITERATURA
Neste capítulo do trabalho se utiliza os vários conceitos associados ao tema, no que é uma
rede, internet, arquitecturas de redes, protocolos, IPv4, IPv6 e técnicas de migração. Para uma
transição e comunicação das versões dos protocolos IP é necessário um entendimento destes
conceitos e aplicados correctamente.
2.1 – Redes de Computadores
Em definição, redes de computadores são estruturas físicas (computadores, routers, switchs,
hubs) e lógicas (programas e protocolos), estas mesmas estruturas permitem que dois ou mais
computadores e outros dispositivos conectados a ela a possibilidade de poderem partilhar seus
serviços que podem ser: serviços de dados, impressoras, mensagens (e-mails) e mais.
Em 1960 foram criadas metas num programa (conferência) para o desenvolvimento de minis e
microcomputadores nos Estados Unidos da América em longa escala para a globalização
mundial, e nessa época a rede que dominava o mundo era a rede telefónica, que era transmitida
por comutação de circuitos, apesar do programa desenvolvido e o alto custo dos computadores
nessa época, começou a ocorrer à necessidade e a falta de um meio que pode-se interligar
computadores de modo que pudessem compartilhar informações entre diferentes estacões, esta
necessidade surgiu naturalmente pela espera de acontecimentos futuros e transformou-se as redes
de computadores em redes de computadores em comutação de circuitos (1960).
Em busca de transformar a comutação de circuitos em uma comutação de pacotes, grupos de
pesquisas separadamente em três grupos iniciaram seus estudos em 1961, onde Leonard
Kleinrock nos laboratórios MIT usou a teoria das filas, a comutação de pacotes baseada no
tráfego em rajadas, e por volta de 1964 o seu colega de projecto Pal Baran do Rand Institute
começou o estudo de uso da comutação de pacotes para a segurança de voz para redes militares,
e na Inglaterra Donald Davies e Roger Scantlebury desenvolviam ideias sobre a comutação de
pacotes num programa de nome: National Physical Laboratory. Estas pesquisas associadas,
juntas lideraram um projecto de ciência de computadores de nome (ARPA – Agência de
Projectos de Pesquisa Avançada).

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2.2 – Internet
Se caminhando para o avanço das pesquisas desenvolvidas pela ARPA (Advanced Research
and Projects Agency) em 1969, foi publicada a rede com o nome ARPANET com o objectivo de
conectar departamentos através da comutação de pacotes. Mas antes da ARPANET já existia
outra rede que interligava estes departamentos de pesquisas e as bases militares em comutação
de circuitos. Como os Estados Unidos da América estava em guerra fria, e toda a comunicação
desta rede passava por um computador central que se encontrava no Pentágono, sua comunicação
era extremamente vulnerável. Pois se sofressem um ataque de guerra não existiria comunicação
na defesa americana. A ARPANET foi desenvolvida exactamente para evitar isso com um Back
Bone que passava por baixo da terra (o que o tornava mais difícil de ser interrompido), e que
ligava os militares e pesquisadores por comutação de pacotes sem ter um centro definido ou
mesmo uma rota única para as informações, tornando-se quase “indestrutível”. Num sistema de
comutação de pacotes os dados são divididos em pequenas unidades chamadas de pacotes, onde
ela pode não exigir o prévio estabelecimento de um caminho físico para a transmissão dos
pacotes de dados.
Anos depois da guerra, na década de 70, a rede existia e regras de conexão a ARPANET
foram ultrapassadas o que tornou as universidades e outras instituições que faziam trabalhos
relativos à defesa, permissão e acesso para se conectar a rede e registou-se em 1975
aproximadamente 100 websites.
Os que mantinham a rede estudaram através de pesquisas e entrevistas como o crescimento
havia alterado o modo como as pessoas usavam a rede. O maior problema que os pesquisadores
imaginavam nesse crescimento era como manter a velocidade da ARPANET alta o suficiente.
Mas o que na realidade se tornou a maior dificuldade seria a manutenção da comunicação pelo
alto número de registo de acesso a rede, e entre os computadores.
Em questão de um ano e no final dos anos 1970 a rede ARPANET tinha crescido tanto que a
sua primeira arquitectura de protocolo de comutação de pacotes chamada (Network Control
Protocol – NCP) tornou-se inadequado pelo tamanho da rede e definiu-se depois de algumas
pesquisas uma nova arquitectura para a rede em operação chamada: TCP/IP (Transfer Control
Protocol / Internet Protocol) desenvolvido no UNIX. Esta arquitectura foi desenvolvida na

10
maior vantagem que a NCP, pois ela permitia (o que parecia na época) o crescimento ilimitado
da rede, além de ser fácil de implementar em uma variedade de plataformas diferentes de
hardware de computadores.
“No final dos anos 80 definiu-se o nome da rede como Internet, pois era mundial e era
composta por aproximadamente 50.000 redes internacionais sendo que mais ou menos a metade
delas nos Estados Unidos, e a partir de Julho de 1995, haviam mais de 6 milhões de
computadores permanentemente conectados à Internet, além de muitos sistemas portáteis e de
desktop que ficavam online por apenas alguns momentos.” (BOGO, 2006, internet).
2.3 – Histórico e Arquitectura de rede TCP/IP
Desenvolvida a arquitectura de rede TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet
Protocol) em 1969 pela UNIX deveu-se a necessidade do rápido crescimento das redes e com
algoritmos aceitáveis de rotas de pacotes.
A arquitectura TCP/IP é um conjunto de pilhas de protocolos de comunicação entre as redes: o
IP (Internet Protocol) é responsável pelo endereçamento único dos dispositivos na rede e o TCP
pela transmissão de dados e correcção de erros. A arquitectura TCP/IP segmenta a rede em
pequenas redes independentes que são interligadas por roteadores, de modo que caso uma das
conexões seja perdida a rede permanece intacta (CISCO, 2013).
Depois do crescimento no número de registo na rede, a internet cresceu devido a sua
popularidade e a arquitectura TCP/IP tornou-se arquitectura padrão, sendo obrigatória estar em
todas as máquinas, e computadores que ainda estivessem a usar as arquitecturas antigas como
TCP/IP NETBEUI e o IPX/SPX Apple Talk que não poderiam se comunicar.
A Microsoft com o Windows é que tornou e ajudou a arquitectura TCP/IP em padrão mundial,
pois implementou no sistema WINDOWS 2000 que era de uso doméstico (popular) e comercial.
2.3.1 – Arquitectura de rede TCP/IP
No desenvolvimento das arquitecturas que seriam padronizadas para as redes, como o TCP/IP,
foi desenvolvido também um modelo chamado OSI pela ISO, o modelo OSI segundo alguns
pesquisadores como o “Tenenbaum” esse modelo não se pode chamar de arquitectura, pois ele

11
não especifica os serviços e protocolos exactos que devem ser usados em cada camada. Ele
apenas tem uma vantagem de informar o que cada camada deve fazer, nessa vantagem a
arquitectura de rede TCP/IP foi mais implementada e chamado de arquitectura.
Figura 1: Descrição das Arquitecturas TCP/IP e OSI
Fonte: CISCO
A arquitectura do modelo TCP/IP é composto por quatro camadas. E em comparação do
modelo de referência OSI que é composto por sete camadas, como ilustra a figura 1.
As camadas da arquitectura TCP/IP são:
 4) Camada de Aplicação: Ela fornece a interface entre as aplicações que utilizamos para
comunicação e a rede subjacente pelas quais nossas mensagens são transmitidas. Os
protocolos da camada de aplicação são utilizados para troca de dados entre programas
executados nos hosts de origem e de destino (CISCO, 2013);
 3) Camada de Transporte: prepara os dados de aplicativos para o transporte através da
rede e processa os dados da rede para o uso pelos aplicativos. Proporciona a segmentação
de dados e o controle necessário para reagrupar esses segmentos em fluxos de
comunicação. Realiza esse processo através do rastreamento da comunicação individual
entre as aplicações nos hosts de origem e destino, segmentando os dados e gerenciando
Ponto Comúm para
a comunicação entre
as camadas é o: IP
Camadas de
Aplicativos
Camadas de
Fluxo de
Dados
4 -
3 -
2 -
1 -

12
cada segmento, reagrupando os segmentos em fluxos de dados de aplicação e
identificando as diferentes aplicações. São dois os protocolos dessa camada: o TCP
(Transmission Control Protocol), que é orientado a conexão e garante a entrega dos
dados, na ordem correta; e UDP (User Datagram Protocol), que opera no modo sem
conexão e fornece um serviço datagrama não-confiável (SOARES, 1995);
 2) Camada de Rede (Internet): Fornece serviços para realizar trocas de fragmentos
individuais de dados na rede entre dispositivos finais identificados. Para realizar o
transporte de uma ponta à outra utiliza os processos de endereçamento, encapsulamento,
roteamento e desencapsulamento. É nesta camada que funcionam os protocolos de
endereçamento Internet Protocol version 4 (IPv4), Internet Protocol version 6 (IPv6),
Novell Internetwork Packet Exchange (IPX), AppleTalk e Connectionless Network
Service (CLNS/DECNet) (CISCO, 2013);
 1) Camada de Acesso a Rede: Consiste de rotinas de acesso à rede física. A camada de
Interface de rede interage com o hardware, permitindo que as demais camadas sejam
independentes do hardware utilizado (COMER, 2003; SOARES, 1995).
A camada de Acesso à rede ou Camada de Rede do modelo TCP/IP engloba duas
camadas do modelo OSI (1 – Física e 2 – Enlace de Dados), porque em definição de
redes, redes são estruturas físicas (Camada 1 – Modelo OSI) e estruturas lógicas (Camada
2 – Modelo OSI) que permitem que dois ou mais “dispositivos” partilhem informação
entre si, então as Camadas 1 e 2 do modelo OSI foi usada em uma única Camada no
TCP/IP, e desnecessário o facto do modelo OSI repartir as camadas, pois tornava o
roteamento dos pacotes mais lentos.
2.4 – Protocolo IPv4 (Internet Protocol Version 4)
O protocolo ou endereço IP (Internet Protocol) é um serviço ou uma tecnologia que actua na
camada de rede da arquitectura TCP/IP e que permite a comunicação padronizada entre
computadores e dispositivos em rede, mesmo que estes sejam de plataformas diferentes. Este
protocolo é responsável pelo endereçamento único dos dispositivos em uma rede. E a

13
comunicação entre estes dispositivos é feita através do uso de padrões, ou seja, uma espécie de
"idioma" que permite que todas as máquinas se entendam.
Quando se implementou o protocolo IP na arquitectura TCP/IP definiu-se um tamanho
desejável para as redes na versão 4 (IPv4) e foi o protocolo usado para trafegar dados de usuários
através da Internet. Algumas características do IPv4 são:
a) Sem conexão – A conexão não é estabelecida antes do envio dos pacotes de dados. Os
pacotes IP são enviados sem notificar que estão chegando para o host final. A entrega de
pacotes sem conexão pode resultar na chegada fora de sequência aos pacotes de destino.
Se a entrega de pacotes foi feita fora de ordem ou ocorreu a falta de pacotes, isso criará
problemas para a aplicação que usará os dados, os serviços das camadas superiores terão
que resolver estas questões;
b) Serviço de melhor esforço – o IP consegue funcionar com grande eficiência na camada
de rede. Se se incluísse um cabeçalho de confiabilidade no protocolo da camada 3, as
comunicações que não requerem conexões ou confiabilidade seriam sobrecarregadas com
o consumo de largura de banda e o atraso produzido por este cabeçalho. No conjunto
TCP/IP, a camada de transporte pode escolher entre TCP ou UDP, com base nas
necessidades de comunicação. Assim como com todo o isolamento de camadas
proporcionados pelos modelos de rede.
c) Independente do meio físico - O IPv4 e como também pode ser o IPv6 operam
independentemente do meio físico que transporta os dados nas camadas inferiores da pilha
de protocolos. Qualquer pacote IP individual pode ser passado electricamente por cabo,
como os sinais ópticos nas fibras ou sem fio como sinais de rádio.
2.4.1 – Cabeçalho do Protocolo IPv4 (Internet Protocol Version 4)
Um datagrama IP consiste de duas partes: cabeçalho e o campo de dados que transporta o IP
de origem e o IP de destino. O cabeçalho possui uma parte fixa de 20 bytes e um campo
"Options" de tamanho variável (TENENBAUM, 2003). O formato do datagrama IPv4 é
mostrado na Figura 2:

14
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Versão Tamanho do Tipo de Serviço
(Version) Cabeçalho (ToS)
(IHL)
Tamanho Total
(Total Length)
Identificação
(Identification)
Flags Deslocamento do Fragmento
(Fragment Offset)
Tempo de Vida Protocolo
(TTL) (Protocol)
Soma de verificação do cabeçalho
(Checksum)
Endereço de Origem (Source Address)
Endereço de Destino (Destination Address)
Opções + Complemento
(Options + Padding)
Figura 2: Cabeçalho do IPv4
Fonte: www.ipv6.br/post/cabecalho/
Onde os campos indicam:
a) Version: a versão do cabeçalho que é a 4, motivo pelo qual chamamos de IPv4 o
protocolo IP. O campo versão tem o tamanho de quatro bits (RFC 0791, 1981);
b) IHL (Internet Header Lengh): Tamanho do cabeçalho do pacote que informa seu
tamanho em palavras de 32 bits. O valor mínimo é de 5, quando não há nenhuma opção
presente. O valor máximo do campo de 4 bits é 15, o que limita o cabeçalho a 60 bytes e
o campo options a 40 bytes (RFC 0791, 1981);
c) TOS (Type of service): Possui 8 bits e é utilizado para indicar o QoS (Quality of
Service) desejado (SOUZA, 2005). Seus bits caracterizam os serviços escolhidos para
serem considerados pelos gateways para processar o pacote. Originalmente o campo de 6
bits continha (da esquerda para a direita) um campo Precedence de 3 bits e 3 flags, D, T e
R. O campo Precedence tinha uma prioridade que variava de 0 (normal) a 7 (pacote de
controle de rede). Os três bits de flags permitiam que o host especificasse o que era mais
importante no conjunto {Retardo, Throughp ut, Confiabilidade} (RFC 0791, 1981);

15
d) Total Lenght: Campo de 16 bits que fornece o tamanho total do pacote em bytes,
incluindo o cabeçalho e os dados. O tamanho mínimo do pacote é de 20 bytes e o
máximo de 65.535 (RFC 0791, 1981);
e) Identificacion: identifica unicamente os fragmentos de um pacote IP original,
permitindo que o host de destino determine a qual datagrama pertence um fragmento
recém-chegado. Todos os fragmentos de um datagrama contêm o mesmo valor de
identificação (RFC 0791, 1981);
f) Flags: bits que identificam a transmissão de sinais de controle;
g) Fragmento Offset: informa a que ponto do datagrama actual o fragmento pertence.
Todos os fragmentos de um datagrama, com excepção do último, devem ser múltiplos de
8 bytes, a unidade elementar de fragmento. Como são fornecidos 13 bits, existem no
máximo 8192 fragmentos por datagrama, resultando em um tamanho máximo de
datagrama igual a 65.536 bytes, um a mais que o campo Total Length (CISCO, 2013);
h) TTL (Time to live): contador usado para limitar a vida útil dos pacotes. Esse campo
conta o tempo em segundos, permitindo uma vida útil máxima de 255s. Ele é
decrementado a cada salto e supõe-se que seja decrementado diversas vezes quando
estiverem enfileirados durante um longo tempo em um roteador. Na prática, ele
simplesmente conta os saltos dos roteadores. Quando o contador chega a zero, o pacote é
descartado e enviado uma advertência para o host de origem. Com isso evita-se que os
datagramas fiquem vagando indefinitamente, algo que aconteceria se as tabelas de
roteamento fossem danificadas (CISCO, 2013);
Este campo foi mantido no cabeçalho do IPv6 mas com nome diferente chamado:
Limite de Encaminhamento
i) Protocol: este campo informa a que processo de transporte o datagrama deve ser
entregue quando o mesmo estiver montado por completo. O número do TCP, por
exemplo, é 6, UDP é 17 e ICMP igual a 1. O campo protocolo tem o tamanho de oito bits
(RFC 0791, 1981);

16
j) Header Checksum: este campo é utilizado somente para verificação de erros no
cabeçalho do pacote. Em cada salto o checksum do cabeçalho é comparado com o valor
deste campo. Se o valor não corresponder ao checksum calculado, o pacote é descartado.
Em cada salto, o campo TTL é reduzido e o checksum é recalculado em cada salto
(CISCO, 2013);
k) Source Address: segundo a CISCO e a tradução directa do nome, este campo informa
o endereço de origem do host que está enviando o pacote;
l) Destination Address: este campo de endereço é destinado ao host que receberá o
pacote (CISCO, 2013);
m) Options: este campo é responsável por permitir que versões posteriores do protocolo
incluam informações inexistentes no projecto original, possibilitando a experimentação
de novas ideias e evitando a alocação de bits de cabeçalho para informações raramente
necessárias (CISCO, 2013);
n) Padding: tamanho variável, entre 0 e 31 bits. Serve apenas para que o cabeçalho IP
tenha um tamanho múltiplo de 32 bits e é feito seu preenchimento (obrigatoriamente com
0), somente se o tamanho do campo Options não for múltiplo de 32 bits (CISCO, 2013).
2.4.2 – Endereçamento IPv4 (Internet Protocol Version 4)
Na internet IPv4, cada dispositivo (host) e cada roteador tem um endereço IP que codifica seu
número de rede e seu número de host. A combinação é exclusiva: em princípio, dois dispositivos
ou máquinas na internet nunca tem o mesmo endereço IP. Todos os endereços IPv4 têm 32 bits e
são usados nos campos Source address e Destination address dos pacotes IP. É importante
observar que um endereço IP não se refere realmente a um host. Mas na verdade, ele se refere a
uma interface de rede; assim, se um host estiver em duas redes, ele precisará de ter dois
endereços IP. Porém, na prática, a maioria dos hosts estão em uma única rede e, portanto, só tem
um endereço IP.

17
O protocolo IPv4 é formado por uma sequência numérica de 32 bits, esse valor é composto
por um conjunto de quatro grupos separados, e cada quatro grupos formados por 8 bits
totalizando 32 bits e numa combinação total de 4.294.967.297 de endereços únicos;
Nas redes esses endereços são utilizados em padrões binários e representados em formato
decimal pontuado para os usuários, conforme demonstrado na figura 3 abaixo, um exemplo de
endereço IPv4 (CISCO, 2013).
Figura 3: Representação de um endereço IPv4 (Decimal e Binário)
Fonte: CISCO
Os 32 bits são separados em grupos de oito números que formam assim o dito octeto. E assim
é possível tornar e planear o conjunto dos primeiros octetos válidos a representar a parte de Rede
e os últimos octetos validos na parte de hosts de endereços. O número de bits usados nessa
porção de host vai determinar o número de hosts possíveis a serem utilizados nas redes.
2.4.2.1 – Tipos de Endereços IPv4 (Internet Protocol Version 4)
Dentro do intervalo de endereço de cada rede IPv4, os endereços IP foram divididos em
categorias e temos três tipos de endereços de acordo com algumas literaturas como a da
Networking Academy da CISCO.
a) Endereço de rede: dentro do intervalo de endereços IPv4 de uma rede, o primeiro
endereço válido de uma rede é designado o endereço de rede que identifica a rede.
b) Endereço de broadcast: O endereço de broadcast é o endereço especial reservado para
se enviar dados a todos os hosts de uma rede. O endereço de broadcast é o último
endereço válido de uma rede.
192 . 168 . 8 . 1
11000000 10101000 00001000 00000001
Endereços Decimal com Pontos
Endereços de 32 Bits

18
c) Endereços de host: Os endereços de host são os endereços disponíveis aos dispositivos
finais da rede, que identificam cada dispositivo da rede e foi determinado um intervalo de
0.0.0.0 à 223.255.255.255 para a utilização dos hosts.
Existem também tipos de endereços de hosts que não podem ser usados para uma
comunicação com outros hosts individuais. Que são: (CISCO, 2013):
d) Endereços experimentais: um intervalo principal de endereços reservados para
propósitos especiais IPv4 que vão de 240.0.0.0 à 255.255.255.254. Actualmente, esses
endereços são registados como reservados para uso futuro pelo IETF (RFC 3330, 2002).
e) Endereços de multicast: os endereços multicast IPv4 variam de 224.0.0.0 à
239.255.255.255 são endereços que são usados em uma rede local, onde os mesmos
endereços têm a função de fazer a entrega de informação para múltiplos destinatários
específicos simultaneamente e não podem ser usados para comunicação entre hosts
individuais.
2.4.2.2 – Tipos de Classes nos Endereços IPv4 (Internet Protocol Version 4)
O endereço IPv4 como visto anteriormente é um endereço formado por 32 bits divididos em 4
grupos de 8 bits, ou seja 1 BYTE, com uma notação compreendida pelos dispositivos de redes
em binário e pelos usuários em decimal. O tamanho do protocolo IPv4 em endereços vão de
0.0.0.0 até 255.255.255.255 o que torna os endereços IPv4 em uma combinação e possibilidade
total de 4.294.967296 de endereços. Sendo que nem todos os endereços podem ser alocados pra
o uso de hosts. Alguns foram divididos em categorias de experimentais (pesquisas futuras),
multicast, e loopback.
Fora desses endereços especiais, os endereços IPv4 restantes foram divididos em classes de A,
B, C, D e E. Onde a Classe D são os Endereços Multicast, a Classe E são os Endereços
Experimentais. Cada classe possui um intervalo de endereço específico. Onde as classes
principais são (CISCO, 2013):
a) Classe A: Antes da CIDR (RFC 1519 – 09/1993) uma classe A de endereços foi
reservada para redes grandes de 1.0.0.0 à 127.0.0.0, com uma combinação de mais de 16
milhões de endereços hosts. Com um prefixo de máscara /8 que indicava os primeiros

19
oito octetos de endereços para rede e os restantes três octetos 24 finais que seriam usados
para endereçar hosts.
b) Classe B: Antes da CIDR (RFC 1519 – 09/1993) uma classe B de endereços foi
reservada de 128.0.0.0 à 191.255.0.0 projectada para suportar redes de tamanho
moderado e com mais de 65.000 hosts. Os endereços IPv4 da classe B usavam de padrão
o prefixo de máscara /16, ou seja os primeiros dois octetos eram usados para endereços
de rede e os restantes dois octetos 16 finais que seriam usados para endereços de hosts.
c) Classe C: Antes da CIDR (RFC 1519 – 09/1993) uma classe C de endereços foi
reservada de 192.0.0.0 à 233.255.255.0 esse espaço de endereço fornecia endereços para
redes que se diziam pequenas, com uma combinação máxima de 254 hosts. Os endereços
IPv4 da classe C usavam de padrão o prefixo de máscara /24, indicando que a classe C
usa os últimos oito octetos para endereçar hosts e os primeiros três octetos eram usados
para endereçar as redes.
2.4.3 – Esgotamento e Medidas IPv4 (Internet Protocol Version 4)
Foi feita uma análise nas políticas que existiam para a rede internet, e uma observação devido
ao rápido crescimento que a rede apresentava, e foi previsto que esse crescimento em pouco
tempo, em épocas próximas os endereços IPv4 apresentariam dificuldades e não seriam
suficientes para o endereçamento mundial que crescia. Uma das causas dessa insuficiência era o
desperdício de endereços no início das redes.
Como as redes no princípio foram divididas em classes e cada uma delas com sua máscara
padrão, como a Classe A com mascara /8 possibilitando mais de 16 milhões de endereços, Classe
B com mascara /16 possibilitando mais de 65.000 endereços e a Classe C com mascara /24

20
possibilitando 254 endereços. No princípio depois dessa divisão, toda vez que uma Empresa de
grande porte pedia um bloco de endereços para uso interno na empresa com os seus funcionários,
eram dados endereços de mascara /8, ou seja mais de 16 milhões de endereços, e muitas das
grandes empresas de tecnologias mundiais conhecidas até hoje, basearam-se nessa vantagem.
Uma também das causas do desperdício e da insuficiência dos endereços, é que depois dos
anos 90, o serviço das redes e internet popularizou-se muito para pequenas empresas, para o uso
doméstico, que usuários já tinham a possibilidade de comprar e ter um computador em casa com
este serviço e mais. No final de 2005 o mundo chegou a 1 bilhão de usuários de internet, com
aproximadamente 845 milhões de pessoas usando a web regularmente, de acordo com a pesquisa
“Worldwide Online Access: 2004-2010”, divulgada em 19/05/06 pela eMarket, Porém três (3)
medidas foram tomadas para se conter a disponibilização dos endereços IPv4 nas redes, tais
medidas são:
a) CIDR - (Classless Inter-Domain Routing - RFC 1519 – 09/1993)
Como no princípio o alocamento de endereços as Empresas, era feita através de classes que
tinham suas máscaras de tamanho padrão e se achou um desperdício de endereços, em 09/1993
foi publicada a CIDR (RFC 1519) que se permitia ter uma máscara de rede variável em qualquer
classe para o tamanho de rede que se acha desejável.
 Máscaras classe A 255.0.0.0 ou seja máscara /8 →Mais de 16.000.000 de Endereços.
 Máscaras classe B 255.255.0.0 ou seja máscara /16 →Mais de 65.000 Endereços.
 Máscaras classe C 255.255.255.0 ou seja máscara /24 →254 Endereços.
Máscara de rede é o valor responsável pelo tamanho da rede, então essa RFC permitiu se ter
máscaras de redes de acordo com o tamanho da rede, ou melhor se temos uma rede com máscara
/16 e se considera muito grande, e se temos uma rede com máscara /24 e consideramos pouco. Já
se podia passar a ter uma máscara /20, ou seja uma máscara variável para o tamanho da rede que
se deseja.
Uma situação prática do que acontecia nas redes antes de 1993 era o seguinte: Se uma
Empresa que tinha 300 hosts fazia uma solicitação de endereços IPv4 naquela época antes de
1993, como a Empresa tinha 300 hosts e a máscara /24 só cabem 254 hosts insuficientes, a

21
Empresa recebia endereços com uma mascara /16, o que dava uma possibilidade de 65.534 de
endereços e depois de se endereçar os 300 hosts, existia um desperdício grande de 65.234 de
endereços.
Então se essa mesma Empresa depois da CIDR em 1993, quer endereçar os mesmos 300 hosts
e faz uma solicitação de endereços IPv4 depois de 1993, como a empresa tem 300 hosts ela
recebe um endereço com máscara /23, o que possibilita um total de 510 endereços para hosts, e
quase sem desperdício de 200 IPs restantes aceitáveis.
b) DHCP – (Dynamic Host Configuration Protocol – RFC 2131 - 1997)
Desenvolvido em 1993, o DHCP foi desenvolvido com o intuito de atender as necessidades
das operadoras (ISP), foi revisado e publicado em 1997 na (RFC 2131). O que acontecia na
época é que as operadoras, toda vez que tinham que fornecer o serviço de internet aos usuários
“nos seus computadores”, eles alocavam os endereços para os seus clientes, quer sejam
Empresas ou clientes de uso doméstico, e esses IPs ficavam “presos” aos usuários mesmo que os
clientes não estejam a usar o serviço internet. Essa questão preocupou aos ISP dando assim um
desperdício de endereços presos a um cliente que não esteja a usar o serviço.
O DHCP foi criado em 1993 para atender as operadoras em situações que, se os usuários não
estão a usar o serviço internet, os seus endereços IP são devolvidos as operadoras e estes
endereços podem ser alocados e emprestados a outros clientes que estejam a usar o serviço sem
nenhum desperdício. O DHCP é:
- Muito usado até hoje para atender a clientes residenciais e empresas de pequeno porte;
- IP Dinâmico;
- Endereços emprestados (lease) ao fim da conexão são devolvidos ao ISP e podem ser
emprestados para outros clientes;
- Hoje também muito usado nas redes das empresas com endereços privados;
c) NAT – (Network Address Translation – RFC 2663 – 08/1999)
Desenvolvido em 1999 na (RFC 2663) o NAT é o maior responsável pela sobrevivência dos
endereços IPv4 e foi desenvolvido na observação da (RFC 1918).

22
Nessa (RFC 1918) foi determinada três (3) faixas de endereços de classes diferentes,
nomeadamente as classes A, B e C, como faixas de endereços privados, ou seja, podem ser
usados dentro das Empresas privadas sem serem pagos, mas também os endereços não podem
ser roteados na internet. As faixas de endereços são:
 10.0.0.0 até 10.255.255.255/8 → Classe A
 172.16.0.0 até 172.31.255.255/12 → Classe B
 192.168.0.0 até 192.168.255.255/16 → Classe C
As operadoras passaram a cobrar apenas pelos endereços públicos mais caros.
O NAT foi desenvolvido e publicado com a função de fazer essa transição dos endereços
privados para os endereços públicos roteados na internet. Ou seja ele associa um endereço
privado de uma máquina interna da rede a um endereço publico que está sendo utilizado e
roteado na internet pela mesma rede, e também o vice-versa.
Com isso, Empresas não precisavam mais solicitar IPs públicos, esses IPs não podiam mais ser
roteados servindo apenas para redes locais.
 Com o NAT as Empresas passariam a se conectar na internet por apenas um ou
poucos endereços IPv4 públicos.
 A tradução de um endereço privado em público na borda da rede local passaria a ser
um serviço normal.
Figura 4: DEMONSTRAÇÃO DO NAT
Fonte: AUTOR
Internet

23
2.5 – Protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6)
O protocolo IPv6 tem endereços mais longos que o IPv4. Ele tem 16 bytes, ou seja 128 bits
maiores em relação aos 32 do IPv4, o que resolve o problema que o IPv4 apresenta.
O protocolo é escrito só no formato Hexadecimal com capacidade de endereçar mais de
3.400.000.000.000.000.000.000.000.000 (cerca de 340 undecilhão) de endereços hosts.
O sistema de numeração hexadecimal é um sistema de base dezasseis, onde a base de números
16 do sistema de numeração utiliza os números de 0 à 9 e as letras de A à F. Quatro bits podem
ser representados por um único valor hexadecimal.
Foi escolhido o sistema hexadecimal por ser o que tem menor notação para o endereço IPv6.
Se fosse para representar em binário um endereço IPv6, como temos 128 bits, um endereço IPv6
em binário ficaria:
Ou então em decimal: 192.168.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1
Já em Hexadecimal fica: C0A8.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0001
Que na forma abreviada Hexadecimal IPv6 fica: C0A8::1
O IPv6 é formado por oito (8) quartetos divididos por dois pontos (:), Exemplos de dois
endereços IPv6 podem ser:
 2001:0DB8:CAFE:0000:0000:0000:0000:0001/64
 FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/64
O IPv6 não tem a máscara de rede, pois a mascara de sub-rede de um tamanho de 128 bits
seria complicado, somente existem os prefixos de rede /64, 32, /127.
Para se tornar o endereço IPv6 mais curtos agradáveis existem regras de abreviação na notação
dos endereços. Tais regras são:
a) 1ª Regra - Omitir os zeros a esquerda dos endereços:

24
Em cada um dos quartetos podemos omitir os zeros a esquerda. Exemplo:
Endereço: 2001:0DB8:CAFÉ:0000:0000:0000:0000:0001/64
Aplicando a 1ª regra o endereço fica:
2001:DB8:CAFÉ:0:0:0:1/64
Onde o Endereço torna-se mais agradável.
b) 2ª Regra - Omitir as sequências de zeros:
Podemos omitir uma sequência de quartetos de zeros representando com (::) dois
pontos duplos. Exemplo:
Endereço: 2001:0DB8:CAFE:0000:0000:0000:0000:0001/64
Aplicando a 2ª regra o endereço fica:
2001:0DB8:CAFE::0001/64
Então é possível aplicar as duas regras, tornando o endereço IPv6 mais simples, um exemplo
pode ser o primeiro endereço, aplicando as duas regras o endereço fica: 2001:DB8:CAFE::1/64
2.5.1– Cabeçalho do Protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6)
Mudanças foram realizadas no formato do cabeçalho base do IPv6 com menos campos, apenas
8 (oito) de modo a torná-lo mais simples. A Figura 5 abaixo mostra como é o cabeçalho IPv6.
Em comparação ao seu antecessor foram retirados do cabeçalho, os campos: IHL, identification,
flags, fragment offset, header checksum, options e Padding que pertenciam no IPv4.
Versão Classe de Tráfego Identificador de Fluxo
(Version) (Traffic Class) (Flow Label)
Tamanho dos Dados Próximo Cabeçalho Limite de Encaminhamento
(Payload Length) (Next Header) (Hop Limit)

25
Figura 5: Cabeçalho IPv6
Fonte: ipv6.br/post/cabecalho
A Figura 6 abaixo mostra a vermelho a remoção dos campos do cabeçalho IPv4 para o
IPv6.
Versão Tamanho do Tipo de Serviço
(Version) Cabeçalho (ToS)
(IHL)
Tamanho Total
(Total Length)
Identificação
(Identification)
Flags Deslocamento do Fragmento
(Fragment Offset)
Tempo de Vida Protocolo
(TTL) (Protocol)
Soma de verificação do cabeçalho
(Checksum)
Opções + Complemento
(Options + Padding)
Figura 6: Cabeçalho IPv4 Remoção de campos para o IPv6
Fonte: ipv6.br/post/cabecalho
Outra característica importante no desenvolvimento do cabeçalho IPv6, ele não apresenta
nenhum campo que identifica o “tamanho do cabeçalho”, pois o cabeçalho tem tamanho fixo de
sempre 40 bytes. Os campos “identificação”, “Flags”, “deslocamento do Fragmento” e “Opções
+ Complementos” passaram a ter suas informações indicadas em cabeçalhos de extensão
apropriados. Além disso, ele ficou mais flexível e eficiente com essa adição de cabeçalhos de
extensão que não precisam ser processados por roteadores intermediários.
Por fim, o campo “Soma de verificação do cabeçalho (Checksum)” foi descartado já que a
verificação de erros é realizado pelos protocolos das camadas superiores da arquitectura TCP/IP.
Tais alterações permitiram que, mesmo com um espaço de endereçamento quatro vezes maior
que o do IPv4, o tamanho total do cabeçalho IPv6 fosse apenas duas vezes. Enquanto que no
IPv4 o cabeçalho varia entre 20 e 60 bytes.
Onde os campos do cabeçalho IPv6 indicam:

26
a) Version: a versão do cabeçalho que é a 6, motivo pelo qual chamamos de IPv6 o
protocolo IP;
b) Traffic class: é o antigo campo ToS (Tipo de serviço), faz distinção entre os pacotes
com diferentes requisitos de entrega em tempo real.
c) Flow label: é usado com novas aplicações que necessitem de bom desempenho de
qualidade de serviço, pois permite associar datagramas que fazem parte da comunicação
entre duas aplicações. Um campo novo e não muito ainda utilizado, mas vai ser muito
importante principalmente para as aplicações multimédias, pois ele associa vários tipos
de pacotes em único fluxo, como por exemplo um Streaming de Video.
d) Payload length: Determina o número de bytes que seguem o cabeçalho de 40 bytes.
e) Next header: o cabeçalho pode ser simplificado, porque existe a possibilidade de
haver outros cabeçalhos de extensão (opcionais). Esse campo informa quais dos seis
cabeçalhos de extensão (actuais) seguem esse cabeçalho, se houver algum. Se esse
cabeçalho for o último cabeçalho do IP, o campo Next header revelará para qual tratador
de protocolo de transporte (por exemplo, TCP, UDP) o pacote deverá ser enviado
(TANENBAUM, 2003);
f) Hop limit: e usado para impedir que os pacotes tenham duração eterna (que os pacotes
entrem em loop). Na pratica ele é igual ao campo Time to live do IPv4 (TANENBAUM,
2003);
g) Source Address: Endereço de origem de um pacote IPv6 de 128 bits.
h) Destination Address: Endereco de destino de um pacote IPv6 de 128 bits.
O cabeçalho IPv6 apresenta dois campos Source Address e Destination Address de 128 bits,
quatro (4) vezes maiores que o IPv4. E foi observado que mesmo tendo dois campos de quatro
(4) vezes o tamanho do IPv4, O cabeçalho IPv6 ficou muito simples para as máquinas rotearem
rápido os pacotes.
2.5.1.1– Cabeçalhos de Extensão do Protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6)
No IPv4, o campo opções do cabeçalho traz informações complementares ao cabeçalho, isso
fazendo com que o cabeçalho IPv4 tenha um tamanho variável entre 20 a 60 bytes. Então sempre
que um roteador antes de ler um cabeçalho desencapsulando o IPv4, ele deve ir ao cabeçalho

27
calcular no campo do tamanho, e calcular o tamanho desse cabeçalho para depois o roteador
começar a ler. Isso faz com que os roteadores percam um pouco de tempo na redundância e faz
com que o cabeçalho IPv4 não seja tão eficiente como o do IPv6.
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 dos roteadores.
Os cabeçalhos de extensão do IPv6 são:
 Cabeçalho Hop-by-Hop - Usado para transportar informação opcional que tem de
ser examinada por cada nó ao longo do caminho do pacote
 Cabeçalho Destination Options - Usado para transportar informação opcional a ser
analisada apenas no destino do pacote.
 Cabeçalho Routing - Usado por uma fonte IPv6 para listar um ou mais nós
intermerdiários que devem ser visitados até o pacote chegar ao destino.
 Cabeçalho Fragmentation - Usado para enviar módulos de dados maiores do que a
Maximum Transmit Unit (MTU) de um caminho.
 Cabeçalho AH + ESP – Cabeçalho responsável pelo suporte nativo de IPv6 ao IPSec.
Significa que qualquer host que tenha a pilha IPv6 instalada nele, ele já tem por
default o IPSec de segurança na rede, o que não acontecia no IPv4.
Isso passa a dizer que a segurança na rede pode ser feita em arquitecturas fim-a-fim,
o que antes não era possível, a segurança normalmente era feita no roteador ou algum
dispositivo intermediário.
Segundo Karn et al. (1998), o projecto IPSec representa um esforço desenvolvido
pelo Working Group IPSec da IETF para desenvolver uma arquitectura de segurança
para o protocolo IPv6 e tem como objectivos:
a) Criar uma infra-estrutura de rede segura providenciando protecção nos cabeçalhos
de dados e de chaves;
b) Reduzir a preocupação de implementar mecanismos de segurança nas aplicações;
c) Compatibilizar o seu funcionamento com mecanismos de segurança já existentes
e utilizados por aplicações;

28
d) Evitar problemas de exportação de criptografia;
e) Ser parte integrante do protocolo IPv6 e poder ser aplicável ao IPv4.
Então o cabeçalho AH (Authentication Header) é o cabeçalho responsável pelos
serviços de autenticação e o ESP (Encapsulation Security Payload) é o cabeçalho
responsável pelo serviço de criptografia, muito eficaz para a segurança de redes
virtuais privadas através de redes públicas.
2.5.2 – Endereçamento IPv6 (Internet Protocol Version 6)
Uma das novas características deste protocolo é o novo formato do endereço. O IPv6 amplia o
actual endereço de 32 para 128 bits escritos em numeração hexadecimal possibilitando assim um
método mais simples de autoconfiguração através do uso da identificação EUI-64 da maior parte
das interfaces de rede.
No IPv6 existem três tipos de endereços: Unicast,Multicast e Anycast. No protocolo IPv6 em
relação ao IPv4 o conceito de endereço broadcast foi removido, pois no IPv6 não existem
pacotes em broadcast, na verdade existe uma forma de comunicação com todos hosts de uma
rede, não sendo com o ultimo endereço de uma rede.
a) Endereços Unicast: São responsáveis por endereçar um host de maneira única na rede.
Identificam apenas uma interface. Um pacote destinado a um endereço unicast é enviado
directamente para a interface associada a esse endereço. No IPv6 cada host vai poder ter
o seu próprio endereço nas redes, possibilitando uma comunicação unicast de host para
host nas redes.
Existem três (3) tipos de Pacotes Unicast:
 Unicast Link-Local
 Unicast Unique-Local
 Global Unicast
Unicast Link-Local – são endereços usados apenas para a comunicação de um
enlace específico com uma interface directamente conectada.

29
O range de endereços do Link-Local são de FE80::/10 à FEBO::10, mas muito
utilizados até hoje os FE80.
Esses endereços são configurados automaticamente sem a interferência
humana.
Figura 7: Representação Endereços Unicast Link-Local
Fonte: AUTOR
Onde os primeiros 10 Bits são alocados pelo FE80 e os outros 54 bits para a
parte de rede, vão ser atribuídos dinamicamente junto com os outros 64 bits da
parte de hosts também dinamicamente.
Os sistemas operacionais é que atribuem esses endereços. Na verdade quando
se atribui um endereço IPv6 é possível verificar um endereço já existente. Esse
endereço é o Link-Local.
Unicast Unique-Local – Os endereços Unique-Local funcionam como
endereços privados. Apesar de cada host no IPv6 poder ser um host único nas
redes e internet, o conceito de endereço privado tornou-se uma questão em que
todo profissional de rede precisa ter.
Então foi separado um bloco de endereços no IPv6 para serem endereços
privados, ou seja Unique-Local (ULA) e podem ser usados internamente em uma
empresa.
Apesar de sua existência no IPv6 é preferível a configuração do endereço
global onde cada host é único na internet.
O bloco FC00::/7 foi subdividido em dois blocos /8 o FC00::/8 e o FD00::/8.
10 Bits 54 Bits
64 Bits
Interface ID0
FE80::/10

30
Global Unicast - São endereços públicos e roteáveis. A IANA reservou para o
uso apenas o 2000::/3 o que já representa uma quantidade muito maior que todo o
range do IPv4. Esse endereço vai de 2000 até E000.
b) Endereços Multicast: O conceito de multicast continua igual ao no IPv4. Este endereço
identifica um grupo de interfaces pertencente a diferentes nós, mas um pacote destinado a
um endereço multicast é enviado para todas as interfaces do grupo.
Por exemplo: todos os roteadores que usam RIPng ou seja todos os roteadores que
usam o OSPFv3. Então são endereços sempre multicast.
No IPv4 os endereços de multicast eram os endereços da classe D que tinham range de
(224.0.0.0 até 239.255.255.255).
No IPv6 os endereços multicast são FF00::/8. Existe um grupo chamado Multicast-All-
Nodes que tem o conceito semelhante ao broadcast (que não existe no IPv6). O Multicast-
All-Nodes faz um conceito parecido de repetição das mensagens para todos os hosts de
um mesmo segmente de rede. Foi nesse conceito dos Endereços Multicast que se
eliminou o broadcast no IPv6.
Endereço Escopo Descrição
FF01::1 Interface Todas as Interfaces
FF02::1 Enlace Todos os hosts no link
FF02::2 Enlace Todos os Roteadores no link
FF02::5 Enlace OSPF v3 (Roteadores)
FF02::6 Enlace OSPF v3 (Rot. Designados)
FF02::9 Enlace RIPng
FF02::A Enlace EIGRP
FF02::1:FFXX:XXX Enlace Solicited-Node
FF02::1:2 Enlace Todos os servidores DHCP
FF05::1:3 Site Todos os servidores DHCP
FF0X::101 Variável Todos os servidores NTP
Tabela 1: Grupos conhecidos de Multicast
Fonte: AUTOR.
c) Endereços Anycast: Conceito novo de protocolo IPv6. Serve para a comunicação de um
para um de muitos. Ele identifica um grupo de interfaces pertencentes a nós diferentes.

31
Um pacote destinado a um endereço anycast é enviado para uma das interfaces
identificadas pelo endereço. Especificamente, o pacote é enviado para a interface mais
próximo de acordo com o protocolo de roteamento.
É possível atribuir o mesmo endereço anycast em vários hosts de um grupo e os
roteadores são responsáveis pela inteligência de encaminhamento. Um exemplo prático
seria um grupo de servidores DNS que fazem parte do mesmo grupo anycast, ou seja, o
servidor mais próximo recebe o pacote e responde a solicitação e os outros servidores não
precisam responder participando mais da comunicação.
2.5.3 – O Protocolo ICMPv6
O protocolo ICMP que foi modificado para a versão 6 do conjunto de protocolos TCP/IP
(ICMPv6) segue com a mesma estratégia e finalidades da antiga versão quatro. O ICMPv6 foi
modificado para torná-lo compatível com o IPv6. Além disso, alguns protocolos que eram
independentes na versão 4 agora fazem parte do ICMPv6. A Figura 3.6 apresenta uma
comparação entre a camada de rede da versão 4 com a da versão 6. (FOROUZAN, 2010).
O protocolo que esta por detrás do serviço de diagnostico de rede ping. O ICMPv6 é um
protocolo importante para o diagnóstico da rede também.
Esse protocolo ICMPv6 vem marcado no campo Next Header e com código de valor 58. As
mensagens ICMPv6 são de dois tipos: (i) mensagens de erro e (ii) mensagens de informação.
Figura 8: Comunicação de dados e redes de computadores
Fonte: FOROUZAN, 2010.
Na versão do IPv4 o ICMP a sua principal funcionalidade é o diagnóstico da rede. Através dos
serviços que tem de diagnóstico, teste de conectividade e verificar os de tipos de problemas que
podem existir numa comunicação. Desde a falta de conectividade simples até a má formação dos
pacotes.
Camada de rede na versão 4 Camada de rede na versão 6

32
O problema é que no IPv4 se limita essas funcionalidades e outras do ICMP com os firewalls.
No IPv4 não se da muita importância ao ICMP, já no IPv6 esse protocolo ganha mais
importância, porque ele passa a exercer funções que são importantes na rede e substitui os
protocolos como ARP, RARP. Ele em IPv6 é o responsável, por exemplo, pela autoconfiguração
da rede onde uma rede interna pode se configurar sem a interferência humana.
O ICMPv6 tem cinco mensagens que são trocadas em um segmento de rede muito importante
para a descoberta de vizinhança (IPv6.br):
a) RS (Router Solicitation) – Enviada por uma estação que deseja aprender informações de
um roteador dentro do segmento de rede local. Desta forma o host poderá ter
conectividade com o mundo sem a necessidade de um servidor DHCPv6;
b) RA (Router Advertisement) – O RA pode ser utilizado para responder a uma solicitação
RS e para configurar um roteador para enviar anúncios regulares em intervalos regulares.
Nos equipamentos CISCO o RA é configurado para enviar anúncios periodicamente.
Quando o anúncio é feito de forma automática, a origem será um endereço Multicast All-
Nodes FF02::1;
c) Gerenciamento de Grupos Multicast – Para switch que tenha suporte a IPv6 ele
utilizará um protocolo MLD (multicast listener Discovery), este protocolo substitui o
IGMP, cuja função é controlar os membros de um grupo de multicast;
d) NS – Mensagem enviada de um host para encontrar o endereço MAC correspondente a
um determinado endereço IPv6 ou para confirmar que aquele endereço é único;
e) NA – Estas são mensagens enviadas em resposta a solicitação NS.
O ICMPv6 tem um outro procolo sobre ele, que é NDP (Neighbor Discovery Protocol).
2.5.3.1 – NDP
The Neighbor Discovery Protocol ou NDP no IPv6 é um protocolo de melhoria embutido
sobre o Internet Control Message Protocol (ICMP). Facilita a descoberta de dispositivos vizinhos

33
através de uma rede, descobrir os roteadores do enlace, descobrir o prefixo da rede, manter as
informações de alcançabilidade dos vizinhos, autoconfiguração (SLAAC), resolução de
endereços físicos (MAC) e a detenção de endereços duplicados.
2.5.4 – Autoconfiguração SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration)
Uma rede que se autoconfigura sem a intervenção de um servidor DHCP. Através dos
protocolos ICMPv6 e do NDP e dividida em duas etapas:
 Configuração do prefixo da rede.
 Configuração do endereço do host.
a) Configuração do prefixo de rede: Obtido de um roteador através do NDP.
Mensagem RA (Router Advertisiment) anunciadas pelos roteadores para anunciar o
prefixo da rede.
Em resposta a uma RS (Router Solicitation) enviada pelo host
b) Configuração do endereço do host: Os últimos 64 bits do endereço são gerados a
partir do endereço MAC.
2.5.5 – DHCPv6
Diferente do SLAAC o servidor DHCPv6 mantém uma tabela de registos com os endereços
atribuídos e o tempo de empréstimo do endereço.
O DHCPv6 foi definido na RFC 3315, na história do DHCP o intuito do serviço era conter o
esgotamento dos IPv4, e no IPv6 foi definido para a gerência da rede. Ele tem funcionamento
básico igual ao DHCPv4. Este serviço versão 6 pode ser usado em dois modos que são: Modo
Stateless – onde ele funciona não informando todos os serviços de IP de uma tabela de
roteamento e no Modo Statefull – onde ele trabalha atribuindo quase todos os serviços que
podem ser distribuídos na rede. Existem também mais de 30 opções disponíveis no campo
Option como nome de domínio, servidor DNS, servidor WINS, endereço de Proxy,
configurações de VOIP dentre outras coisas com o DHCPv6.

34
2.6 – Migração IPv4-IPv6
O protocolo IPv6 funciona muito melhor que o IPv4, mas infelizmente não é só por esse
motivo que estacões e instituições de ensino devem lidar com esse novo protocolo, na verdade é
o esgotamento do IPv4 que proporciona essa migração, o que ocasiona uma diminuição na taxa
de crescimento das redes tornando a utilização da internet mais cara. Em comparação com as
regionais que também lidam com o mesmo problema, a migração esta a ser feita de forma
gradual com capacitação e formação, tornando assim uma coexistência dos dois protocolos em
funcionamento.
A implementação do IPv6 será quase inevitável e necessária, mas a migração não se dará de
uma data única e anunciada, cada estação de rede através das suas necessidades vai migrar, e esta
migração dos protocolos será através das técnicas de transição.
2.6.1 – Dual Stack (Pilha Dupla)
É a dita mais simples de todas as técnicas de transição, esta técnica deve ser a preferida
sempre que possível, os hosts trabalham com as duas pilhas de IP a v4 e a v6. Assim os hosts
acessão tanto a Internet IPv4 quanto ao IPv6 e é totalmente transparente ao usuário.
.
Figura 9: Técnica de Pilha Dupla
Fonte: AUTOR.

35
Mas para se manter as duas pilhas de protocolos a funcionar, significa manter duas redes
lógicas, ou seja, gerenciamento dobrado em (Vlans, regras de firewall, servidores e mais)
2.6.2 – Tunelamento
É o método mais utilizado na fase inicial de implantação do IPv6, que permite transmitir
pacotes IPv6 em redes IPv4 e vice-versa existentes por meio da criação de túneis ou
tunelamento, sem a necessidade de realizar mudanças nos mecanismos de roteamento e a
topologia das redes.
2.6.2.1 – Tunelamento 6in4
Roteador-a-Roteador – redes IPv6 separadas por redes IPv4 necessitam de se comunicar
entre elas e precisam de transportar os pacotes dentro da rede IPv4. Um exemplo seria duas redes
(empresas) que já operam com o IPv6 a necessidade de comunicação, mas com um provedor de
internet que ainda opera com IPv4. Esse processo de configuração é realizado nos roteadores de
borda entre IPv6 e IPv4 em forma de rotas estáticas.
Figura 10: Tunelamento 6in4 - Roteador-a-roteador
Fonte: IPV6.BR, 2012.
2.6.2.2 – Tunelamento 6to4
Roteador-a-Roteador - permite a comunicação entre hosts IPv6 através de uma infra-
estrutura IPv4, onde é fornecido um endereço IPv6 único formado pelo prefixo de endereço
Provedor ISP
Pacote IPv6
encapsulado em
IPv4

36
global 2002:wwxx:yyzz::/48, onde wwxx:yyzz é o endereço IPv4 público do host provedor
convertido para hexadecimal. O host IPv6 envia um pacote IPv6 ao roteador 6to4 que o
encapsula em um pacote IPv4 utilizando o protocolo tipo 41 e o encaminha ao host de destino
IPv6 através de uma rede IPv4 (IPV6.BR, 2012) em configuração de rotas dinâmicas;
2.6.2.3 – Tunelamento ISATAP (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)
Host-a-Roteador - técnica que permite a criação de túneis que ligam host a roteadores através
de uma rede IPv4 onde o endereço IPv6 que é atribuído aos hosts e roteadores é baseado em um
prefixo de 64 bits que pode ser link-local, um prefixo 6to4, ou um prefixo global atribuído por
um provedor, seguido por ::0:5EFE:w.x.y.z ou ::0:5EFE:w.x.y.z, onde o w.x.y.z representa o
endereço IPv4 do host ou do roteador, e os valores 0:5EFE e 200:5EFE indicam se esse
endereço IPv4 é privado ou público, respectivamente. O ISATAP 40 também utiliza o protocolo
tipo 41 para transmissão de pacotes IPv6 (CISCO ISATAP, 2013);
Figura 11 – Tunelamento ISATAP - Host-a-Roteador
Fonte: IPV6.BR, 2012.
2.6.3 – Tradução (NAT)
Devido a escassez dos endereços IPv4, como uma medida de “total desespero”, os ISP que não
tem mais IPv4, estão a fazer o NAT CGN especificado na (RFC 6598), onde se reservou mais
uma vez um endereço privado 100.64.0.0/10 apenas para as operadoras. Onde o NAT passa a se
realizar no nó do roteador das operadoras para mais de um cliente.
Pacote IPv6
encapsulado em
IPv4

37
Ao invés de se alugar um endereço IPv4 público para cada empresa como se fazia no início,
esse NAT CGN passa a usar um único endereço público no seu nó para muitas empresas (o que
muitas vezes é transparente a muitos clientes) e as regras de segurança da rede “Empresa
Cliente” passam a ser gerenciadas pelos ISP, o que é complicado na segurança e que torna a dita
NAT do NAT.
2.6.3.1 – NAT64
É a técnica de transição que utiliza unicamente endereços IPv6 nos hosts clientes e possibilita
a comunicação com destinos em IPv6 e IPv4 ou seja ela funciona para redes IPv6 que querem
usar a internet IPv4. Um outro protocolo crucial neste processo é o DNS64, que integra a
solução, possibilitando a descoberta de endereços remotos IPv4, manipulando-os num formato
em que o protocolo IPv6 entenda.
Normalmente quando um host é configurado apenas com endereço IPv6 e deseja comunicar-se
com um servidor que só suporta o protocolo IPv4, esta comunicação é iniciada por meio de dois
principais processos, sendo o primeiro uma resolução DNS64, e o segundo uma tradução de
cabeçalhos IP pelo gateway NAT64.
Na figura 12 abaixo, este processo é ilustrado, onde um host envia um pedido de resolução
sobre domínio h2.example.com ao servidor DNS64. O servidor, por sua vez, envia a resposta
com o endereço IPv4 resolvido, mas de forma convertida para IPv6 (64:ff9b::c00:201). Desta
maneira, o host cliente entende, de forma transparente, que irá se comunicar com um servidor
que possui endereçamento IPv6, encaminhando os pacotes ao gateway que está configurado para
suportar NAT64. Este gateway entende que, quando um destino cujos 32 bits iniciais possui os
caracteres „64:ff9b‟, terá, em seus 32 bits finais, o endereço IPv4 convertido em hexadecimal.
Assim, o gateway converte o cabeçalho IPv6 para IPv4 com base no endereço destino original
transformando-o em um destino IPv4 (hexadecimal para decimal) e a origem é dada da mesma
forma como no NAT44, com um IPv4 particular a múltiplas conexões.
Desta forma, o gateway funciona como intermediador entre os dois protocolos.

38
Figura 12 – NAT64
Fonte: RNP - Técnicas de transição IPv4/IPv6
NAT64 é sim uma técnica complexa, mas dita sofisticada e elegante para todos profissionais
de rede, pois ela se molda e se adapta pode ser com qualquer tipo de endereço IPv4 ou IPv6.
Os principais objectivos propostos que o IPv6 deve atender são: (TANENBAUM, 2003)
a) Aceitar bilhões de hosts, mesmo com alocação de espaço de endereços ineficientes;
b) Reduzir o tamanho das tabelas de roteamento que existem;
c) Simplificar o protocolo, de modo a permitir que os roteadores processem os pacotes com
mais rapidez
d) Oferecer mais segurança (autenticação e privacidade - IPsec) do que o IPv4;
e) Dar mais importância ao tipo de serviço, particularmente no caso de dados em streaming
(tempo real);
f) Permitir multidifusão, possibilitando a especificação de escopos;
g) Permitir que um host mude de lugar sem precisar mudar o endereço;
h) Permitir que o protocolo evolua no futuro;
i) Permitir a coexistência entre protocolos novos e antigos durante anos com tradução;

39
CAPÍTULO III – METODOLOGIA
3.1- Metodologia do trabalho
A palavra metodologia vem do grego “méthodos”= “caminho para chegar a um objectivo”
mais “logos”= “conhecimento”; então, metodologia, são regras e procedimentos utilizados por
determinado método, ex.: a necessidade de se fazerem observações dos factos em estudo, a
necessidade de formular hipóteses, a elaboração de instrumentos de trabalho etc. (Laville e
Dionne, 1999);
Existem várias formas de classificar uma pesquisa, pode-se classificar quanto a natureza da
pesquisa, quanto a forma de abordagem do problema que incluem Pesquisas Quantitativas e
Pesquisas Qualitativas e quanto aos seus objectivos e aos procedimentos técnicos (SILVA &
MENEZES, 2001).
Quanto a natureza da pesquisa usou-se a metodologia aplicada ou tecnológica, a qual tem
como finalidade gerar conhecimentos para aplicação prática dirigida à solução de problemas
específicos e envolve verdades e interesses locais, usou-se também o ponto de vista:
procedimentos técnicos, em que incluem:
a) Pesquisa Acção
Para a migração e implementação deste tema em plataforma virtual é uma pesquisa aplicada,
pois tem como premissa fundamental gerar conhecimentos para a aplicação prática imediata, e
do ponto de vista de forma a este tipo de abordagem, é uma pesquisa qualitativa, tendo como
ambiente empresarial o grupo Cervejas de Moçambique que foi feita a colecta de dados.
B) Pesquisa Bibliográfica
Para concretização deste trabalho de pesquisa foi usada também uma revisão bibliográfica de
modo a colher experiências descritivas referentes a migração, comunicação destes serviços de
protocolos IPv4-IPv6 em infra-estruturas e topologias de redes. Foi também usada uma
entrevista na CDM e na empresa de tecnologias de informação RealLife Technologies de modo a
obter a situação real do funcionamento da rede actual IPv4 que acontece no grupo Cervejas de
Moçambique.

40
CAPÍTULO IV – PROPOSTA A REDE DO GRUPO CDM: O ESTADO DE ARTE
4.1 – Descrição do Caso de Estudo
Actualmente o protocolo de rede IP na versão 4 responsável pela viabilização e endereçamento
dos dispositivos e computadores nas redes, tem sofrido uma migração para o mais actual IPv6
em muitas regiões mundiais, de acordo com as necessidades e o nível de crescimento das redes.
Em 2011 a IANA, o órgão mundial responsável pelo endereçamento IP, divulgou que havia
distribuído o último bloco de endereços IPv4 de máscara /8 aos cinco (5) órgãos regionais.
A APINIC (Ásia e Pacifico), RIPENCC (Europa), LACNIC (América Latina), ARIN
(América do Norte) e a AFRINIC em (África). No mesmo ano em 2011 a Autoridade Regional
da Ásia divulgou que seu estoque de endereços IPv4 havia acabado, a Autoridade Regional da
Europa em 2012 com endereços IPv4 acabados, a América Latina e a América do Norte em 2014
também com endereços IPv4 acabados, motivos pelos quais obrigou os serviços desse grupo
regional a migração IPv4-IPv6 e o uso dos serviços de redes para o protocolo IPv6.
Uma situação que a Autoridade Regional de África com algumas observações, apontou que o
seu esgotamento IPv4 pode ser alcançado em 2018 à 2020 de acordo com algumas TICs, e que se
continua ainda com alguma parte dos endereços em IPv4 disponíveis.
A CDM é uma empresa líder no mercado de bebidas alcoólicas e não alcoólicas em
Moçambique com mais de 100 anos e subsidiária do grupo “SABMiller” anglo-sul africana
responsável e de maior incidência neste negócio na África. A gestão deste grupo em
comunicação de redes é feita claro com base no protocolo de endereçamento IPv4, uma vez que
a “SABMiller” foi formada a partir da fusão do grupo Africano „South African Breweries’
situada na vizinha África do Sul em Johannesburg.
Em 2015 a empresa CDM e o seu grupo, cresceu e sofreu uma atenção que a empresa
multinacional líder no mercado mundial de cervejaria chamada “AB inBEV” com gerência
funcional na América do Norte aplicou um plano de aquisição no mercado da África, e comprou
as acções da “SABMiller”, o que deve tornar a gestão destes serviços em comunicação IPv6,
pois este grupo “AB inBEV” é de regional América do Norte que opera e traz exigência o IPv6.

41
A CDM conta actualmente com três (3) fábricas de cervejas principais, em Maputo, Beira e
Nampula. Estas fábricas estão directamente conectadas aos 5 (cinco) depósitos de venda e
algumas fábricas de produção também conectadas. Maputo está conectada com (Nampula, Beira,
Xai-Xai e Maxixe), Nampula conectada com (Pemba e Quelimane) e a fábrica da Beira
conectada com (Chimoio) através de redes WAN que operam com Links Secundários e
Primários dos ISPs: Movitel e Vodacom. Operadoras que actualmente só contam com a internet
IPv4. Conexão lógica, como ilustra a figura 13 abaixo:
Figura 13 – Topologia Lógica da Rede CDM (Microsoft VISIO)
Fonte: CDM e RealLife Technologies

42
Para demonstrar o comportamento da rede WAN prática que opera em IPv4 actualmente na
CDM através dos ISP (Movitel e Vodacom), foi disponibilizada a topologia da rede CDM na
Figura 13 no Microsoft Visio. A configuração IPv6 pode ser feita na rede LAN da CDM, uma
vez que é na rede LAN que se tem o total privilégio de administração e não existe restrição de
endereços IPv6, pode também ser feita na rede WAN, nas interfaces loopbacks da CDM que vão
aos ISPs. Foi criado um ambiente virtual utilizando o simulador de rede CISCO Packet-Tracer.
O simulador Packet Tracer permite simular o comportamento de roteadores, computadores,
servidores dentre outros dispositivos da CISCO, mesmos dispositivos usados na rede do grupo
CDM. A simulação é fidedigna de um roteador físico do mesmo modelo. Como aplicar as
técnicas de migração na rede CDM exige uma proposta planificada e aprovação, optou-se por
utilizar o emulador da CISCO para construir a topologia e analisar o seu comportamento.
Nesse cenário foi construída a rede física demonstrada em Topologia Lógica da rede CDM
(Microsoft VISIO) e acrescentada a rede LAN. Este cenário representa a realidade da rede. Com
a necessidade de IPv6 e as técnicas de migração sobre a CDM uma vantagem será o maior
suporte a novos nós de comunicação o que implica menos falhas de comunicação.
A mesma simulação faz com que todas redes se comuniquem utilizando as técnicas de
migração de Túneis e Pilha Dupla (uma vez que as redes LANs vem funcionando com os
endereços IPv4). Foi utilizado o protocolo de roteamento estático EIGRP da CISCO baseado em
vector distância para a rede WAN e o roteamento dinâmico IPv6 unicast-routing para a rede
LAN (uma vez que os roteadores já precisam de encaminhar tráfegos e participar em IGPs IPv6).
Figura 14 – Topologia Física da Rede CDM Implementada
Fonte: Autor

43
No cenário elaborado, foram utilizados roteadores e switchs da CISCO distribuídos
da seguinte forma:
a) Rede WAN (Representado pela cor azul):
 1 switch CISCO 2960 – Movitel ISP;
 Link Secundário Layer 2 da Movitel (camada 2) responsável pelo
trafego de dados e a comunicação entre as estações da CDM.
Configurada no modo TRUNK e Operando somente sobre o IPv4.
 VLANS criadas no ISP Movitel – Destinadas as sub-interfaces que
fazem parte da interface Giga 0/2.
 Vlan 110: Maputo – Nampula
 Vlan 120: Maputo – Beira
 Vlan 130: Maputo – Xai-Xai
 Vlan 140: Maputo – Maxixe
 Vlan 210: Nampula – Pemba
 Vlan 220: Nampula – Quelimane
 Vlan 310: Beira – Chimoio
 Vlan 320: Beira – Pemba (Conexão que a CDM pretende
futuramente)
 1 Switch CORE CISCO 3560 – Vodacom ISP;
 Link Primário MPLS Vodacom (camada 3), utilizado não só como
switch, mas também como roteador. Responsável primário pelo
trafego de dados e a comunicação entre as estações da CDM.
Operando somente sobre o IPv4.
 IPs destinados a WAN nas interfaces Vodacom:
 IPv4 - fe0/1: 20.20.20.5/30
 IPv4 – fe0/2: 20.20.20.13/30
 IPv4 – fe0/3: 20.20.20.1/30
 IPv4 – fe0/4: 20.20.20.5/30
 IPv4 – fe05: 20.20.20.29/30
 IPv4 – fe0/6: 20.20.20.9/30
 IPv4 – fe0/7: 20.20.20.21/30

44
 IPv4 – fe0/8: 20.20.20.17/30
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Maputo CDM-SEDE;
 Roteador da CDM-SEDE em Maputo que apenas duas interfaces
físicas fazem parte da rede WAN. Este roteador é responsável pelo
controle de entrada, saída, roteamento estático EIGRP para IPv4 e
dinâmico para o IPv6. É responsável também pelo tunelamento de
todas fábricas IPv6 em IPv4, pois cada uma das interfaces
loopbacks das outras estações usam a sua interface loopback para
formar um tunel.
 IPs destinados a WAN nas Sub-interfaces das Vlans que se
conectam a Movitel ISP.
 IPv4 – gig0/2.110: 10.10.10.1/30
 IPv4 – gig0/2.120: 10.10.10.5/30
 IPv4 – gig0/2.130: 10.10.10.9/30
 IPv4 – gig0/2.140: 10.10.10.13/30
 IP destinado a WAN na interface que se conecta a Vodacom ISP.
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.18/30
 IP destinado a interface loopback0 que forma túneis IPv6 em IPv4.
 IPv4 – 1.1.1.1/32
 Interface túnel0 IPv6 (Maputo - Nampula)
 IPv6 – 2001:1::1/64
 Interface túnel1 IPv6 (Maputo - Beira)
 IPv6 – 2001:2::1/64
 Interface túnel2 IPv6 (Maputo – Xai-Xai)
 IPv6 – 2001:3::1/64
 Interface túnel3 IPv6 (Maputo – Maxixe)
 IPv6 – 2001:4::1/64
 Interface túnel4 IPv6 (Maputo - Pemba)
 IPv6 – 2001:5::1/64
 Interface túnel5 IPv6 (Maputo – Quelimane)
 IPv6 – 2001:6::1/64

45
 Interface túnel6 IPv6 (Maputo – Chimoio)
 IPv6 – 2001:7::1/64
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Nampula;
 Roteador que apenas duas interfaces físicas fazem parte da rede
WAN. Este roteador é responsável pelo controle de entrada, saída,
roteamento estático EIGRP para IPv4 e dinâmico para IPv6.
Responsável pelo tunelamento da rede Nampula IPv6 em conexões
dos ISPs IPv4.
 IPv4 – gig0/2.110: 10.10.10.2/30
 IPv4 – gig0/2.210: 10.10.10.17/30
 IPv4 – gig0/2.220: 10.10.10.21/30
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.2/30
 IPv4 – 2.2.2.2/32
 Interface túnel0 IPv6 (Nampula - Maputo)
 IPv6 – 2001:1::2/64
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Beira;
Responsável pelo tunelamento da rede Beira IPv6 em conexões
dos ISPs IPv4..
 IPv4 – gig0/2.120: 10.10.10.6/30
 IPv4 – gig0/2.310: 10.10.10.25/30
 IPv4 – gig0/2.320: 10.10.10.29/30

46
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.6/30
 IPv4 – 3.3.3.3/32
 Interface túnel1 IPv6 (Beira - Maputo)
 IPv6 – 2001:2::2/64
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Xai-Xai;
Responsável pelo tunelamento da rede Xai-Xai IPv6 em conexões
dos ISPs IPv4.
 IP destinado a WAN na Sub-interface da Vlan que se conecta a
Movitel ISP.
 IPv4 – gig0/2.130: 10.10.10.10/30
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.10/30
 IPv4 – 4.4.4.4/32
 Interface túnel2 IPv6 (Xai-Xai - Maputo)
 IPv6 – 2001:3::2/64
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Maxixe;
Responsável pelo tunelamento da rede Maxixe IPv6 em conexões
dos ISPs IPv4.
Movitel ISP.
 IPv4 – gig0/2.140: 10.10.10.14/30
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.14/30

47
 IPv4 – 5.5.5.5/32
 Interface túnel3 IPv6 (Maxixe - Maputo)
 IPv6 – 2001:4::2/64
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Pemba;
Responsável pelo tunelamento da rede Pemba IPv6 em conexões
dos ISPs IPv4.
 IPv4 – gig0/2.210: 10.10.10.18/30
 IPv4 – gig0/2.320: 10.10.10.30/30
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.22/30
 IPv4 – 6.6.6.6/32
 Interface túnel4 IPv6 (Pemba - Maputo)
 IPv6 – 2001:5::2/64
 1 Roteador CISCO 2911 – RT - Quelimane;
Responsável pelo tunelamento da rede Quelimane IPv6 em
conexões dos ISPs IPv4.
Movitel ISP.
 IPv4 – gig0/2.140: 10.10.10.22/30
 IPv4 – gig0/1: 20.20.20.26/30

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