Este documento discute o protocolo IPv6, seu sucessor do IPv4. Ele descreve as características e melhorias do IPv6, incluindo seu grande espaço de endereçamento de 128 bits e cabeçalhos simplificados. Além disso, discute mecanismos de transição entre IPv4 e IPv6 e aplicações de qualidade de serviço no IPv6.

1. ARTIGO DE IPv6.
Erisson Maia Marques.
FAP - Faculdade do Pará - Tel.: (91) 3198-1300
Rua Municipalidade 839 - Bairro Reduto
Belém – Pará
erissonmaia@hotmail.com
Resumo.Este artigo visa informar o leitor a respeito do futuro das redes de
computadores no mundo. Informa da evolução do protocolo IPv4 para o seu sucessor
IPv6, mostrando suas características, particularidades, implementações, etc.
Mostraremos como funcionam os tipos de cabeçalhos, aplicação de QoS,
endereçamento e roteamento. Veremos também diversos mecanismos existentes de
transição para o novo protocolo IPv6, além de compará-los.
Abstract. This article aims at to inform the reader regarding the future of the computer
networks in the world. It informs of the evolution of the IPv4 protocol for its IPv6
successor, showing its characteristics, particularitities, implementations, etc. We will
show as the types of heading, application of QoS, addressing and roteamento function.
We will also see diverse existing mechanisms of transistion for the new IPv6 protocol,
beyond comparing them.
1. O que é IPv6?
IPv6 é a sigla para Internet Protocol Version 6, conhecido também com IPNG (Internet
Protocol ext Genereation), trata-se de um protocolo da camada de rede e foi escolhido
para suceder o IPv4, versão utilizada atualmente, eles devem funcionar lado a lado,
numa situação tecnicamente chamada de “pilha dupla” ou “dual stack”, ainda por algum
tempo. O IPv6 visa substituir totalmente o IPv4, que suporta apenas 4.294.967.296, ou
cerca de 4 x 109
endereços IP, um número que pode parecer absurdo, mas em relação a
tal dimensão em que a rede mundial de computadores (Internet) tornou-se já está se
esgotando. Do outro lado o IPv6, que pode suportar nada mais que
340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 ou cerca de 3.4 x 1038
endereços IP, vem para solucionar este problema, e é um dos grandes motivos para essa
evolução. Outros fatores que motivaram essa evolução foram a qualidade de serviço
(QoS), que pode ser implementada nesta versão, e sua mobilidade.
1.1 Características do IPv6.
Algumas características do IPv6.
• 128 bits de espaço de endereçamento.
• Arquitetura de endereçamento melhor estruturada.
• Suporte para jumbo datagramas. Possibilidade de envio de pacotes de diferentes
tamanhos, o IPv4 suporta apenas pacotes de 64Kb.
• Auto-configuração de endereço (plug-and-play), podendo-se omitir o DHCP.
• Endereçamento hierárquico. Simplifica as tabelas de encaminhamento dos
roteadores, diminuindo assim a carga de processamento.
• Formato de cabeçalho totalmente remodelado.

2. • Cabeçalho de extensão, podendo guardar informação adicional.
• Suporte a diffserv.
• Encriptação. Suporte para opções de segurança como autenticação, integridade e
confidencialidade dos dados.
2. Comparando IPv4 X IPv6.
2.1 Melhorias e Vantagens.
Os endereços IPv6 são formados por 128 bits de comprimento, contra os atuais 32 bits
do IPv4, implicando em um aumento potencial no número de hosts. Porém esta não é a
única diferença no endereçamento destes protocolos. Enquanto os endereços IPv4 são
divididos em apenas duas ou três partes variáveis para serem distribuídos e localizados
(um identificador de rede, um identificador de nó e, ocasionalmente, um identificador
de sub-rede), os endereços IPv6 são grandes o suficiente para suportarem campos dentro
do endereço. As principais mudanças do IPv6 com relação ao IPv4 são:
Capacidade de endereçamento expandida: No IPv6 cada endereço é determinado por
128 bits. O número de hosts possíveis no IPv6 é cerca de 3.4 x 1038
, porém, como o
endereçamento do IPv6 não é completamente plano, não é possível utilizar todas as
combinações possíveis;
Simplificação do formato do cabeçalho: Alguns campos do cabeçalho do IPv4 foram
descartados ou se tornaram opcionais para simplificar o processamento dos pacotes
mais comuns e diminuir o overhead do IPv6, que possui um cabeçalho maior;
Maior suporte para campos opcionais e extensões: Os campos opcionais possuem
menos restrições quanto ao seu tamanho, há maior flexibilidade para a introdução de
novas extensões no futuro, o encaminhamento de pacotes é simplificado e pode ser
diferenciado a cada hop (salto);
Capacidade para identificação de fluxo: O originador dos pacotes tem como
identificar o fluxo de pacotes para um determinado destino (unicast ou multicast) e
pedir tratamento especial desse fluxo por parte do roteador como QoS diferenciado e
serviço de tempo real. No IPv4, esse tipo de funcionalidade é implementado por
roteadores e switches de camadas 3 ou 4, o que sobrecarrega seu processamento.
2.2 Cabeçalhos.
Alguns campos do cabeçalho IPv4 foram retirados ou passaram a ser opcionais de
forma a simplificar o tratamento de um pacote comum.
Embora apresentando um endereço de 128 bits, o IPv6 apresenta um cabeçalho
simplificado e um novo método de processamento de opções.
Figura1 – Comparação de cabeçalhos IPv4/IPv6.

3. Onde:
Versão (Version) - Versão do protocolo (4 bits). Valor constante igual a 6.
Classe de Tráfego (Traffic Class) – Esse campo (8 bits) ainda é experimental e pode vir
a ser modificado. A função desse campo é permitir diferenciação de classes de tráfego e
mecanismos de prioridade para que os roteadores possam prover tratamento apropriado
em cada caso. Cabe à camada superior informar a camada IPv6 qual a classe de tráfego
a ser utilizada. Um roteador pode alterar os bits do campo Traffic Class da forma que
desejar. Por esse motivo, uma estação não deve assumir que um determinado tipo de
tráfego que ela associou a uma certa classe será recebido com o campo Traffic Class
com o mesmo valor com o qual ela transmitiria.
Etiqueta de fluxo (Flow Label) - Identificador de fluxo (24 bits). Consiste num valor
arbitrário que pode ser utilizado pelo originador para identificar pacotes para os quais
tenha requerido uma determinada qualidade de serviço por meios externos ao protocolo
IP em si. Um fluxo é uma sequência de pacotes enviados por um determinado
originador a um destino específico para o qual o originador deseja um tratamento
especial por parte dos routers intervenientes no encaminhamento de pacotes.
Tamanho do Pacote de Dados (Payload Length) - Número de bytes que seguem ao
cabeçalho: tamanho do pacote seguinte (16 bits).
Próximo Cabeçalho (%ext Header) - Tipo do cabeçalho que se encontra imediatamente
após o cabeçalho IPv6 (8bits).
Limite de Saltos (Hop Limit) - Número máximo de nós intermédios que o pacote pode
percorrer. Este valor é decrementado de uma unidade em cada nó que encaminha o
pacote (8 bits).
Endereço Origem (Source Address) - Endereço de origem (128 bit).
Endereço Destino (Destination Address) - Endereço de destino (128 bit).
Curiosamente, embora deva acomodar endereços maiores, um cabeçalho básico IPv6
contém menos informações do que um cabeçalho de datagrama IPv4.
Através da colocação do campo Tamanho do Módulo de Dados a zero, o protocolo IPv6
permite a transmissão de mensagens jumbogram, ou seja, pacotes com um tamanho
bastante maior que o limite de 64Kb imposto pelo IPv4.
2.2.1 Cabeçalhos de Extensão
Os cabeçalhos de extensão do IPv6 funcionam de forma semelhante às opções do IPv4 -
um transmissor pode optar por escolher que cabeçalhos de extensão incluir num
determinado datagrama e quais omitir. Assim, os cabeçalhos de extensão fornecem
flexibilidade máxima.
De modo a tratar opções, o IPv6 apresenta um esquema de módulos: a informação
adicional é transmitida através dos cabeçalhos de extensão. Este esquema fornece ao
IPv6 flexibilidade para transportar informação relevante para encaminhamento e
aplicações, bem como fornecer mecanismos de segurança, fragmentação, qualidade de
serviço e gestão de rede, com escalabilidade ilimitada. Na medida em que estes módulos
são opcionais, este esquema ajuda ainda a reduzir o custo de processamento de pacotes
IPv6.
Figura 2 – Datagrama IPv6 com cabeçalho de extensão.

4. 3. Endereçamento IPv6.
Os endereços IPv6 são endereços de 128 bits (16 bytes). Eles são escritos em 8 grupos
de 4 dígitos hexadecimais, separados por dois-pontos ( : ) entre os grupos.
Ex: 8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
Podendo ser abreviado em 3 tipos:
1) Zeros podem ser omitidos no início do grupo, então:
0123 ficará 123.
2) Grupos com 4 bytes com valor 0 podem ser omitidos, substituindo-os por um par de
dois pontos, então:
8000::123:4567:89AB:CDEF
3) Endereços IPv4 podem ser escritos por um par de dois pontos seguido da notação da
versão 4:
::192.168.3.1
Existem 3 categorias de endereçamento IPv6, são elas:
• Unicast: neste esquema, um determinado dispositivo pode ter mais de um
endereço. Para tanto, tais endereços são divididos em grupos;
• Multicast: neste esquema, uma único dispositivo consegue identificar várias
interfaces na rede, permitindo o envio individual de pacotes;
• Anycast: este tipo é uma variação do multicast, onde o endereço IP pode estar
atribuído a mais de uma interface, ao invés de uma individual.
4. Modelos para os Mecanismos de Migração IPv4/IPv6.
Os equipamentos de rede deverão oferecer compatibilidade entre IPv6 e IPv4 ainda por
mais alguns anos, seja por encapsulamento, tunelamento, algum protocolo de
roteamento capaz de lidar com ambas as versões ou alguma outra técnica.
4.1 Tunelamento
O modelo de tunelamento tem como finalidade principal atender às necessidades de
comunicação entre ambientes IPv6 através da Internet, que é IPv4.
Para tanto, encapsula-se o datagrama IPv6 em um datagrama IPv4, permitindo que os
datagramas IPv6 (agora encapsulados) possam acessar redes IPv6 que não estejam
diretamente interconectadas, através de redes IPv4.

5. 4.2 Camada Dupla IP.
O modelo proposto pela camada dupla IP tem por objetivo atender as necessidades de
comunicação entre ambientes de rede com protocolos distintos, IPv6 e IPv4, resolvendo
as dificuldades características que compõe a interação.
5. Aplicando QoS no IPv6.
O suporte de QoS é um conceito inerente ao IPv6. O formato dos pacotes IPv6 foi
especialmente definido de forma a possibilitar uma manipulação eficiente pelos routers.
Os fatores que permitem um aumento no desempenho são:
- Diminuição de campos no cabeçalho;
- O campo flow label encontra-se localizado antes do endereço (no caso da utilização de
flow routing, a rota é calculada apenas uma vez);
- O processamento eficaz dos pacotes permite um encaminhamento mais rápido e
redução dos atrasos nas filas.
Os campos de QoS no cabeçalho IPv6 são:
• Traffic class. - Consiste num campo de 8 bits que distingue pacotes de diferentes
classes e prioridades;
- Fornece as mesmas funcionalidades que o campo ToS do cabeçalho IPv4.
• Flow label. - Consiste num campo que 20 bits que identifica os pacotes num
fluxo (mesma origem e destino), de forma a que estes possam ser tratados da mesma
forma;
- Este campo é seleccionado pela origem e nunca é alterado na rede;
- Os pacotes não necessitam de ser inspeccionados e classificados
constantemente;
A fragmentação ou codificação deixa de ser um problema como no IPv4. Com a
transição para o IPv6 são esperados novos desenvolvimentos em termos de Qualidade
de Serviço, aproveitando assim as novas funcionalidades inerentes ao novo protocolo de
rede.
6. Segurança.
Atualmente, com a crescente utilização da Internet para fins financeiros, a preocupação
com segurança é cada vez maior. Cada vez mais bancos disponibilizam serviços de
Home Banking, e empresas vendem seus produtos online. Além disso, as pessoas
querem ter privacidade ao utilizar a Internet.
Baseado nestes e outros problemas relativos à segurança, os desenvolvedores do IPv6
resolveram incluir facilidades de segurança neste protocolo, implementando então
segurança a nível da camada de rede. Isto elimina a necessidade de implementação de

6. mecanismos de segurança nas camadas superiores, em particular na camada de
aplicação.
Esta segurança é implementada por dois mecanismos:
• Authentication Header (AH) - Com este método, o cabeçalho é autenticado,
garantindo assim a indentidade do rementente, e que o pacote não foi alterado em
tráfego. A informação pertinente é armazenada em um Authentication Header, que é um
dos possíveis tipos de cabeçalho de extensão.
• Encrypted Security Payload (ESP) - Este método criptografa os dados
enviados (todo o payload), e armazena as informações pertinentes em um ESP (outro
tipo de cabeçalho de extensão). Assim, é possível garantir que caso a informação
transmitida seja interceptada por pessoas não autorizadas, estas serão incapazes de
compreendê-la, garantindo assim privacidade.
7. Roteamento.
O roteamento é a função principal do IPv6. Os pacotes IPv6 são trocados e processados
em cada host usando o IPv6 na camada Internet.
Acima da camada IPv6, os serviços de transporte no host de origem passam dados na
forma de segmentos TCP ou mensagens UDP para a camada IPv6. A camada IPv6 cria
pacotes IPv6 com informações sobre endereços de origem e de destino usadas para
rotear os dados pela rede. Em seguida, a camada IPv6 passa os pacotes para a camada
de conexão, onde os pacotes IPv6 serão convertidos em estruturas para transmissão na
mídia específica de rede em uma rede física. Esse processo ocorre na ordem inversa no
host de destino.
Os serviços da camada IPv6 em cada host de envio examinam o endereço de destino de
cada pacote, comparam esse endereço a uma tabela de roteamento mantida localmente e
decidem qual é a ação de encaminhamento necessária. Os roteadores IPv6 são
conectados a dois ou mais segmentos de rede IPv6 que estão ativados para encaminhar
pacotes entre eles.
Referências:
http://www.ucb.br/prg/professores/maurot/ra/RA_arqs/conteudo_web/ipv6/transicao.ht
ml
http://www.infowester.com/ipv6.php
http://www.gta.ufrj.br/grad/99_2/eric/seguranca.htm
www.inf.ufsc.br/~bosco/ensino/ine5344/IPv6.ppt
http://technet.microsoft.com/pt-br/library/cc758763.aspx
http://www.fccn.pt/files/documents/D1.03.PDF