Tópico 06 · Camada de Rede

Protocolo IPv6

O sucessor do IPv4: 128 bits, cabeçalho simplificado e autoconfiguração — RFC 8200

Serviços de Redes

Por que o IPv6 existe

O IPv6 nasceu para resolver o esgotamento do IPv4 — e, de quebra, simplificar e modernizar a camada de rede.

Espaço gigantesco: de 32 para 128 bits de endereço.
Cabeçalho mais simples: tamanho fixo e processamento mais rápido nos roteadores.
Autoconfiguração nativa: o host pode se configurar sozinho (SLAAC).
Fim da necessidade de NAT: restaura a conectividade fim a fim.

A escala do número

2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸ endereços. São cerca de 10²⁸ endereços por habitante do planeta — praticamente inesgotável.

Padronizado em 1998 (RFC 2460) e consolidado na RFC 8200 (2017).

Notação: hexadecimal e compressão

Os 128 bits são escritos como 8 grupos de 16 bits (hextetos) em hexadecimal, separados por dois-pontos.

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329
# forma completa (8 hextetos)

2001:db8:0:0:0:ff00:42:8329
# regra 1: remover zeros à esquerda de cada grupo

2001:db8::ff00:42:8329
# regra 2: "::" substitui UMA sequência de grupos zero

O :: só pode aparecer uma vez por endereço — caso contrário seria impossível saber quantos grupos de zeros ele representa.

Estrutura do endereço

O padrão de fato usa /64: metade para a rede, metade para a interface.

Identificador de interface: pode ser derivado do endereço MAC pelo formato EUI-64, ou gerado aleatoriamente pelas extensões de privacidade (RFC 4941), que evitam rastreamento pelo MAC.

Tipos de endereço (não há broadcast!)

Tipo / faixa	Nome	Função
2000::/3	Unicast global	Roteável na Internet pública (equivale ao IP público).
fe80::/10	Link-local	Válido só no enlace local; obrigatório em toda interface. Base do NDP.
fc00::/7 (fd00::/8)	Unique Local (ULA)	Uso interno/privado — análogo ao RFC 1918 do IPv4.
ff00::/8	Multicast	Entrega a um grupo (ex.: ff02::1 = todos os nós).
(grupo unicast)	Anycast	Entregue ao membro mais próximo do grupo.
::1 / ::	Loopback / Não especificado	O próprio host / ausência de endereço.

Adeus, broadcast: o IPv6 abandona o broadcast e usa multicast e anycast, reduzindo tráfego desnecessário na rede.

O cabeçalho IPv6 (40 bytes fixos)

Mais enxuto que o do IPv4: tamanho fixo, sem checksum e sem campos de fragmentação. Cada linha = 32 bits.

Apenas 8 campos, contra 13+ do IPv4. Os endereços ocupam 32 dos 40 bytes.

Campos do cabeçalho

Campo	Bits	Função
Versão	4	Vale 6.
Classe de Tráfego	8	Prioridade/QoS (DSCP + ECN), como no IPv4.
Rótulo de Fluxo	20	Marca pacotes de um mesmo fluxo para tratamento especial (ex.: tempo real). Novidade do IPv6.
Comprimento da Carga	16	Tamanho do que vem após o cabeçalho fixo (extensões + dados), em bytes.
Próximo Cabeçalho	8	Tipo do próximo cabeçalho: de extensão ou de transporte (6=TCP, 17=UDP, 58=ICMPv6).
Limite de Saltos	8	Equivale ao TTL: decrementado a cada roteador.
Origem / Destino	128 + 128	Endereços IPv6 do remetente e do destinatário.

Sem checksum: o IPv6 confia na verificação do enlace e do transporte (no IPv6, o checksum do UDP é obrigatório). Isso acelera o roteamento, pois não há recálculo a cada salto.

Cabeçalhos de extensão encadeados

Em vez do campo "Opções" do IPv4, o IPv6 usa uma cadeia de cabeçalhos de extensão: cada um aponta o tipo do seguinte pelo campo Próximo Cabeçalho.

Exemplos: Hop-by-Hop, Routing, Fragment, Destination Options, Authentication (AH) e ESP (IPsec).

Fragmentação só na origem: roteadores IPv6 nunca fragmentam. Se preciso, o emissor usa o cabeçalho Fragment, guiado pelo Path MTU Discovery. A MTU mínima do IPv6 é 1280 bytes.

ICMPv6 e o Neighbor Discovery (NDP)

O ICMPv6 é essencial (não opcional). Sobre ele roda o NDP (Neighbor Discovery Protocol), que substitui o ARP e mais:

NS / NA (Neighbor Solicitation/Advertisement): resolução IPv6 → MAC.
RS / RA (Router Solicitation/Advertisement): descoberta de roteadores e do prefixo da rede.
DAD: detecção de endereço duplicado antes de usá-lo.

Por que multicast?

Em vez do broadcast do ARP, o NDP usa multicast dirigido (ex.: nó solicitado), incomodando apenas os hosts relevantes — mais eficiente e silencioso na rede.

Autoconfiguração: SLAAC × DHCPv6

SLAAC (sem estado)

O host se autoconfigura em passos:

1. forma o link-local (fe80::…)
2. DAD: confirma que é único
3. envia RS / recebe RA
4. combina prefixo (RA) + ID de interface
→ endereço global pronto

DHCPv6 (com estado)

Um servidor central atribui endereços e parâmetros (DNS, etc.), como no IPv4 — útil quando se quer controle e registro centralizados. SLAAC e DHCPv6 podem ser combinados.

Diferencial do IPv6: conectar um dispositivo à rede e ele obter um endereço global automaticamente, sem servidor — algo que o IPv4 não faz de forma nativa.

Transição IPv4 → IPv6

A migração é gradual: por anos, IPv4 e IPv6 coexistem. Três estratégias principais:

Pilha dupla

O dispositivo roda IPv4 e IPv6 simultaneamente e escolhe conforme o destino. É a abordagem preferida.

Tunelamento

Encapsula pacotes IPv6 dentro de IPv4 (6in4, 6to4, Teredo) para atravessar trechos que só falam IPv4.

Tradução

NAT64 + DNS64 permitem que um host só-IPv6 converse com serviços só-IPv4.

O que muda em relação ao IPv4

Aspecto	IPv4	IPv6
Endereço	32 bits (~4,3 bilhões)	128 bits (~3,4 × 10³⁸)
Notação	Decimal pontuada	Hexadecimal com ::
Cabeçalho	20–60 bytes, variável	40 bytes fixos
Checksum no cabeçalho	Sim (recalculado por salto)	Não
Fragmentação	Origem e roteadores	Somente a origem
Broadcast	Sim	Não (usa multicast/anycast)
Resolução de MAC	ARP	NDP (ICMPv6)
Autoconfiguração	DHCP	SLAAC e/ou DHCPv6
NAT	Onipresente	Em geral dispensável

Síntese

Em resumo

O IPv6 amplia o endereçamento para 128 bits, com notação hexadecimal e compressão por ::. Seu cabeçalho fixo de 40 bytes é mais simples e rápido — sem checksum e sem fragmentação por roteadores. Abandona o broadcast, traz NDP/ICMPv6 no lugar do ARP e autoconfiguração (SLAAC) nativa. A transição a partir do IPv4 é gradual, via pilha dupla, tunelamento e tradução.

Voltar aos Tópicos