Seis diferenças básicas entre os protocolos de comunicação IPv4 e IPv6

Seis diferenças básicas entre os protocolos de comunicação IPv4 e  IPv6

O IPv6 ainda neste mês de janeiro de 2018 deverá alcançar em torno de 25% de utilização por parte dos computadores que acessam o Google. Por isso, resolvemos citar algumas diferenças básicas entre o IPv4 e o IPv6.

Enumerar seis das inúmeras diferenças entre estes dois protocolos pode ser algo bem pessoal, variando de acordo com as necessidades ou as prioridades que cada um determina no trabalho com infraestrutura de redes. Portanto, nossa opinião poderá divergir de algumas, mas poderá ser comum com outras. Então, vamos lá.

1) Endereçamento

– A primeira diferença por nós considerada a maior, certamente a diferença pela qual o IPv6 foi criado, é o endereçamento. O fato de citarmos o endereçamento como a maior diferença traz com ele inúmeras considerações que por si só são outras diferenças marcantes entre os dois protocolos.

Em que consiste o endereçamento? É a forma com que se representa um endereço que individualiza um elemento de rede.

Como é feito no protocolo IPv4? São 32 bits representados através de quatro campos, separados por um ponto, sendo que parte destes campos determina a rede e a outra parte dos demais campos representa o host desta mesma rede. Quem determina quais campos representam a rede é o conjunto de bits tudo “1” que compõe a máscara, que também é um conjunto de 32 bits, sendo que os restantes bits “0” da máscara determinam o host. Para a interação com o ser humano este endereço é apresentado utilizando-se do sistema decimal. Complicado? Vejamos um exemplo, onde o primeiro conjunto de 4 bytes representa o endereço IP e o segundo conjunto de 4 bytes representa a máscara (na notação mais tradicional).

220.175.20.35  255.255.255.0 

Onde:

220.175.20 =  Rede;
35 =   Host;
255.255.255.0   =  Máscara

Como é feito no protocolo IPv6? São 128 bits representados através de oito campos separados por dois pontos, sendo que partes destes campos determinam a rede e a outra parte, a qual pertence os demais campos,  representa o host desta mesma rede. Quem determina quais campos representam a rede é o conjunto de bits tudo “1” que compõem a máscara, a qual também é um conjunto de 128 bits, sendo que os restantes bits “0” determinam o host (ou terminal). Para interação com o ser humano este endereço é representado utilizando-se o sistema hexadecimal. Vejamos um exemplo, onde se identifica a parte de Rede e a parte do Host.

2001:db8:3003:2:0:0:0:5/64 

Onde:

2001:db8:3003:2:0:0:0 =  Rede;
:5 = Host;
/64 =  Máscara

Como dá para perceber, em ambos os protocolos, o endereçamento segue o mesmo esquema, porém vê-se a diferença no tamanho de cada endereço, no tamanho da máscara, no formato, na representação e, principalmente, na quantidade de endereços possíveis, motivo principal pelo qual o IPv6 foi criado.

Você pode obter mais informações sobre o endereçamento do Ipv4 e do Ipv6 em nosso livro/e-book E-book Dominando o IPv6 a partir do IPv4 3a ed.

2) Conceito de Máscara

– A segunda diferença que vamos citar é aquela relativa à máscara, aquele elemento que determina quem é quem em um endereço IP, e ai aos olhos de quem inicialmente vê um endereço IPv6 parece não existir máscara, mas existe sim e a diferença está no tamanho e na representação, senão vejamos.

No IPv4 temos uma máscara de 32 bits sendo que nela os bits “1” determinam o endereço da rede, enquanto os restantes bits “0” representam o endereço do host.

No IPv6 é exatamente o mesmo, porém o tamanho da máscara é de 128 bits.

Para representar a máscara no IPv4 utilizamos o conjunto dos 32 bits expressos em números decimais, segundo o valor binário de cada um dos quatro campos separados por um ponto, já no IPv6 os 128 bits da máscara passam a ser apresentados por uma “barra” seguida de um número que representa a quantidade de bits “1” contidos nela e que por sinal diz-se representar o “prefixo” do endereço, mas que na verdade representa a rede à qual pertence o endereço dado. Vejamos exemplos.

Endereço IPv4:

220.110.40.12 255.255.255.0 

                          Máscara

Endereço IPv6:

2001:db8:3003:2:0:0:0:5/64                                                                                 

                                                   Prefixo

Atualmente a máscara no IPv4 também pode ser representada pela “barra” mais o número de bits “1” (chamada notação CIDR) ou ainda pelo tradicional sistema decimal, mas no IPv6 ela somente pode ser representada pela “barra” seguida do número do prefixo (quantidade de bits “1”).

Você pode obter mais informações sobre a máscara do endereçamento do Ipv4 e do Ipv6 em nosso livro/e-book E-book Dominando o IPv6 a partir do IPv4 3a ed.

3) Implementação de Sub-redes

– A terceira diferença lembrada por nós é aquela relativa à criação de sub-redes que é a capacidade de subdividir uma rede em redes derivadas da original. Em ambos os protocolos, a criação de sub-redes consiste em se utilizar bits “emprestados” da porção que representa os hosts e ai temos uma importante diferença.

No IPv4 a quantidade de endereços de host utilizáveis, ao se criar uma sub-rede, fica sempre reduzida em dois, porque um dos endereços é usado para representar a sub-rede e outro dos endereços representa o broadcast desta mesma sub-rede.

No IPv6 não temos esta perda, porque o prefixo é quem determina a sub-rede e, mais importante ainda, é ai que reside a diferença maior, no IPv6 não temos endereços de broadcast.

Cabe lembrar que no IPv6, uma parte do Prefixo é reservada por default para utilização de sub-redes.

Sem levar em consideração o número de sub-redes possíveis no IPv4 e no IPv6, justamente pelo tamanho de cada endereço, somente a diferença citada da questão do broadcast (explicada melhor a seguir) já nos faz ver a importância do IPv6.

Você pode obter mais informações sobre sub-redes no Ipv4 e no Ipv6 em nosso livro/e-book E-book Dominando Sub-redes no IPv4 e no IPv6 2a ed.

4) Endereço de Broadcast

– A quarta diferença, que podemos lembrar ao abordar a questão de sub-redes, é justamente aquela relativa ao endereço de broadcast, presente no IPv4 e totalmente ausente no IPv6, como citado anteriormente.

Todos nós sabemos da necessidade do endereço de broadcast em uma rede IPv4, mas sabemos também dos problemas que advém dele, especialmente os relativos às colisões.

No protocolo IPv6, com a ausência deste endereço, os problemas de colisões decorrentes dos processos que se utilizam do broadcast faz com que tenhamos uma considerável melhoria no desempenho da rede.

Você pode obter mais informações sobre o broadcasting em redes IPv4 em nosso livro/e-book E-book Introdução às Redes de Computadores – modelos OSI e TCP/IP – 3a ed.

5) Conceito de Classes

– A quinta diferença que podemos citar é aquela relativa às classes presentes no protocolo IPv4, enquanto que no IPv6 este conceito não existe, pois não temos divisões dos endereços por classes neste novo protocolo.

No IPv4, conhecemos as principais classes A, B, C que foram criadas, a princípio, para suprir as necessidades quanto à quantidade de host a serem disponibilizados. Temos maior número de hosts na classe A, menor número de hosts na classe B e bem menor na classe C. No sentido inverso, de C para A, temos que a quantidade de redes necessárias diminui de uma classe para outra (maior em C e a menor em classe A). Este sistema de distribuição de endereços baseado em classes no IPv4 foi um dos motivos que fez com que a escassez de endereços se acelerasse. Lembre-se, por exemplo, que redes classe A públicas, na realidade, existem apenas 125 no mundo inteiro.

No IPv6 isto “já era”. Não temos classes, somente “prefixos” que determinam as redes e o problema de escassez seguramente está resolvido por milênios, podemos assegurar. Em outras palavras, o IPv6 utiliza o conceito de redes sem classe, ou seja, conceito do CIDR.

Você pode obter mais informações sobre as classes de endereçamento do Ipv4 e do Ipv6 em nosso livro/e-book E-book Dominando o IPv6 a partir do IPv4 3a ed.

6) Conceito de Autoconfiguração

– A sexta diferença que podemos citar, sem desconsiderar as inúmeras outras tão, ou até mais, importantes que algumas aqui citadas, é a relativa à autoconfiguração presente no protocolo IPv6.

No IPv4 as configurações dos endereços são realizadas manualmente ou através de processo utilizando o servidor DHCP.

No IPv6 foi introduzida a autoconfiguração. O host obtém dos roteadores ativos na rede o prefixo atribuído àquela rede, e a este prefixo ele concatena seu endereço de hardware (MAC) criando um endereço único. Sem dúvida, esta diferença traz inúmeros benefícios e segurança.

Você pode obter mais informações sobre autoconfiguração no Ipv6 em nosso livro/e-book E-book Dominando o IPv6 a partir do IPv4 3a ed.

Considerações finais

Ao analisar estas diferenças básicas estes dois protocolos, fica claro que é preciso conhecer tanto o IPv4 como o IPv6, pois estes dois protocolos constituem conceitos básicos em infraestrutura de redes, sendo que eles irão coexistir durante muitos anos.

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Um abraço a todos,

Raul R. Gauer e Ademar F. Fey.

Caxias do Sul, 17/01/2018.

 

Sobre ademarfey

Professor de TI aposentado. Escritor na área de Redes de Computadores e Telecomunicações. Também pesquisa a Imigração Alemã no Brasil desde 2017.
Esse post foi publicado em IPV6, Redes de Computadores e marcado , . Guardar link permanente.

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