PROTOCOLO IP: Transição do IPv4 para o IPv6

As conclusões mais relevantes são (inserir as principais conclusões). Palavras-chave: Protocolo IP. IPV4. IPV6. Introdução Como o crescimento exponencial do número de dispositivos com acesso à Internet, o número de requisições de endereços IP (Protocolo da Internet) na rede global, tornou-se muito maior que a disponibilidade de endereços IPv4 (Protocolo da Internet versão 4). O uso do IPv6 nos permite alcançar conectividade de ponta a ponta (P2P), evitando as dificuldades de conectividade introduzidas pela conversão de endereços de rede (NAT), que é onipresente nas comunicações de máquina a máquina (M2M) verdadeiras e que podem ser desanexadas. Em complemento, o endereçamento IPv6 suporta multicast ao invés de broadcast, o que economiza largura de banda ao permitir que fluxos de pacotes sejam enviados para múltiplos destinos de uma só vez.

Além disso, devido à diferença no cabeçalho do endereço, o IPv6 elimina a soma de verificação do nível de IP, tornando o processamento de pacotes mais eficiente. A atribuição de endereços e o gerenciamento também são mais simples no IPv6. A chave para uma transição bem-sucedida do IPv6 é a compatibilidade retroativa com os enormes serviços e aplicativos IPv4 (GILLIGAN, NORDMARK, 2005). Protocolo da Internet O Protocolo da Internet (IP) foi originalmente projetado para facilitar a conexão de várias organizações envolvidas pelo departamento de defesa, da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada (ARPA). Cerf e Kahn, em 1974, apresentaram o IP como um protocolo que suporta o compartilhamento de recursos que existem em diferentes redes de comutação de pacotes.

Agora, a IANA (Internet Assigned Numbers Authority) administra as alocações de espaço de endereço IP em uma base universal. Também permite que cinco Registros Regionais da Internet (RIR) aloquem endereços IP a filiais locais de registros da Internet ou provedores de serviços de Internet. O protocolo da Internet é muito simples em sua funcionalidade. Muitos mecanismos de transição de IPv4 para IPv6 e vice-versa foram propostos, alguns pesquisadores dividiram esses métodos de acordo com as técnicas utilizadas na transição para três métodos de transição: o método Dual-Stack, o método de tunelamento e o método de tradução. As diferenças entre IPv6 e IPv4 estão em cinco áreas principais: endereçamento e roteamento, segurança, conversão de endereços de rede, carga de trabalho administrativa e suporte a dispositivos móveis.

O IPv6 também inclui um recurso importante: um conjunto de possíveis planos de migração e transição do IPv4. O IETF, criou padrões, protocolos e procedimentos para a coexistência de IPv4 e IPv6: encapsulamento de IPv6 em IPv4, encapsulamento de IPv4 em IPv6, execução de IPv4 e IPv6 no mesmo sistema (pilha dupla) por um período prolongado e mistura e correspondência os dois protocolos em uma variedade de ambientes. IPv4 O Protocolo da Internet versão 4 (IPv4) é a quarta edição na expansão do protocolo de internet (IP) e a primeira versão do protocolo a ser amplamente implementada. A Figura 1, mostra o formato do cabeçalho do IPv4. Figura 1: Cabeçalho IPv4 Fonte: TANENBAUM (2011) Segundo TANENBAUM (2011), os campos do cabeçalho IPv4 são definidos: • Versão: Possui 4 bits e define a versão do protocolo IP do datagrama.

Através desta informação o roteador poderá saber como tratar o restante do datagrama. • Comprimento do cabeçalho: Possui 4 bits, como o no IPv4 possui um número variado de opções este campo permita saber onde realmente começam os dados. • Tipo de Serviço: Possui 8 bits e é utilizado para diferenciar os datagramas. • Endereço IP de 32 bit do Destino: Este campo armazena o endereço IP do hospedeiro de destino do datagrama. • Opções: O campo opções permite que o cabeçalho IP seja ampliado, ele é raramente utilizado e nem é recomendada a sua utilização 2. Limitações do IPv4 Dentre as limitações definidas no estado da arte, estão: • Esgotamento dos endereços IP; • Configuração de IP: A maioria das implementações atuais de IPv4 deve ser configurada manualmente ou usar um protocolo de configuração de endereço com monitoração de estado, como o DHCP.

Com o aumento dramático de dispositivos IP, há necessidade de uma configuração mais simples e automática de endereços e outras configurações que não dependam da administração de uma infraestrutura DHCP. • Baixo nível de segurança: A comunicação privada em um meio público, como a Internet, requer serviços criptográficos que protegem os dados que estão sendo enviados de serem detectados, visualizados ou modificados em trânsito. No entanto, o IPv6 mostrou-se muito difícil de implementar. É um protocolo de camada de rede diferente que não trabalha realmente com o IPv4, apesar de muitas semelhanças. Além disso, esta estrutura de endereçamento também irá erradicar a necessidade de NAT (Network Address Translation) que motiva vários problemas na rede (DEARING, HINDEN, 1995).

Os endereços IPv6 são representados por oito grupos de quartetos hexadecimais destacados por dois pontos entre eles. A seguir está uma instância de um endereço IPv6 válido: 2001: cdba: 0000: 0000: 0000: 0000: 3257: 92. NAT (tradução de endereços de rede) tornou-se uma técnica muito comum para lidar com a falta de endereços IP. Infelizmente, o NAT não funciona muito bem para muitos aplicativos da Internet, desde antigos confiáveis, como NFS e DNS, até aplicativos mais recentes, como conferência em grupo. Um dos objetivos da expansão do espaço de endereços do IPv6 é tornar o NAT desnecessário, melhorando a conectividade total, a confiabilidade e a flexibilidade. O IPv6 restabelecerá a transparência e o tráfego de ponta a ponta na Internet. Um segundo objetivo importante do IPv6 é reduzir o tempo total que as pessoas gastam na configuração e no gerenciamento de sistemas.

Esse novo recurso é especialmente apropriado em um ambiente tolerante a falhas: os servidores da Web e os servidores DNS podem se beneficiar da tecnologia anycast do IPv6. Outro aspecto das VPNs incorporadas ao IPv6 é o QoS (Quality of Service). O IPv6 suporta os mesmos recursos de QoS que o IPv4, incluindo a indicação DiffServ, bem como um novo campo de fluxo de tráfego de 20 bits. Embora o uso dessa parte do IPv6 não esteja definido, ela é fornecida como uma base sólida para construir protocolos de QoS. O quinto objetivo principal do IPv6 é VPNs, redes privadas virtuais. i) Permitir que os antigos e novos protocolos coexistam por anos. j) Garante um endereço IP exclusivo combinando endereços LAN e MAC k) O objetivo do ipv6 é tornar o NAT desnecessário, pois oferece ponto único de falha.

Transição do IPv4 para IPv6 Um dos fatores mais importantes para a transição do IPv4 para o IPv6, é que a operação comercial não deve ser interrompida durante esse processo de mudança. Para minimizar a interrupção durante o processo de transição da rede IPv6, vários cenários de implantação foram e estão sendo aplicados, dentre esses cenários temos: a) Pilha dupla Backbone IPv4/IPv6: A pilha dupla é um mecanismo para fornecer suporte completo para IPv4 e IPv6 em hosts e roteadores (NORDMARK, 2005). A maneira básica de os nós IPv6 permanecerem compatíveis com os nós IPv4 é fornecer uma implementação completa do IPv4. O Programa de Logotipo Pronto para IPv6 [20] é software de teste de conformidade e interoperabilidade, o qual foi criado para melhorar a confiança do usuário, mostrando que o IPv6 já está pronto para uso.

A missão do Comitê de Logotipo do IPv6 (Ready) é definir as especificações de teste para conformidade com IPv6 e testes de interoperabilidade, além de fornecer acesso a ferramentas de testes automáticos, e entregar o logotipo pronto para IPv6 (BRITO, 2013). Os principais objetivos e benefícios do Programa de Logotipo do IPv6 Ready são: • Verificar e validar a interoperabilidade de produtos IPv6. • Fornecer acesso a ferramentas gratuitas de teste. • Fornecer laboratórios de teste de Logo IPv6 Ready em todo o mundo. Referências BALLANI, H. FRANCIS, P. Understanding IP Anycast", Universidade de Cornell, Nova York, 2007. BLUMENTHAL, M. S. MANKIN, A. “The Recommendation for the IP Next Generation Protocol. ” RFC 1752, 1995. BRITO, S. H. OSTERWEIL, E. BAILEY, M. “Measuring ipv6 adoption”. ACM SIGCOMM, 2015. DAI, K. IEEE, 2001. GILLIGAN, R.

NORDMARK, E. “Basic Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers”. RFC 4213, 2005. PEI, D. REXFORD, J. SHAIKH; A. “Quantifying the extent of IPv6 deployment”. PAM, Alemanha, 2009. NIKKHAH, M. GURIN, R. “Migrating the internet to IPv6: An exploration of the when and why”. IEEE/ACM, 2016. NIKKHAH, M. DRUMMOND, D. “The IPv6 Internet: An assessment of adoption and quality of services”. Journal of International Technology and Information Management, 2017. RADHAKRISHNAN, R. JAMIL, M. SOMMER, R. UHLIG, S. “Investigating IPv6 traffic”. PAM, Alemanha, 2012. STEFFANN, S. RFC 4214, 2005. VOGT, C. PERKINS, C. E. “The internet diary: Challenges and activities in next-generation internet design”. WU, J. LIU, J. METZ, C. “Transition from IPv4 to IPv6: A state-of-the-art survey”, IEEE Commun. Surveys Tuts.