IPv6 — O Protocolo do Futuro

1. Por que o IPv6 existe?

O IPv4 usa endereços de 32 bits, permitindo cerca de 4,3 bilhões de endereços únicos. Quando o protocolo foi criado nos anos 1970, isso parecia mais do que suficiente. Hoje, com bilhões de smartphones, servidores, câmeras, IoT e carros conectados, os blocos acabaram.

O IPv6 resolve isso usando endereços de 128 bits, o que dá 340 undecilhões de endereços (3,4 × 10³⁸). Dá para atribuir bilhões de endereços para cada ser humano, cada sensor e cada dispositivo já fabricado — e ainda sobraria.

2. Formato do Endereço IPv6

Um endereço IPv6 tem 128 bits, representados como oito grupos de quatro dígitos hexadecimais separados por dois-pontos:

Regras de abreviação

Dois atalhos são permitidos para encurtar endereços:

1. Zeros à esquerda em cada grupo podem ser omitidos:
   2001:0db8:0001:0000:0000:0000:0000:0001
   vira: 2001:db8:1:0:0:0:0:1
2. Grupos consecutivos de zeros podem ser substituídos por :: (apenas uma vez):
   2001:db8:1:0:0:0:0:1
   vira: 2001:db8:1::1

Exemplos de abreviação

Prefixo e interface ID

Assim como o IPv4 usa máscara de sub-rede, o IPv6 usa notação CIDR. Os primeiros bits formam o prefixo de rede; os demais identificam a interface:

O /64 é o prefixo mais comum em redes locais. O Interface ID de 64 bits pode ser gerado aleatoriamente (RFC 4941) ou derivado do MAC via EUI-64.

3. Tipos de Endereço IPv6

IPv6 elimina o conceito de broadcast. Em vez disso, usa três categorias:

Endereços Unicast importantes

4. Header IPv6 — Mais Simples que o IPv4

O header IPv6 tem tamanho fixo de 40 bytes, com apenas 8 campos (o IPv4 tem 14 campos de tamanho variável). Isso facilita o processamento nos roteadores.

Extension Headers

O IPv6 usa headers de extensão encadeados para funcionalidades opcionais: fragmentação, roteamento de origem, autenticação (IPsec AH), encriptação (IPsec ESP) e hop-by-hop options. Só são processados pelos nós que precisam, não por todos os roteadores no caminho.

5. Autoconfiguração — SLAAC e DHCPv6

Uma das grandes vantagens do IPv6 é que os dispositivos podem se configurar automaticamente, sem precisar de um servidor DHCP.

SLAAC — Stateless Address Autoconfiguration (RFC 4862)

Processo automático em 4 etapas:

1. Link-Local automático: A interface gera um endereço fe80::/10 usando EUI-64 ou aleatório.
2. DAD (Duplicate Address Detection): Envia um Neighbor Solicitation para confirmar que o endereço não está em uso.
3. Router Solicitation: Pergunta aos roteadores do link quais prefixos estão disponíveis.
4. Router Advertisement: O roteador responde com o prefixo da rede (ex: 2001:db8::/64). O host concatena o prefixo com seu Interface ID gerado localmente.

DHCPv6

Funciona de forma parecida com o DHCP do IPv4, mas em IPv6 o roteador pode sinalizar no Router Advertisement se o host deve usar SLAAC, DHCPv6, ou ambos (flags M e O). O DHCPv6 stateful atribui endereços centralmente; o stateless apenas fornece configurações extras como DNS.

6. Convivência e Migração IPv4/IPv6

Como o IPv4 não vai desaparecer do dia para a noite, há mecanismos de transição:

Dual Stack

O método mais simples e recomendado: o dispositivo roda IPv4 e IPv6 simultaneamente. Quando o destino suporta ambos, prefere-se IPv6. A maioria dos sistemas operacionais modernos já é dual stack por padrão.

Tunneling

Pacotes IPv6 são encapsulados dentro de pacotes IPv4 para atravessar redes que ainda são só IPv4. Exemplos: 6in4, 6to4 (2002::/16), Teredo (2001::/32), ISATAP. Hoje são considerados legados e devem ser evitados em novas implantações.

NAT64 + DNS64

Permite que hosts IPv6-only se comuniquem com servidores IPv4-only. O DNS64 sintetiza registros AAAA falsos para IPs IPv4 e o NAT64 faz a tradução de protocolo na borda da rede. Usado por operadoras móveis que já são IPv6-only.