Entendendo o IPV6

A massiva popularização da web trouxe um problema grave, que é a escassez de endereços disponíveis. Parte disso se deve à má distribuição dos endereços IPs atuais, onde algumas empresas possuem faixas de endereços classe A inteiras, fazendo com que grande parte dos endereços disponíveis simplesmente não sejam aproveitados.

Para início de conversa, 32 bits equivalem a nada menos do que 4.294.967.296 combinações. Destes, pouco mais de 3.7 bilhões de endereços são aproveitáveis, já que os endereços iniciados com 0, 10, 127 e de 224 em diante são reservados.

Além disso, a maior parte das faixas de endereços de classe A, que englobam as faixas iniciadas com de 1 a 126 são propriedade de grandes empresas, que acabam utilizam apenas uma pequena faixa deles. Por exemplo, apenas a HP, sozinha, tem direito a duas faixas inteiras, uma ganha durante a distribuição inicial das faixas de endereços IP classe A e a segunda herdada com a compra da DEC.

No início de 2007, já restavam apenas 1.3 bilhões de endereços disponíveis. Se a procura se mantiver nos níveis atuais, teremos o esgotamento dos endereços disponíveis em 2014. Caso ela cresça, impulsionada pela popularização das conexões 3G, popularização do ADSL, aumento do número de servidores web, popularização do ADSL nos países mais pobres e assim por diante, podemos chegar a uma situação caótica ainda em 2012!

Um dos fatores que vem reduzindo a pressão sobre os escassos endereços disponíveis é o uso do NAT. Graças a ele, você pode compartilhar uma única conexão (e, consequentemente, um único endereço), entre vários micros. É possível até mesmo adicionar um segundo, terceiro, quarto, ou mesmo quinto nível de compartilhamento, recompartilhando uma conexão já compartilhada. É muito comum, por exemplo, que um provedor de acesso via rádio use um único IP para um prédio inteiro, dando endereços de rede interna para os assinantes. Muitos destes criam redes domésticas e compartilham novamente a conexão, adicionando uma segunda camada de NAT, e assim vai. :)

Apesar disso, o NAT não é a solução para tudo. Você não pode usar NAT num datacenter, por exemplo, precisa de um endereço "real" para cada servidor disponível para o mundo exterior.

Chegamos então ao IPV6, que promete colocar ordem na casa, oferecendo uma faixa muito maior de endereços e uma migração suave a partir do padrão atual (IPV4). Embora só recentemente o tema tenha ganhado popularidade, o IPV6 não é exatamente um projeto novo. O padrão vem sendo desenvolvido desde 1995, quando a internet ainda engatinhava. Entre os dois existiu o "IPV5", que era uma padrão de streaming que nunca chegou realmente a ser usado.

Endereçamento

No IPV6 são usados endereços com nada menos do que 128 bits. Prevendo o tamanho do problema que seria ter que futuramente migrar novamente para um novo padrão, o IEFT (o órgão responsável) resolveu não correr riscos. O número de endereços disponíveis é simplesmente absurdo. Seria o número 340.282.366.920 seguido por mais 27 casas decimais.

É ponto pacífico que o IPV6 vai ser adotado mais cedo ou mais tarde. Já existem projetos de uso em larga escala em países como o Japão, China e Coréia do Sul e a adoção tende a se acelerar rapidamente no decorrer dos próximos anos.

Nos endereços IPV4, dividimos os endereços em 4 grupos de 8 bits, cada um representado por um número de 0 a 255, como em "206.45.32.234". Usar esta mesma nomenclatura seria inviável para o IPV6, pois teríamos nada menos do que 16 octetos, criando endereços-mostro, como "232.234.12.43.45.65.132.54.45.43.232.121.45.154.34.78".

Ao invés disso, os endereços IPV6 utilizam uma notação diferente, onde temos 4 quartetos de caracteres em hexa, separados por ":".

No conjunto hexadecimal, cada caracter representa 4 bits (16 combinações). Devido a isso, temos, além dos números de 0 a 9, também os caracteres A, B, C, D, E e F, que representariam (respectivamente), os números 10, 11, 12, 13, 14 e 15.

Um exemplo de endereço IPV6, válido na internet, seria: 2001:bce4:5641:3412:341:45ae:fe32:65.

Como você pode ver, a idéia de usar os caracteres em hexa reduz o número de caracteres necessários, mas em compensação complica um pouco as coisas em relação à notação do IPV4, com a qual estamos acostumados.

Uma forma de compreender melhor, seria imaginar que cada quarteto de números hexa equivale a 16 bits, que poderiam ser representados por um número de 0 a 65.535. Você pode usar uma calculadora que suporte a exibição de números em hexa para converter números decimais.

No KCalc, por exemplo, clique no "Configurações > Botões lógicos". Digite um número decimal qualquer, entre 0 e 65.535 e marque a opção "Hex" para vê-lo em hexa (e vice-versa):


Fazendo a conversão, o endereço "2001:bce4:5641:3412:341:45ae:fe32:65" que coloquei acima, equivaleria aos números decimais "8193 48356 22081 13330 833 17835 65034 101".

Um atenuante para esta complexidade dos endereços IPV6 é que eles podem ser abreviados de diversas formas. Graças a isso, os endereços IPV6 podem acabar sendo incrivelmente compactos, como "::1" ou "fee::1".

Em primeiro lugar, todos os zeros à esquerda dentro dos quartetos podem ser omitidos. Por exemplo, ao invés de escrever "0341", você pode escrever apenas "341"; ao invés de "0001" apenas "1" e, ao invés de "0000" apenas "0", sem que o significado seja alterado. É por isso que muitos quartetos dentro dos endereços IPV6 podem ter apenas 3, 2 ou mesmo um único dígito. Os demais são zeros à esquerda que foram omitidos.

É muito comum que os endereços IPV6 incluam seqüências de números 0, já que atualmente poucos endereços são usados, de forma que os donos preferem simplificar as coisas. Graças a isso, o endereço "2001:bce4:0:0:0:0:0:1" poderia ser abreviado para apenas "2001:bce4::1", omitimos todo o trecho central "0:0:0:0:0".

Ao usar o endereço, o sistema sabe que entre o "2001:bce4:" e o ":1" existem apenas zeros e faz a conversão internamente, sem problema algum.