IPV4-IPV6 e suas diferenças

Um datagrama (é um pacote de informação que contém os dados do usuário, permitindo sua transferência numa rede de pacotes) IPV4 consiste em um par de cabeçalho e uma ponte de dados.

Cabeçalho tem uma porta fixa de 20 byts e uma parte opcional de tamanho variável. Os bits são transmitidos da esquerda para a direita e de cima para baixo, com o bit de mais alta ordem do campo visão  aparecendo primeiro.

 Essa é uma ordem de byte de rede "big-endian". Em maquinas "bittle-endian", como os computadores x86 da Intel, uma conversão de software é exibida na transmissão e na recepção.

Fazendo um retrospecto, 'little-endian', teria sido uma escolha melhor, mas quando o IP foi projetado, ninguém  sabia que ele viria a dominar a computação.

 

IPV4

 

32 bits 1-0

172.17.80.0

Sem implementação de segurança

Como o tamanho do cabeçalho não é constante, existe um campo no cabeçalho IHL que informa seu tamanho em palavras de 32 bits. O valor mínimo é 5, quando não há nenhuma opção presente. O valor máximo desse campo de 4 bits é 15, que limita o cabeçalho a 60 byts , e, portanto, o campo opções a 40 byts. Para algumas opções, como aquela que registra a rota que um pacote tomou, 49 bytes é muito pouco, tornando essas opções inúteis.

O campo serviços diferenciados é um dos poucos campos que mudaram (ligeiramente) seu significado com o passar dos anos.Originalmente ele se chamava tipo de serviço. Ele foi e ainda é destinada a distinguir entre diferentes classes de serviços, são possíveis varias combinações de confiabilidade e velocidade em se tratando de voz digitalizada, a entrega rapida vence a entrega segura.Para a transferência de arguineos, uma transmissão sem bios é mais importante do que uma transmissão rápida. O campo tipo de serviço fornecia 3 bits para prioridade de sinal e 3 bits para sinalizar se um hool se importava mais com atraso, throughput ou confiabilidade. Porém, ninguem realmente sabia o que fazer com esses bits nos roteadores, de modo que ficaram sem uso por muitos anos.

O campo tamanho total inclui tudo o que há no datagrama - cabeçalho e dados.O campo identificação é necessário para permitir que o host de destino determine a qual datagrama pertence um fragmento recém-chegado.

Em seguida há um bit não utilizado, o que é surpreendente, pois o espaço disponível no cabeçalho IP é extremante  escasso.

Endereços IP

Um recurso que define o IPv4 são seus endereços de 32 bits.Cada host e roteador na internet tem um endereço IP que pode ser usado nos campos Endereço de Origem e Endereço de destino dos pacotes IP. Um endereço IP não se refere realmente a um host, mas sim a uma interface de rede;assim, se um host estiver em duas redes, ele precisará ter dois endereços IP.

Prefixos e notação CIDR

Uma maneira de representar rede e hosts é por meio de prefixos no lugar de máscaras de sub-rede. Prefixos nada mais são do que o número de bits que representam a rede, ou seja, a representação da rede através da máscara 255.255.248.0 pode ser realizada também por meio do prefixo /21.

 

 

 

 

 

A representação fica da seguinte forma:

192.168.0.1/21 (diz-se “barra 21” ou “slash 21“)

Essa representação é chamada de Classless Inter-Domain Routing (CIDR, pronuncía-se sáider), ou Slash Notation.

 Sub-redes

1-Permitem compartilhar um único endereço de rede entre diversas redes físicas

2-Minimizam o desperdício de endereços. Endereços de sub-rede podem ter um 3-numero variado de bits no prefixo de rede e identificador de estação

 3.1-O novo prefixo de rede deve ser maior que o prefixo original.

 3.2-O prefixo de rede e o identificador de estação devem possuir 32 bits.

NAT- Network Address Translation

Os endereços IP são escassos, essa escassez levou á criação de técnicas para usar o endereço IP com cautela.Uma técnica é atribuir dinamicamente um endereço IP ao computador quando ele se conectar e usar a rede, tomando-o de volta quando o host se torna inativo.

Essa estratégia funciona bem em alguns casos,por exemplo, para redes discadas e computadores móveis e outros podem estar temporariamente ausentes ou desligados.Porém, ela não funciona muito bem para clientes empresariais. Muitos PCs nas empresas devem estar ligados continuamente.

Cada vez mais, essa situação também se aplica a usuários domésticos que assinam serviços ADSL (apenas uma taxa fixa mensal). Muitos desses usuários têm dois ou mais computadores em casa, muitas vezes um para cada membro da familia, e todos querem estar on-line o tempo todo. O problema é que o endereços IP podem se esgotar devido a quantidade de usuários conectados ao mesmo tempo, e a solução para isso é o endereço IPV6 que tem endereços de 128 bits. Para contornar a demora no processo de transição do IPV4 para o IPV6 foi necessário fazer uma correção que veio sob forma da NAT (network address translation).

NAT é um protocolo que, como o próprio nome diz network address translation, faz a tradução dos endereços Ip e portas TCP da rede local para a Internet. Ou seja, o pacote enviado ou a ser recebido de sua estação de trabalho na sua rede local, vai até o servidor onde é trocado pelo ip do mesmo substitui o IP da rede local validando assim o envio do pacote na internet, no retorno do pacote a mesma coisa, o pacote chega e o ip do servidor é trocado pelo IP da estação que fez a requisição do pacote.

A estação com IP 192.168.1.13 faz uma requisição, por exemplo, para um endereço externo. O pacote sai com o IP da estação e corre em direção ao intermediador entre ambiente interno e externo, o gateway. O gateway, através do protocolo NAT mascara o IP da estação com seu IP (200.158.112.126 – que é válido na internet) assim fazendo com que o pacote seja entregue no destino solicitado pela estação. No retorno do pacote, ele parte do endereço externo, chega a nossa rede no servidor NAT (200.158.112.126) e lá é volta ater o IP da estação assim chegando à estação (192.168.1.13).

 A operação da NAT é mostrada na figura seguinte:

IPV6 

O IP tem sido muito usado há décadas. Ele tem funcionado extremamente bem, conforme demonstrado pelo crescimento exponencial da internet. Infelizmente, ele se tornou-se vítima de sua própria popularidade : está próximo de esgotar os endereços disponíveis, os últimos endereços IPV4 deverão ser atribuídos pela ICANN(corporação da internet para atribuição de nomes e números) antes do final de 2012.

A única solução a longo prazo é passar para endereços de 128 bits. O IPV6 provou ser muito difícil de implementar. Ele é um protocolo diferente da camada de rede e não se interliga realmente com o IPV4.

O IPV6  atende a todos os objetivos da IETF (IETF é um grupo informal internacional aberto que se ocupa do desenvolvimento e promoção de standards para internet) que são :aceitar bilhões de hosts, reduzir o tamanho das tabelas de roteamento, simplificar protocolos, oferecer mais segurança, dar mais importância ao tipo de serviço, possibilitar a especificação de objetivos, permitir que um host mude de lugar precisar mudar de endereço, permitir que o protocolo evoluísse no futuro permitir a coexistência entre protocolos novos e antigos durante anos.

Em primeiro lugar , o IPV6 tem endereços mais longos que o IPV4. Segundo aperfeiçoamento importante no IPV6 é a simplificação do cabeçalho. A terceira mudança importante foi o melhor suporte para as opções oferecidas. Uma quarta área em que o IPV6 representa um grande avanço é a segurança.

O campo versão é sempre 6. Os roteadores serão capazes de examinar esse campo para identificar seu tipo de pacote.

O campo classe de tráfego é usado para diferenciar a classe de serviços para pacotes com diferentes requisitos de entrega em tempo real.

O campo identificação de fluxo permite que uma origem e um destino marquem grupos de pacotes que têm os mesmos requisitos e devem ser tratados da mesma maneira pela rede .

O campo tamanho dos dados determina o número de bytes que seguem o cabeçalho de 40 bytes.

O campo próximo cabeçalho informa quais dos outros cabeçalhos de extensão (opcionais) seguem esse cabeçalho. Se esse cabeçalho for o último do IP o campo próximo cabeçalho receberá para qual tratador de protocolo de transporte o pacote deverá ser enviado.

 

Diferenças entre IPV4 e IPV6

IPV4

• Endereço de 32bits.

• Suporte opcional de IPSec( Protocolo de segurança para redes IP).

• Nenhuma referência a capacidade de QoS (Quality of Service)(Qualidade de Serviços).

• Processo de fragmentação realizada pelo router(Roteador).

• O cabeçalho inclui os campos de opção.

•  O Adress Resolution Protocol (ARP)(Protocolo de Resolução de Endereços), utiliza requisitos do tipo Broadcast(Transmissão).

• Internet Resolution Management Protocol (IGMP)(protocolo de Gerenciamento de Resolução de Internet) é utilizado para gerir relações locais de sub-redes.

• Os Endereços de Broadcast são utilizados para enviar tráfego para todos os host(anfitrião) de uma rede.

• O endereço tem de ser configurado manualmente.

•  Suporta pacotes de 576 bytes, passiveis de serem fragmentados.

 IPV6

• Endereço de 128bits.

•  Suporte obrigatório de IPSec( Protocolo de segurança para redes IP).

• Introduz capacidades de QoS(Qualidade de Serviços). utilizando para isso o campo Flow Label(Etiqueta de Fluxos).

• A fragmentação deixa de ser realizada pelos routers(Roteadores) e passa a ser processada pelos host(anfitrião) emissores. 

•  Todos os campos de opção foram mudados para dentro do campo extension header(Cabeçalho de Extensão).

• O ARP( Protocolo de Resolução de Endereços) foi abandonado, sendo substituídos pelas mensagens Neibhbor Discovery.

•  O O IGMP(O IGMP é um mecanismo para troca de informações entre um roteador mais próximo) fio substituído por mensagens Multcast Listner Discovery fio substituído por mensagens Multcast Listner Discovery.

• Deixa de existir o endereço de Broadcast(Transmissão), para utilizar endereços multicast .

• Adição de funcionalidades de autoconfiguração .

•  Suporta pacotes de 1280 bytes, sem fragmentação.