Fundamentos do IPv6: O Que É e Por Que Importa

Por Que o IPv6 Existe#

Os endereços IPv4 acabaram. Não "podem acabar" ou "vão acabar"—eles realmente acabaram. A IANA alocou os últimos blocos para os registros regionais em 2011. Em 2015, a maioria das regiões havia esgotado seus pools.

O espaço de endereçamento de 32 bits do IPv4 nos dá cerca de 4,3 bilhões de endereços. Isso parecia infinito em 1981. Mas smartphones, dispositivos IoT, servidores e tudo mais conectado à Internet consumiram esses endereços mais rápido do que qualquer um previu. Contornamos isso com NAT, NAT de nível de operadora e hacks cada vez mais complexos. Esses hacks funcionam, mas adicionam latência, quebram a conectividade ponta-a-ponta e tornam a administração de rede mais difícil.

O IPv6 usa endereços de 128 bits. São 340 undecilhões de endereços—suficiente para dar bilhões de endereços a cada metro quadrado da superfície da Terra. Não vamos ficar sem endereços.

O Formato de Endereço de 128 Bits#

Um endereço IPv6 se parece com isso:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Oito grupos de quatro dígitos hexadecimais, separados por dois-pontos. Cada grupo representa 16 bits (4 dígitos hex × 4 bits por dígito = 16 bits). Oito grupos × 16 bits = 128 bits no total.

Hexadecimal usa 0-9 e a-f. Maiúsculas ou minúsculas não importam—2001:DB8::1 e 2001:db8::1 são idênticos.

Regras de Compressão#

Escrever todos os 32 dígitos hex fica tedioso. O IPv6 tem duas regras de compressão para encurtar endereços.

Regra 1: Remover Zeros à Esquerda#

Você pode remover zeros à esquerda de qualquer grupo:

2001:0db8:0000:0042:0000:8a2e:0370:7334
     ↓
2001:db8:0:42:0:8a2e:370:7334

Cada grupo ainda precisa de pelo menos um dígito. Você não pode comprimir 0000 para nada—é para isso que serve a regra 2.

Regra 2: Substituir Zeros Consecutivos por ::#

Uma sequência de grupos consecutivos com todos zeros pode se tornar ::. Isso só funciona uma vez por endereço. Usar duas vezes seria ambíguo—você não poderia dizer quantos grupos zero cada :: representa.

2001:db8:0:0:0:0:0:1
        ↓
2001:db8::1

Escolha a sequência mais longa de zeros. Se você tiver duas sequências iguais, comprima a primeira (embora a maioria das ferramentas comprima a mais à esquerda por convenção).

Exemplos Práticos#

Veja como a compressão funciona em endereços reais:

Experimente diferentes formatos com nosso Validador IPv6 para ver como a compressão funciona.

IPv6 vs IPv4: Mais do Que Apenas Maior#

A maioria das comparações foca no espaço de endereçamento. É justo—é a principal razão pela qual o IPv6 existe. Mas o redesign do protocolo também corrigiu outros problemas.

Melhorias Principais Além do Espaço de Endereçamento#

Cabeçalho Simplificado#

O cabeçalho do IPv4 tem 12 campos obrigatórios e opções que o estendem para 60 bytes. Os roteadores precisam analisar tudo isso para cada pacote. O cabeçalho do IPv6 sempre tem 40 bytes com 8 campos. Cabeçalhos de extensão lidam com qualquer coisa extra, mas a maioria dos pacotes não precisa deles. Os roteadores processam pacotes mais rapidamente.

NAT Não Necessário#

Com IPv4, quase todas as redes domésticas e de escritório se escondendo atrás de NAT. NAT quebra protocolos que incorporam endereços IP (como SIP para VoIP), torna conexões peer-to-peer mais difíceis e adiciona estado aos roteadores. Com endereços IPv6 suficientes para tudo, os dispositivos podem ter endereços globalmente roteáveis. Seu laptop, telefone e geladeira inteligente podem todos ser acessíveis ponta-a-ponta se você quiser. (Firewalls ainda existem—você pode bloquear tráfego de entrada sem NAT.)

Autoconfiguração (SLAAC)#

Dispositivos IPv6 podem se configurar usando SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration). O roteador anuncia o prefixo de rede e os dispositivos geram seus próprios endereços. Nenhum servidor DHCP necessário. Você ainda pode usar DHCPv6 para gerenciamento centralizado, mas a conectividade básica funciona sem ele.

IPsec Integrado#

O IPv4 adicionou IPsec anos após a implantação. O IPv6 o incluiu desde o início. O design é mais limpo. (IPsec agora é recomendado em vez de obrigatório, mas a integração ainda é melhor do que a adaptação do IPv4.)

Endereços Especiais Que Você Verá#

Loopback: ::1#

O endereço de loopback do IPv6. Mesma finalidade que 127.0.0.1 no IPv4—o tráfego para este endereço permanece na máquina local. O IPv6 tem apenas um endereço de loopback em vez do bloco inteiro 127.0.0.0/8 do IPv4.

Não Especificado: ::#

Representa "sem endereço" ou "qualquer endereço". Você verá isso quando um dispositivo ainda não tem um endereço, ou em configurações de socket de escuta para vincular a todas as interfaces.

Link-Local: fe80::/10#

Toda interface IPv6 gera automaticamente um endereço link-local começando com fe80::. Esses endereços funcionam apenas no segmento de rede local—roteadores não os encaminham. Eles são essenciais para descoberta de vizinhos, anúncios de roteador e comunicação local. Sua interface pode ser fe80::1 ou fe80::a4b2:c3d4:e5f6:7890, dependendo de como o sufixo é gerado.

Documentação: 2001:db8::/32#

Reservado para exemplos e documentação. Qualquer endereço começando com 2001:db8: tem garantia de nunca ser atribuído na Internet real. É por isso que você vê isso em tutoriais, RFCs e nestes exemplos. Se você está escrevendo documentação, use prefixos 2001:db8:: para que os leitores não configurem acidentalmente endereços de produção.

IPv6 em URLs#

Endereços IPv6 em URLs precisam de colchetes. Sem eles, os dois-pontos no endereço entrariam em conflito com o separador de porta:

http://[2001:db8::1]/
http://[2001:db8::1]:8080/
https://[2001:db8:85a3::8a2e:370:7334]/api/endpoint

Os colchetes deixam claro onde o endereço termina e a porta começa. Você usará esta notação em URLs de navegador, arquivos de configuração e em qualquer outro lugar que combine um endereço IPv6 com outros componentes.

Onde Estamos Hoje#

A adoção do IPv6 é real, mas desigual. O Google relata que cerca de 40% do seu tráfego chega via IPv6. Os principais provedores de nuvem (AWS, Google Cloud, Azure), CDNs (Cloudflare, Akamai) e ISPs (Comcast, T-Mobile, Deutsche Telekom) têm forte suporte IPv6. Redes móveis frequentemente executam apenas IPv6 com tradução de volta para IPv4 quando necessário.

Redes corporativas estão atrasadas. Muitas ferramentas internas e appliances de segurança ainda tratam o IPv6 como opcional. Isso está mudando, mas lentamente.

A boa notícia: IPv4 e IPv6 funcionam lado a lado. Redes dual-stack suportam ambos. Você não precisa apertar um botão e converter tudo da noite para o dia. Mas se você está construindo novos sistemas, projete-os para IPv6 desde o início. Adicionar depois é mais difícil.

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