Todos os dispositivos que se ligam à Internet precisam de um endereço do Protocolo de Internet. Os servidores, routers, cargas de trabalho na nuvem, redes de escritório, telemóveis, câmaras de segurança, máquinas virtuais e dispositivos IoT dependem todos de endereços IP para enviar e receber dados. As duas principais versões do Protocolo de Internet atualmente em utilização são o IPv4 e o IPv6.
O IPv4 tem suportado a Internet há décadas e continua a ser essencial para as operações online diárias. No entanto, a sua capacidade de endereçamento é limitada e o fornecimento global de endereços IPv4 não utilizados esgotou-se. Como resultado, os endereços IPv4 tornaram-se cada vez mais valiosos, exigindo frequentemente transferência, aluguer, recuperação ou estratégias mais complexas de tradução de endereços de rede.
O IPv6 foi criado para resolver esta escassez de endereços a longo prazo. Oferece um espaço de endereçamento vastamente maior, melhora vários aspetos da conceção de redes e suporta o crescimento contínuo da computação em nuvem, das redes móveis, dos centros de dados, dos serviços de banda larga e da Internet das Coisas. O IPv6 não é uma tecnologia de substituição temporária; é o sistema de endereçamento da Internet de próxima geração, concebido para funcionar em conjunto com o IPv4 durante um longo período de transição.
Para as empresas, a questão prática já não é saber se o IPv4 ou o IPv6 existem. Ambos existem, e a maioria das organizações tem de compreender como operar num ambiente de Internet de pilha dupla. Este guia explica as diferenças entre IPv4 e IPv6, por que razão a adoção do IPv6 é importante e como as empresas podem criar uma estratégia de migração fiável.
O que é o IPv4?
O IPv4, ou Internet Protocol versão 4, é a versão do Internet Protocol mais amplamente implementada. Utiliza um formato de endereço de 32 bits, que permite aproximadamente 4,29 mil milhões de endereços únicos.
Um endereço IPv4 é normalmente escrito como quatro números decimais separados por pontos. Cada número varia entre 0 e 255. Um endereço IPv4 típico tem o seguinte aspeto:
203.0.113.10Quando o IPv4 foi concebido, milhares de milhões de endereços pareciam suficientes. Nessa altura, a Internet era utilizada principalmente por universidades, instituições de investigação, governos e um número relativamente reduzido de organizações. Poucas pessoas esperavam que, eventualmente, quase todas as pessoas, empresas, telemóveis, dispositivos domésticos, veículos e aplicações na nuvem viessem a necessitar de conectividade à Internet.
O rápido crescimento da Internet alterou essa suposição. Os smartphones, o acesso de banda larga, as plataformas de nuvem pública, os serviços de streaming, os jogos online, o trabalho remoto, os dispositivos IoT e os serviços digitais globais aumentaram drasticamente a procura de endereços IP públicos. O conjunto disponível de espaço de endereçamento IPv4 não utilizado esgotou-se e, atualmente, os Registos Regionais da Internet geralmente já não conseguem satisfazer a procura normal de novos endereços IPv4 a partir de um conjunto de alocação gratuita.
O IPv4 continua profundamente integrado na Internet global. Muitos websites, aplicações, sistemas legados, firewalls, dispositivos de rede e fornecedores de serviços de Internet ainda dependem dele. Por esta razão, o IPv4 continuará operacional durante muitos anos, mesmo à medida que a adoção do IPv6 aumenta.
O que é o IPv6?
IPv6, ou Protocolo de Internet versão 6, é o sucessor do IPv4. Utiliza um formato de endereço de 128 bits, criando um espaço de endereços de aproximadamente 3.4 × 10³⁸ endereços únicos. Este número é tão grande que é difícil de visualizar em termos práticos. O IPv6 proporciona capacidade de endereçamento suficiente para suportar o crescimento da Internet a longo prazo sem depender do modelo de escassez que agora afeta o IPv4.
Um endereço IPv6 é escrito em notação hexadecimal e separado por dois-pontos. Um endereço IPv6 típico tem o seguinte aspeto:
2001:db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334A notação IPv6 pode ser frequentemente abreviada removendo os zeros à esquerda e substituindo grupos consecutivos de zeros por dois-pontos duplos. O mesmo endereço pode, portanto, aparecer como:
2001:db8:85a3::8a2e:370:7334O IPv6 foi desenvolvido não só para expandir o número de endereços disponíveis, mas também para suportar uma arquitetura de internet mais escalável e eficiente. Simplifica determinados aspetos do encaminhamento e do endereçamento, melhora o suporte à configuração automática e proporciona uma base melhor para a conectividade de dispositivos em grande escala.
É importante compreender que o IPv6 não substitui instantaneamente o IPv4. Os dois protocolos não são diretamente intercambiáveis, e um dispositivo apenas com IPv4 não pode comunicar com um dispositivo apenas com IPv6, a menos que esteja implementado um mecanismo de transição adequado ou um serviço de tradução. Por este motivo, a maioria das organizações utiliza redes de pilha dupla, nas quais o IPv4 e o IPv6 funcionam em paralelo.
The Main Difference Between IPv4 and IPv6
A diferença mais óbvia entre IPv4 e IPv6 é a capacidade de endereçamento. O IPv4 utiliza 32 bits, enquanto o IPv6 utiliza 128 bits. O IPv4 pode disponibilizar cerca de 4,29 mil milhões de endereços, ao passo que o IPv6 pode disponibilizar uma quantidade praticamente ilimitada para utilização global prática.
O formato do endereço também é diferente. O IPv4 utiliza a conhecida notação decimal com pontos, como 198.51.100.25. O IPv6 utiliza grupos hexadecimais separados por dois-pontos, como 2001:db8:100::25. Os endereços IPv6 são mais longos, mas o formato maior permite que as redes atribuam o espaço de endereçamento de forma mais eficiente e evitem muitas das limitações causadas pela escassez de IPv4.
| Funcionalidade | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Comprimento do endereço | 32-bit | 128-bit |
| Capacidade de endereços | About 4.29 billion | Cerca de 3,4 × 10³⁸ |
| Formato típico | 192.0.2.1 | 2001:db8::1 |
| Disponibilidade de moradas | Escasso e frequentemente transferido ou arrendado | Abundante para utilização a longo prazo |
| Dependência de NAT | Utilizado habitualmente | Normalmente desnecessário para a conservação de endereços |
| Design do cabeçalho | Mais complexo e variável | Cabeçalho fixo simplificado |
| Suporte de transmissão | Utiliza transmissão | Utiliza multicast e anycast em vez disso. |
| Configuração | Manual ou DHCP | SLAAC, DHCPv6 ou configuração estática |
Embora o IPv6 ofereça um espaço de endereçamento muito maior, as empresas não devem encará-lo simplesmente como “mais endereços IP”. O IPv6 altera a forma como as redes podem ser concebidas. Reduz a necessidade de NAT em grande escala, permite uma conectividade direta de ponta a ponta e facilita a atribuição de intervalos de endereços estruturados a sites, aplicações, dispositivos e segmentos de rede.
Why IPv4 Addresses Are Still Valuable
O esgotamento dos endereços IPv4 disponíveis tornou o IPv4 um recurso valioso da Internet. As empresas que necessitam de conectividade IPv4 pública podem obter endereços através de transferências, acordos de aluguer, blocos já detidos, fornecedores de serviços cloud, fornecedores de alojamento ou ISPs a montante.
O IPv4 continua a ser necessário porque uma grande parte dos utilizadores e serviços da Internet ainda depende da conectividade IPv4. Um sítio Web acessível publicamente, uma API, um serviço VPN, um servidor de correio eletrónico, um servidor de jogos, uma plataforma de computação em nuvem ou uma aplicação SaaS global pode precisar de acessibilidade IPv4 para servir todos os utilizadores de forma fiável.
Muitas organizações operam, por isso, com IPv4 e IPv6 em conjunto. O IPv4 garante a compatibilidade com sistemas legados e utilizadores que apenas utilizam IPv4, enquanto o IPv6 permite o crescimento a longo prazo e reduz a dependência de recursos IPv4 escassos.
Para empresas que operam o seu próprio Número de Sistema Autónomo, ou ASN, os prefixos IPv4 e IPv6 podem ser anunciados através do BGP. A organização pode utilizar o seu ASN para gerir políticas de encaminhamento, estabelecer conectividade upstream, anunciar espaço de endereçamento público e implementar uma arquitetura de rede multi-homed resiliente.
Why IPv6 Is Important for the Future of the Internet
O IPv6 é essencial porque a internet continua a crescer. O número de dispositivos ligados está a aumentar em lares, empresas, redes móveis, ambientes industriais, sistemas de transporte, plataformas de cuidados de saúde e centros de dados na cloud. Depender apenas do IPv4 exige uma utilização cada vez mais complexa de NAT, endereços partilhados e modelos de reutilização de endereços.
O IPv6 fornece um espaço de endereçamento suficientemente grande para suportar o endereçamento direto de um enorme número de dispositivos e redes. Isto é especialmente importante para implementações de IoT, redes móveis, aplicações nativas da cloud, computação periférica, infraestruturas inteligentes e serviços distribuídos globalmente.
O IPv6 também suporta um planeamento de endereços mais estruturado. Uma empresa pode receber uma alocação ou atribuição IPv6 e dividi-la em sub-redes separadas para escritórios, centros de dados, clientes, ambientes, serviços, aplicações e localizações geográficas. Isto facilita a organização e a gestão de redes de grandes dimensões ao longo do tempo.
Além disso, o IPv6 suporta modelos modernos de implementação da Internet. Muitos dos principais fornecedores de serviços de cloud, plataformas de conteúdos, operadores móveis, fornecedores de banda larga e sistemas operativos já suportam o IPv6. Uma empresa que adie a adoção do IPv6 poderá acabar por enfrentar desvantagens de compatibilidade, escalabilidade, aquisição ou conectividade.
IPv4 NAT and IPv6 End-to-End Connectivity
A Tradução de Endereços de Rede, normalmente designada por NAT, é amplamente utilizada em redes IPv4 porque os endereços IPv4 públicos são limitados. A NAT permite que muitos dispositivos privados partilhem um ou um pequeno número de endereços IPv4 públicos. Por exemplo, um escritório pode utilizar endereços privados, tais como 192.168.1.0/24 internamente, enquanto todos os utilizadores acedem à Internet através de um único endereço IPv4 público.
A NAT ajudou a prolongar a vida útil do IPv4, mas também cria complexidade operacional. Pode complicar o registo de eventos, a resolução de problemas, as aplicações ponto a ponto, os serviços de voz, o acesso remoto, as políticas de firewall, o reencaminhamento de portas e determinadas arquiteturas de aplicações.
O IPv6 foi concebido para que, em geral, o NAT generalizado para conservação de endereços seja desnecessário. Numa rede IPv6, os dispositivos podem receber endereços globalmente exclusivos, permitindo a conectividade directa ponto a ponto quando autorizada pelas políticas de segurança.
No entanto, o endereçamento direto não significa que as redes IPv6 devam ser expostas sem proteção. As firewalls continuam a ser essenciais. Um equívoco comum é pensar que a própria NAT proporciona segurança. A NAT pode ocultar o endereçamento interno, mas não substitui as políticas de firewall, o controlo de acesso, a segmentação da rede, a monitorização ou a prevenção de intrusões.
Uma implementação IPv6 segura deve aplicar a mesma disciplina de segurança que uma implementação IPv4. O tráfego de entrada deve ser filtrado adequadamente, os serviços desnecessários não devem ser expostos, o acesso administrativo deve ser restringido e os registos devem ser monitorizados continuamente.
IPv4 and IPv6 Routing
Tanto o IPv4 como o IPv6 podem utilizar o BGP para o encaminhamento global na Internet. Os operadores de rede com um ASN podem anunciar prefixos IPv4, prefixos IPv6 ou ambos através dos seus fornecedores de trânsito e pares.
Os princípios de encaminhamento são, em geral, semelhantes, mas as rotas IPv4 e IPv6 são famílias de endereços separadas. Um operador de rede tem de configurar, filtrar, autorizar e monitorizar cada família de forma independente. Ter uma configuração BGP IPv4 funcional não significa automaticamente que os anúncios IPv6 estejam configurados corretamente.
Por exemplo, uma organização pode anunciar um prefixo IPv4 como:
198.51.100.0/24A mesma organização pode anunciar um prefixo IPv6, tal como:
2001:db8:1234::/48O operador deve garantir que os objetos de rota, as autorizações de origem de rotas RPKI e os filtros dos fornecedores upstream estão devidamente configurados para ambas as famílias de endereços. Se os objetos de encaminhamento IPv6 ou as ROA estiverem em falta, um fornecedor de trânsito poderá rejeitar a rota ou outras redes poderão considerá-la inválida.
Para redes com múltiplas ligações, o IPv6 pode proporcionar os mesmos benefícios de resiliência e engenharia de tráfego que o IPv4. Uma empresa pode ligar-se a vários fornecedores, estabelecer sessões BGP, definir preferências de encaminhamento e manter a conectividade durante uma interrupção do serviço de um operador. O requisito fundamental é a conceção correta das políticas e a monitorização ativa.
IPv6 Security Considerations
O IPv6 inclui funcionalidades que podem melhorar o desenho da rede, mas também introduz considerações de segurança que os administradores têm de compreender. O maior espaço de endereçamento torna mais difícil a realização de varrimentos abrangentes, mas continuam a existir riscos de segurança através do DNS, da exposição de aplicações, de erros de encaminhamento, de firewalls mal configuradas, de anúncios de routers não autorizados e da atribuição não autorizada de endereços.
As organizações devem garantir que os controlos de segurança suportam totalmente o IPv6. Isto inclui firewalls, sistemas de deteção de intrusões, proteção contra DDoS, plataformas SIEM, scanners de vulnerabilidades, ferramentas de gestão de ativos, sistemas de monitorização e procedimentos de resposta a incidentes. Um erro comum de implementação consiste em ativar o IPv6 nos sistemas, continuando simultaneamente a aplicar os controlos de segurança apenas ao tráfego IPv4.
O IPv6 não deve ser tratado como uma rede secundária invisível. Se um dispositivo tiver conectividade IPv6, mas a equipa de segurança não a monitorizar, a organização poderá criar uma superfície de ataque não gerida. O tráfego IPv6 deve ser registado, inspecionado, filtrado e gerido de acordo com os mesmos padrões utilizados para IPv4.
O RPKI também é importante para ambos os protocolos. Ao criar Autorizações de Origem de Rotas, os operadores de rede podem especificar qual ASN está autorizado a originar um prefixo IPv4 ou IPv6. Isto ajuda a reduzir o risco de sequestro de rotas e melhora a fiabilidade do encaminhamento global.
Common IPv6 Migration Challenges
O maior desafio na migração para IPv6 não é, muitas vezes, o próprio protocolo. É o ambiente existente da organização. Aplicações mais antigas, equipamentos de rede, plataformas de monitorização, sistemas de controlo de acesso e integrações de terceiros podem ter um suporte incompleto para IPv6.
Uma migração IPv6 bem-sucedida requer um inventário da infraestrutura. As empresas devem identificar websites públicos, registos DNS, balanceadores de carga, firewalls, gateways VPN, plataformas de cloud, routers, servidores, ambientes de contentores, integrações SaaS, ferramentas de monitorização e aplicações destinadas aos clientes. Cada componente deve ser avaliado quanto à compatibilidade com IPv6.
O DNS é particularmente importante. Um website tem de ter um registo AAAA antes de poder ser acedido através de IPv6. No entanto, publicar um registo AAAA antes de a aplicação, a firewall, a CDN, o balanceador de carga e o ambiente de monitorização estarem totalmente preparados pode causar problemas para os utilizadores. O IPv6 deve, portanto, ser ativado apenas depois de os testes completos confirmarem que o serviço é fiável.
Outro desafio é o conhecimento da equipa. As equipas de rede podem ter anos de experiência com IPv4, mas pouca exposição ao endereçamento IPv6, à criação de sub-redes, ao encaminhamento, às regras de firewall, ao Protocolo de Descoberta de Vizinhos, aos Anúncios de Router, ao DHCPv6 e ao RPKI para prefixos IPv6. A formação e os procedimentos operacionais documentados podem reduzir este risco.
IPv4 vs IPv6 Quiz
Teste a sua compreensão de endereços IP, encaminhamento, NAT e implementação de IPv6.
Dual Stack: O Modelo de Implementação Mais Prático
Para a maioria das empresas, a implementação de pilha dupla é a abordagem mais prática. Num ambiente de pilha dupla, os dispositivos de rede, os servidores, as aplicações e os serviços suportam simultaneamente IPv4 e IPv6.
Esta abordagem proporciona compatibilidade com os utilizadores de IPv4 existentes, ao mesmo tempo que permite que os utilizadores e as redes compatíveis com IPv6 se liguem através de IPv6. Permite também que a empresa faça a migração gradualmente, teste os serviços cuidadosamente e evite uma dependência súbita de uma família de protocolos.
A pilha dupla é comum em centros de dados, plataformas de cloud, redes empresariais, CDNs, ISPs e serviços Web acessíveis ao público. Um utilizador com conectividade IPv6 pode aceder a um site com pilha dupla através de IPv6, enquanto um utilizador apenas com IPv4 acede ao mesmo serviço através de IPv4.
O principal requisito operacional é a consistência. As regras de segurança, a monitorização, a proteção contra DDoS, o balanceamento de carga, a configuração de DNS, os controlos de acesso e as políticas de encaminhamento devem ser mantidos para ambos os protocolos. A pilha dupla não deve significar que o IPv6 recebe menos atenção do que o IPv4.
How Businesses Should Plan IPv4 and IPv6 Strategy
As empresas devem encarar o IPv4 e o IPv6 como partes complementares de uma estratégia de rede a longo prazo. O IPv4 continua a ser necessário para garantir a compatibilidade global, mas o IPv6 deve ser implementado com antecedência suficiente para evitar pressões futuras, reformulações dispendiosas ou limitações operacionais.
Uma estratégia prática começa por identificar quais os serviços que necessitam de acesso à Internet pública e quais os sistemas que já podem suportar IPv6. Os websites públicos, as APIs, as cargas de trabalho na cloud, os serviços CDN, a infraestrutura DNS e as redes de centros de dados são frequentemente bons pontos de partida. Estes serviços beneficiam normalmente de uma ampla acessibilidade através da Internet e podem ser testados em fases controladas.
O próximo passo é o planeamento de endereços. O IPv6 proporciona uma flexibilidade significativa, mas essa flexibilidade deve ser utilizada de forma responsável. As organizações devem definir uma estrutura clara para atribuir prefixos a regiões geográficas, unidades de negócio, centros de dados, ambientes de rede, serviços de clientes e sub-redes internas. Um plano documentado torna a resolução de problemas e a expansão futura muito mais fáceis.
Para redes que utilizam BGP, o encaminhamento IPv6 deve ser integrado no mesmo quadro operacional que o IPv4. Isto inclui a coordenação com os fornecedores de trânsito, a filtragem de rotas, os ROAs do RPKI, os objetos de rota do IRR quando necessário, os limites de prefixos, a monitorização e a resposta a incidentes.