Endereçamento IPv6

Auto-configuração IPv6

Em redes IPv4, a auto-configuração de hosts se faz com o serviço DHCP. Em redes IPv6 existem duas formas de auto-configurar hosts:

  • SLAAC (Auto-configuração stateless): um host gera seu próprio endereço IPv6 a partir de informação anunciada periodicamente pelo gateway da rede. O gateway não sabe que host usa qual endereço IPv6.
  • DHCPv6: similar ao serviço DHCP para IPv4, um host obtém toda sua configuração de rede (incluindo seu endereço IPv6) de um servidor DHCPv6. Esse servidor mantém informações sobre que host usa qual endereço IPv6.

SLAAC

Com SLAAC, um host IPv6 tem a capacidade de auto-configurar seu endereço em uma subrede. Com isso, facilita-se a configuração de rede de um equipamento, pois torna-se desnecessário obter e definir manualmente seu endereço IPv6, além de outras informações tais como máscara de rede, gateway e servidores DNS. No entanto, isso depende de o gateway (ou algum outro equipamento) fornecer essas informações de configuração para os hosts em sua(s) subrede(s). Isso não é novidade, pois em redes IPv4 o serviço DHCP tem exatamente esse papel. Porém, com o surgimento de IPv6, a auto-configuração se tornou uma função do próprio protocolo de rede. Em redes IPv4, DHCP é um serviço que depende de softwares específicos tanto nos hosts (clientes) quanto no servidor. A auto-configuração IPv6 é muito mais simples, e não demanda nenhum software adicional nos hosts.

A autoconfiguração do IPV6, chamada stateless, é o procedimento com que os hosts de uma subrede podem definir seus próprios endereços, baseados em informações locais (ex: endereço MAC de sua interfaces de rede Ethernet, Wifi, ou Bluetooth), e em informações recebidas de roteadores, denominadas mensagens Router Advertisement. Sendo assim, o roteador é o responsável por fornecer informações sobre a SUBrede para que seja possível que hosts que nela residem se autoconfigurem. A autoconfiguração do IPV6 é chamada de stateless porque o roteador não mantém nenhum registro sobre a configuração de cada host. Isso é consequência da capacidade dos hosts se autoconfigurarem apenas sabendo a subrede a que pertencem. No entanto, para que seja possível a autoconfiguração em redes baseadas em IPV6, duas etapas de configuração devem ser aplicadas, sendo elas:

  • Configuração do prefixo ou neste caso a identificação da subrede. Nesta etapa, os prefixos são coletados pelos hosts por meio de mensagens ICMPv6, chamadas de Router Advertisement, as quais são transmitidas pelos roteadores.
  • Configuração do sufixo do host identificação do host propriamente dito. Nesta etapa, o sufixo de host é automaticamente obtido a partir do endereço MAC de 48 bits obtido de sua próprio interface de rede Ethernet ou Wifi. Uma vez que um endereço MAC possui apenas 48 bits, porém os sufixos IPV6 possuem 64 bits, os 16 bits restantes para completar o endereço IPV6 são inseridos por uma função de expansão chamada de Extended Unique Identifier (EUI). A função EUI executa as seguintes etapas:
  1. Separa o endereço MAC em dois blocos de 24 bits
  2. Adiciona os algarismos hexadecimais FFFE entre os dois blocos
  3. Muda o sétimo bit do primeiro byte para 1 para sinalizar que o endereço é gerenciado localmente.


Este exemplo mostra a geração do sufixo de um endereço IPv6:

Sufix ipv62.jpg

Protocolo NDP (Neighbor Discovery Protocol)


A auto-configuração IPv6 depende do protocolo NDP, implementado usando mensagens ICMPv6. De acordo com este tutorial do site IPv6.br, no caso da autoconfiguração de hosts, o protocolo fornece suporte para a realização de três funcionalidades:

  • Parameter Discovery: atua na descoberta por um host de informações sobre o enlace (como MTU) e sobre a Internet (como limite de saltos).
  • Address Autoconfiguration: trabalha com a autoconfiguração stateless de endereços nas interfaces de um nó.
  • Duplicate Address Detection: utilizado para descobrir se o endereço que se deseja atribuir a uma interface já está sendo utilizado por um outro nó na rede.


Já no caso da transmissão de pacotes entre nós, o suporte é dado para a realização de seis funcionalidades:

  • Router Discovery: trabalha com a descoberta de roteadores pertencentes ao enlace.
  • Prefix Discovery: implementa a descoberta de prefixos de redes do enlace, cuja a finalidade é decidir para onde os pacotes serão direcionados numa comunicação (se é para um roteador especifico ou direto para um nó do enlace).
  • Address Resolution: descobre o endereço fisico através de um endereço lógico IPv6.
  • Neighbor Unreachability Detection: permite que os nós descubram se um vizinho é ou se continua alcançavel, uma vez que problemas podem acontecer tanto nos nós como na rede.
  • Redirect: permite ao roteador informar ao nó uma rota melhor ao ser utilizada para enviar pacotes a determinado destino.
  • Next-Hop Determination: algoritmo para mapear um endereço IP de destino em um endereço IP de um vizinho para onde o trafego deve ser enviado.


Tratando especificamente da auto-configuração IPv6, o protocolo NDP usa mensagens ICMPv6 do tipo RA (Router Advertisement - Anúncio de Roteador) para anunciar parâmetros da subrede. Essas mensagens são tipicamente enviadas periodicamente pelo gateway, e contêm estas informações:

  • prefixo da subrede
  • endereço do servidor DNS
  • MTU
  • rotas para subredes específicas
  • domínios DNS


Em sistemas Linux, o envio de mensagens RA por um roteador são feitas pelo software radvd.


Ao receber uma mensagem RA, um host pode completar sua auto-configuração, e assim se comunicar na rede IPv6. A figura a seguir mostra mensagens RA enviadas por um roteador:

Pji11103-Radv.jpg