IPv4 x IPv6: qual é a diferença?

Nem todos os endereços IP (abreviação de “protocolo de internet”) são criados iguais. O IP estabelece regras comuns para a troca de pacotes de informações que permitem que as redes de computadores funcionem de forma coesa. Para que cada dispositivo possa se comunicar com outros dispositivos pela internet, eles devem ser identificados de forma única. O IP funciona em conjunto com o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) para garantir que tudo conectado à Internet saiba como e para onde enviar o tráfego. O IPv4 foi o quarto e mais comum sistema IP atualmente, enquanto muitos estão se esforçando para tornar o sexto sistema, o IPv6, o sistema preferido atualmente.

Exploraremos as principais diferenças que os hosts de site devem conhecer ao considerar endereços IPv4 x IPv6 e como cada versão de protocolo da Internet é adequada para seus propósitos.

O que é IPv4?

IPv4 é o sistema de endereçamento de protocolo da Internet original, aplicado pela primeira vez pelo sistema ARPANET da Internet em 1983. Mais de 90% do tráfego da Internet ainda usa um endereço IPv4 porque é extremamente versátil e é facilmente acomodado pela infraestrutura geral da Internet até hoje .

Com o formato de endereço de 32 bits do IPv4, são possíveis mais de 4 bilhões de combinações únicas de endereços IP — 2^32, para ser preciso. Ainda assim, a proliferação da internet e dos recursos de computação levaram os cientistas da computação a desenvolver um formato de endereço IP com taxas de bits muito mais altas. Embora o IPv4 tenha certas limitações, ele ainda possui alguns recursos que o formato IPv6 não possui, o que pode estender o uso do sistema IPv4 mesmo quando ocorrem transições para o IPv6. Por quanto tempo isso acontecerá, ninguém sabe ao certo, mas é certo que o IPv4 não ficará obsoleto do nada.

O que é IPv6?

Com 128 bits, esta versão de IP oferece capacidade para 340 undecilhões de combinações únicas de endereços IP — efetivamente, uma quantidade infinita. Também chamado de “IPng” (ou “Internet Protocol next generation”), o IPv6 foi inventado pela Internet Engineering Task Force em 1994 e implantado em 1998 principalmente para fornecer mais endereços IP, mas também para resolver certas limitações inerentes ao IPv4. Isso inclui a superação de limitações para permitir que vários dispositivos de acesso se conectem à Internet ao mesmo tempo.

Principais diferenças

Embora o IPv6 tenha sido inventado para melhorar certas limitações do IPv4, ainda existem diferenças únicas entre os dois que tornam difícil dizer que um é totalmente melhor que o outro. Ambos realizam a tarefa principal de identificar máquinas conectadas por meio de uma rede, mas realizam essa tarefa de maneiras muito diferentes, com vantagens e desvantagens próprias.

Uma grande diferença é que o IPv6 possui uma infraestrutura hierárquica de endereçamento e roteamento, o que simplifica as tabelas de roteamento para vários links em um site e os dispositivos vinculados à rede desse servidor do site (ou, mais especificamente, os identificadores exclusivos desses dispositivos). O IPv4 requer muitos identificadores múltiplos que podem se tornar confusos, enquanto o IPv6 pode usar um único valor com vários prefixos para realizar a mesma coisa sem tabelas e algoritmos de roteamento complicados.

Outras diferenças importantes entre os endereços IPv4 e IPv6 incluem o seguinte:

• O IPv6 não oferece suporte à transmissão de endereço IP, o que o IPv4 faz por necessidade.
• O IPv4 mapeia para endereços MAC via Address Resolution Protocol (ARP), enquanto o IPv6 utiliza o Neighbor Discovery Protocol (NDP) para realizar a mesma coisa.
• Devido às suas limitações de tamanho, o IPv4 é separado em cinco classes distintas – o IPv6 não precisa de categorias de classes.

Nomenclatura IPv6 e IPv4

Você pode identificar facilmente a diferença entre os dois formatos de endereço, dependendo se o endereço é numérico ou alfanumérico. O IPv4 usa endereços IP estritamente numéricos, enquanto o IPv6 usa caracteres hexadecimais alfanuméricos. Além disso, os bits binários nos endereços IPv4 são separados por um ponto (.) – os endereços IPv6 separam os bits binários com dois pontos (:). Aqui está um exemplo de ambos:

IPv4: 192.149.250.00

IPv6: 3ffe:1900:fe20:4554:0000:0000:0000:0000

O maior comprimento de bits do IPv6 permite maior simplificação na troca de pacotes de dados e bancos de dados de roteamento. Isso não é apenas mais fácil para os gerentes de rede lidarem, mas também leva a uma maior eficiência. Sistemas complicados de sub-rede e cabeçalho não precisam ser confiáveis, e a troca de pacotes pode ocorrer sem muita computação necessária para resolver a troca de pacotes e os algoritmos de roteamento.

Garantindo a compatibilidade entre IPv4 e IPv6

É assim que as coisas estão indo, mas deve-se notar que o IPv4 ainda deve ser acomodado, e por boas razões. Por um lado, a grande maioria da TI e da infraestrutura de rede foi criada com base no IPv4 e precisa ser mantida junto com o IPv6. Outro motivo é que, por mais que o IPv6 seja aprimorado em muitos aspectos, o IPv4 ainda possui alguns recursos que o IPv6 não possui - veja mais na seção de prós e contras abaixo.

Melhorando a segurança do endereço IP

No entanto, quando se trata de segurança e privacidade, questões cada vez mais preocupantes, fica claro que as vantagens do IPv6 sobre o IPv4 são mais significativas. Sendo mais recente, o IPv6 foi construído com o luxo de maior conhecimento e retrospectiva. Por exemplo, IPsec (IP Security) vem de fábrica com IPv6, sendo apenas uma opção com IPv4 que pode ou não ser empregada – depende se a aplicação que utiliza IPv4 foi projetada para fazer uso de IPsec ou não.

A segurança é aprimorada ainda mais por meio da verificação de identidade e consistência de dados do IPv6. Isso tem o benefício adicional de melhorar a confidencialidade e a privacidade, e aqueles que fazem da privacidade online uma prioridade fariam bem em usar IPv6 em vez de IPv4 sempre que possível.

Prós e Contras do IPv4

Embora alguns dos prós e contras de cada sistema de endereço IP sejam apenas diferenças, há algumas vantagens claras para cada um. O que é considerado pró ou contra, e até que ponto, depende muito do ambiente de rede que está sendo usado, mas o seguinte deve servir como um esboço das qualidades que tornam o IPv4 e o IPv6 únicos.

Vantagens do IPv4

• Suporta VLSM (Variable Length Subnet Masking)
• Camadas de comunicação virtual simples em diversos dispositivos
• Requer menos memória que o IPv6
• Permite videoconferências e bibliotecas
• Mais campos de cabeçalho (12) do que IPv6 (8)
• Tem campos de soma de verificação
• Utiliza tipos de endereço de broadcast
• Dispositivos de conversão de endereços de rede (NAT) generalizados possibilitam a integridade de ponta a ponta por meio do mascaramento de endereço não roteável.

Contras do IPv4

• Menos ideal que o IPv6 para interações de nós vizinhos.
• Profundidade de bits muito menor que o IPv6.
• A configuração do sistema não é opcional.
• Não suporta configuração automática e requer mais manutenção.
• Menos inerentemente seguro – a segurança depende dos aplicativos.

Prós e Contras do IPv6

Vantagens do IPv6

• Endereços exclusivos quase infinitos estão disponíveis, permitindo o endereçamento direto.
• Maior espaço de endereço.
• Endereçamento hierárquico e infraestrutura de roteamento, levando a tabelas de roteamento simplificadas para sites.
• Teoricamente mais rápido que o IPv4 devido à sua não dependência de NAT.
• Suporta multicast, um recurso que permite que fluxos de pacotes de alta largura de banda sejam transmitidos para vários destinos ao mesmo tempo.
• Mais seguro – desenvolvido com IPsec (Internet Protocol Security) e compatível com a infraestrutura de chave adequada.
• Configuração com estado e sem estado.
• Suporte de qualidade de serviço (QoS).
• Campo de cabeçalho mais longo (40) do que IPv4 (20).
• Utiliza tipos de endereços anycast.
• Mais adequado para dispositivos móveis e aplicativos de rede móvel.

Contras do IPv6

• Não suporta VLSM (Variable Length Subnet Masking).
• Não possui campos de soma de verificação.
• Permite apenas a fragmentação de pacotes de dados de hosts, não de roteadores.

Qual é melhor?

Por ser o sexto e mais recente sistema de protocolo da Internet, o IPv6 foi construído com maior segurança, velocidade e eficiência. Algumas das qualidades do sistema IPv6, como seu tamanho de bit muito maior, são inerentemente úteis, enquanto outras são simplesmente recursos maiores que o ambiente de rede (e a Internet em geral) ainda não fez uso total. No entanto, o IPv6 deve ser transferido apenas por conta das limitações do endereço IPv4, e é importante garantir que os futuros esforços de rede sejam mais orientados para o IPv6.

Ao mesmo tempo, o IPv4 não vai desaparecer e, portanto, os sites e equipamentos de rede ainda devem ser compatíveis com o IPv4 para garantir um nível máximo de coesão. Todo o propósito dos padrões de endereçamento de protocolo da Internet geralmente é, como sempre foi, garantir que os equipamentos de rede possam funcionar juntos de acordo com um sistema universal. A conciliação de diferentes sistemas para atingir esses fins é agora uma questão técnica mais importante, mas também não é um problema.

Na verdade, o IPv4 ainda possui certas qualidades que o IPv6 não possui, tornando-o útil por sua novidade, bem como pelo fato de que a grande maioria dos equipamentos de rede foi construída de acordo com os padrões IPv4. Como a transição para o IPv6 é mais rápida, ele deve acomodar tudo o que o IPv4 construiu – para ser essencialmente compatível com versões anteriores – mas também é improvável que o substitua completamente, exceto possivelmente em algum momento no futuro distante.

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