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Guia explicativo · Endereçamento IPv6

Como funciona o endereçamento IPv6: passo a passo para provedores

Como funciona o endereçamento IPv6: cada endereço tem 128 bits divididos em prefixo de rede e identificador do aparelho, e o tamanho do prefixo, escrito depois da barra, diz de que nível da rede se está falando. No provedor, o /32 é o bloco inteiro, o /56 é a casa do assinante e o /64 é cada rede dentro dela.

Resumo

  • O endereço tem duas metades de 64 bits, uma que aponta a rede e outra que aponta o aparelho.
  • A parte de rede se divide em níveis, do bloco do provedor até a rede da sala do assinante.
  • Na mesma interface convivem vários tipos de endereço, como o global e o link-local.
  • Cortar o bloco em múltiplos de 4 bits faz cada nível virar um dígito que se lê de cabeça.

Como funciona o endereçamento IPv6: as partes do endereço

Um endereço IPv6 global tem três partes: o prefixo de roteamento global, que vem do bloco do provedor, o identificador de sub-rede, que aponta a rede, e o identificador de interface, que aponta o aparelho. As duas primeiras somam 64 bits, e a última ocupa os outros 64.

O endereçamento IPv6 é a regra que define como esses 128 bits são distribuídos entre quem administra a rede e quem está conectado nela. A arquitetura de endereços está descrita na RFC 4291 [CONFIRMAR na norma], e quase tudo que o provedor faz com o bloco segue dela.

As três partes de um endereço IPv6 global numa rede de provedor
ParteBitsQuem defineExemplo em 2001:db8:4a20:1b07::10
Prefixo de roteamento globalDo bit 1 até o tamanho do bloco, em geral 32Registro.br, ao alocar o bloco2001:db8
Identificador de sub-redeDo fim do bloco até o bit 64O plano de endereçamento do provedor e, no fim, o roteador do cliente4a20:1b07
Identificador de interfaceDo bit 65 ao 128O próprio aparelho ou o servidor DHCPv6::10

A divisão no meio é o que torna o IPv6 diferente do IPv4. No IPv4, o administrador escolhe onde termina a rede e começa o aparelho; no IPv6, a rede de uma interface comum é sempre um /64, e a escolha que sobra é como dividir os bits de sub-rede. Essa escolha é o plano de endereçamento IPv6.

Por que a rede do aparelho é sempre /64?

Porque a autoconfiguração por SLAAC espera um identificador de interface de 64 bits. Uma rede menor que /64 numa LAN impede o aparelho de montar o próprio endereço, e muitos sistemas simplesmente não ativam o IPv6.

A exceção são os enlaces ponto a ponto entre roteadores, que podem usar /127, conforme a RFC 6164 [CONFIRMAR na norma]. Ali não há aparelho se autoconfigurando, só dois roteadores com endereço fixo.

Os tipos de endereço IPv6 que aparecem na rede do provedor

Uma mesma interface IPv6 costuma ter mais de um endereço ao mesmo tempo, cada um com uma função. Os seis tipos da tabela respondem por quase tudo que aparece nos roteadores e nos aparelhos dos assinantes.

Tipos de endereço IPv6 e onde cada um aparece na operação do provedor
TipoFaixaOnde aparece
Global unicast2000::/3Endereços públicos da borda, dos servidores e dos assinantes
Link-localfe80::/10Em toda interface; usado como próximo salto e na descoberta de vizinhos
Local único (ULA)fc00::/7Redes internas sem rota para a internet, como laboratório e gerência isolada
Multicastff00::/8Anúncio de roteador, descoberta de vizinhos e protocolos de roteamento
Loopback::1/128Teste do próprio equipamento, sem sair para a rede
Documentação2001:db8::/32Exemplos, manuais e guias; nunca aparece na internet

O IPv6 não tem endereço de broadcast. O que no IPv4 era enviado a todos da rede passa a ir para grupos de multicast, e só quem se inscreveu no grupo processa o pacote, o que reduz o ruído numa rede grande.

Todo equipamento com IPv6 ligado cria sozinho um endereço que começa com fe80, válido só naquele enlace. É por ele que o roteador do assinante fala com o concentrador antes mesmo de receber prefixo, e é ele que aparece como próximo salto nas rotas aprendidas por OSPFv3.

Por isso, um filtro que bloqueie fe80::/10 nas interfaces internas quebra o roteamento e a autoconfiguração. O link-local nunca é roteado para fora do enlace, então não há risco em aceitá-lo onde ele é necessário.

ULA substitui o endereço global?

Não. A faixa de endereços locais únicos serve para redes que nunca vão falar com a internet, e usá-la no lugar do bloco global obrigaria a traduzir endereço, que é o que o IPv6 veio evitar.

No provedor, a ULA pode aparecer numa rede de gerência isolada, mas a maioria prefere uma faixa do próprio bloco global reservada para infraestrutura e protegida por filtro.

Do /32 ao /64, a hierarquia de prefixos no provedor

Cada tamanho de prefixo corresponde a um nível da rede: bloco, região, POP, pool do concentrador, cliente e rede da casa. Quanto menor o número depois da barra, maior o pedaço do bloco.

Tamanhos de prefixo IPv6 e o papel de cada um numa rede de provedor regional
PrefixoPapel na redeQuantos cabem num /32
/32Bloco do provedor, recebido do Registro.br1
/36Região ou cidade16
/40POP256
/44Pool de um concentrador4.096
/48Cliente empresarial com filiais65.536
/56Assinante residencial16.777.216
/64Uma rede da casa ou um enlace com SLAAC4.294.967.296
/127 e /128Enlace entre roteadores e loopbackSem sentido contar: são faixas de infraestrutura

Os tamanhos de região e POP da tabela são um desenho possível, não uma regra: um provedor com poucos POPs pode usar /40 por cidade, e um com muitas cidades pode precisar de mais bits para região. O que não muda é o /64 na ponta e o /56 como prefixo comum para casas, que é a prática recomendada pela RIPE-690 [CONFIRMAR na norma].

Quer o seu /32 dividido antes de ligar o IPv6?

No plano de endereçamento IPv6, um Especialista define o tamanho de cada nível, reserva espaço para crescer e entrega a planilha que a sua equipe segue.

Pedir proposta do plano de endereçamento IPv6

Por que cortar o bloco em múltiplos de 4 bits

Cada dígito hexadecimal vale exatamente 4 bits, chamados de nibble. Quando os níveis do plano terminam em /36, /40, /44 ou /48, cada nível ocupa dígitos inteiros do endereço, e o técnico lê o POP olhando para o prefixo.

Um corte em /38 ou /42 divide um dígito ao meio, e aí só a conta em binário diz onde termina um POP e começa o outro. A conta é possível, como mostra o guia de IPv6: como calcular sub-redes, mas ninguém deveria precisar dela no meio de uma queda.

Como o endereço IPv6 chega ao aparelho, passo a passo

O endereço é montado em camadas: o Registro.br entrega o bloco, o plano reparte, o concentrador delega um prefixo e o roteador do cliente monta as redes da casa. O aparelho completa os 64 bits finais sozinho.

  1. Alocação: o Registro.br aloca o /32 ao provedor, que passa a anunciá-lo na borda.
  2. Plano: o provedor reserva faixas de região, POP e infraestrutura, todas dentro do /32.
  3. Pool: o concentrador do POP recebe um /44 e cria dali um pool de prefixos /56.
  4. Delegação: o roteador do cliente pede um prefixo por DHCPv6 e recebe um /56 fixo, amarrado ao login.
  5. Redes da casa: o roteador separa o /56 em redes /64 e anuncia uma delas no Wi-Fi.
  6. Aparelho: o celular lê o anúncio, junta o /64 com 64 bits próprios e passa a navegar.

A delegação, com a troca de mensagens entre roteador e concentrador, está detalhada no guia de DHCPv6 com prefix delegation. O último passo, em que o aparelho monta o endereço, é o assunto do guia de configuração de SLAAC.

Exemplo: um endereço lido nível por nível

Num plano em múltiplos de 4 bits, cada dígito do endereço 2001:db8:4a20:1b07::/64 conta uma parte da história. A tabela lê o endereço da esquerda para a direita.

Leitura do prefixo 2001:db8:4a20:1b07::/64 num plano dividido em nibbles
TrechoNívelO que diz
2001:db8/32Bloco do provedor
4/36Região número 4
a/40Décimo primeiro POP da região, contando a partir do zero
2/44Terceiro concentrador do POP
01b/56Assinante 27 do concentrador, contando a partir do zero
07/64Oitava rede da casa, como a de convidados

Com uma planilha que diga qual é a região 4 e qual é o POP a, qualquer pessoa da equipe localiza o assinante a partir de um prefixo num ofício, sem consultar o sistema.

Erros comuns no endereçamento IPv6 do provedor

Quase todo erro de endereçamento IPv6 vem de pensar com a cabeça do IPv4, economizando endereço onde ele sobra. O resultado aparece anos depois, quando o provedor cresce e o plano não acompanha.

Evite

  • Numerar clientes em sequência no bloco inteiro: sem nível de POP, a borda não resume nada e cada concentrador anuncia uma lista.
  • Usar /64 em enlace entre roteadores sem necessidade: além do desperdício, o enlace fica sujeito a ataques de esgotamento de vizinhos.
  • Filtrar fe80::/10 nas interfaces internas: o roteamento e a autoconfiguração param, e o sintoma parece defeito de equipamento.
  • Tratar ULA como IP privado do IPv4: o provedor acaba precisando de tradução, e o IPv6 perde a vantagem.
  • Plano só na cabeça de um técnico: quando ele sai, ninguém sabe de onde tirar o prefixo do POP novo.

A Táquion Tech faz o plano de endereçamento antes da primeira configuração, porque corrigir depois exige trocar o prefixo de assinantes que já dependem dele. Se a rede ainda roda só em IPv4, o guia o que é IPv6 e para que serve ajuda a explicar a mudança para o resto da equipe.

Como saber se o endereçamento IPv6 da sua rede está saudável?

Um endereçamento saudável se reconhece por três sinais: a borda anuncia poucas rotas, qualquer prefixo diz de onde vem e o POP novo nasce sem bloco emprestado. O checklist abaixo transforma esses sinais em perguntas.

Marque o que vale hoje na sua rede

  • Cada POP tem uma faixa própria e contínua, com espaço reservado ao lado.
  • Loopbacks, enlaces e gerência ficam numa faixa separada da dos assinantes.
  • O assinante residencial recebe sempre o mesmo /56, mesmo depois de reconectar.
  • Os cortes do plano caem em múltiplos de 4 bits.
  • Existe uma planilha com nome, dono e função de cada faixa.
  • O prefixo de cada login fica registrado com horário de início e fim.

Seis marcas indicam um plano que cresce sozinho. Três ou menos indicam que o próximo POP vai sair de onde sobrar espaço, e é esse o momento de reorganizar.

Quando vale refazer o plano em vez de remendar?

Vale refazer quando poucos assinantes usam IPv6 ainda, porque a renumeração afeta pouca gente. Também vale antes de abrir uma cidade nova, de juntar a rede de um provedor comprado ou de trocar o concentrador.

Remendar faz sentido quando o problema é localizado, como um POP fora da regra num plano que no resto está certo. Para quem ainda vai pedir o bloco, o custo de cada categoria está em quanto custa um bloco IPv6.

Perguntas frequentes

Qual a diferença entre prefixo e máscara no IPv6?

No IPv6 não se escreve máscara em formato decimal, como 255.255.255.0. O tamanho da rede vai sempre em notação de prefixo, com o número de bits depois da barra, como /56 ou /64.

Um assinante pode ter mais de um endereço IPv6?

Pode e quase sempre tem. O roteador recebe um endereço na WAN e um prefixo delegado, e cada aparelho da casa usa um link-local, um endereço global estável e, em geral, endereços temporários de privacidade.

O que significa o :: no meio do endereço?

Significa uma sequência de grupos zerados, abreviada uma única vez por endereço. Assim, 2001:db8:0:0:0:0:0:10 vira 2001:db8::10, sem mudar o endereço.

Endereço IPv6 de documentação pode ser usado em laboratório?

Pode, desde que o laboratório não tenha saída para a internet com esses endereços. O 2001:db8::/32 existe para exemplos e manuais, e nenhuma rede deveria aceitá-lo vindo de fora.

O provedor pequeno precisa de um /32 inteiro?

O /32 é o tamanho que o Registro.br costuma alocar a provedores, e sobra mesmo para redes pequenas [CONFIRMAR política vigente no Registro.br]. A folga é o que permite seguir o plano por níveis sem economizar bits.

Thiago Manoel

Responsável técnico da Táquion Tech · Registro profissional [PREENCHER]

Mais de 15 anos em operações de rede, com gestão de infraestruturas de TI, administração de data centers e condução de equipes em migrações de TI e telecomunicações, com foco em alta disponibilidade e segurança.

A Táquion Tech é uma empresa de engenharia de redes de Balneário Camboriú (SC) que projeta, opera e dá suporte a redes de provedores de internet e de empresas.

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Fontes

  1. RFC 4291, IP Version 6 Addressing Architecture: tipos de endereço IPv6, formato do endereço global e identificador de interface de 64 bits
  2. RFC 6164, Using 127-Bit IPv6 Prefixes on Inter-Router Links: uso de /127 em enlaces ponto a ponto entre roteadores
  3. RIPE-690, Best Current Operational Practice for Operational IPv6 Prefix Assignment for End-Users: recomendação de prefixo /56 ou /48 para clientes finais e de prefixo estável

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