IPv6: como calcular sub-redes e prefixos, explicado para provedores

IPv6 como calcular: a regra dos bits que sobram

Toda conta de sub-rede IPv6 parte da mesma regra: quantos bits separam o prefixo que você tem do prefixo que você quer distribuir. Com esse número na mão, quantidade, tamanho e posição de cada sub-rede saem de cabeça.

Calcular IPv6 é mais fácil do que parece, porque não existe máscara decimal nem conta de hosts por rede. A pergunta é sempre a mesma: cabem quantos pedaços de tamanho B dentro de um bloco de tamanho A? A resposta é 2 elevado a B menos A.

Essas contas são a matéria-prima do plano de endereçamento IPv6, que decide quantos bits vão para região, POP e assinante. O papel de cada tamanho de prefixo na rede está explicado no guia de como funciona o endereçamento IPv6; aqui o foco é a conta.

E a quantidade de endereços, entra na conta?

Quase nunca. Uma rede /64 tem 2⁶⁴ endereços, cerca de 18,4 quintilhões, e nenhuma casa chega perto disso. No IPv6 se conta rede, não endereço.

Por isso a pergunta "quantos IPs eu preciso" do IPv4 vira "quantas redes cada nível precisa" no IPv6. Quem dimensiona pelo número de aparelhos acaba entregando prefixos pequenos demais.

Como calcular sub-redes IPv6 nos limites de 4 bits

Quando o novo prefixo é múltiplo de 4, cada sub-rede muda um dígito inteiro do endereço. Divida o prefixo por 4 para achar a posição do dígito e conte em hexadecimal de 0 a f.

1. Expanda o endereço: escreva os grupos com os quatro dígitos, como 2001:0db8:3000:0000, para não errar a posição.
2. Ache o dígito: um /40 termina no décimo dígito, porque 40 dividido por 4 dá 10.
3. Conte a diferença: de /36 para /40 são 4 bits, ou seja, um dígito só, que vai de 0 a f.
4. Liste as sub-redes: troque esse dígito por 0, 1, 2 e assim até f, mantendo o começo igual.
5. Abrevie no fim: só depois de listar, tire os zeros à esquerda e use o :: onde couber.

Aplicando ao bloco 2001:db8:3000::/36, que no exemplo é a região 3 do provedor, o décimo dígito é o primeiro depois do 3. As 16 sub-redes /40 ficam assim:

bloco da região   2001:db8:3000::/36
dígito que muda   2001:0db8:3X00::  (X = décimo dígito)

POP 0             2001:db8:3000::/40
POP 1             2001:db8:3100::/40
POP 2             2001:db8:3200::/40
...
POP 15            2001:db8:3f00::/40

O mesmo raciocínio vale em qualquer nível. Para tirar /44 do POP 2001:db8:3200::/40, o dígito que muda é o décimo primeiro, e as sub-redes são 2001:db8:3200::/44, 2001:db8:3210::/44, até 2001:db8:32f0::/44.

E quando o corte não cai num dígito inteiro?

Aí o dígito do corte é dividido entre a rede e o resto, e só esse dígito precisa ser lido em binário. O salto entre uma sub-rede e a próxima passa a ser 2, 4 ou 8 nesse dígito, em vez de 1.

Pense num /34 dentro do 2001:db8::/32. São 2 bits de diferença, então 4 sub-redes, mas os 2 bits ocupam só a metade de cima do nono dígito. Esse dígito anda de 4 em 4: 0, 4, 8 e c.

Com o salto na mão, a lista sai sem conversão: o /34 vira 2001:db8::/34, 2001:db8:4000::/34, 2001:db8:8000::/34 e 2001:db8:c000::/34. Um /38, que corta o décimo dígito em 2 bits, vira 2001:db8::/38, 2001:db8:400::/38, 2001:db8:800::/38, e assim por diante.

Hexadecimal para binário, só o dígito que importa

Cada dígito hexadecimal corresponde a quatro dígitos binários: 0 é 0000, 4 é 0100, 8 é 1000 e c é 1100. Num /34, os dois primeiros bits do nono dígito são da rede, e os dois últimos já pertencem a quem recebe a sub-rede.

É por isso que 2001:db8:5000::/34 não é uma sub-rede válida: o 5, em binário 0101, tem um bit ligado na parte que deveria estar zerada. O equipamento ou aceita e corrige sem avisar, ou recusa a configuração.

Como achar a sub-rede de número N

Converta N para hexadecimal e escreva o resultado nos dígitos reservados para aquele nível, completando com zeros à esquerda. O caminho inverso, do prefixo para o número, é a mesma conta ao contrário.

Exemplo de concentrador: o pool é 2001:db8:4a00::/44 e entrega /56. Entre /44 e /56 há 12 bits, ou seja, três dígitos hexadecimais, do décimo segundo ao décimo quarto. A sub-rede de número 300, contando a partir do zero, sai assim:

1. Converta: 300 em decimal é 12c em hexadecimal.
2. Complete: são três dígitos reservados, e 12c já tem três; o número 27 viraria 01b.
3. Encaixe: o décimo segundo dígito é o último do terceiro grupo, então o 1 vai para 4a01 e o 2c abre o quarto grupo.
4. Resultado: o assinante 300 do pool recebe 2001:db8:4a01:2c00::/56.
5. Limite: a última sub-rede do pool, de número 4.095, é 2001:db8:4a0f:ff00::/56.

Para conferir sem depender da conta manual, a biblioteca ipaddress do Python, que vem com a linguagem, faz o mesmo cálculo em uma linha. Ela ajuda a revisar uma planilha inteira antes de a faixa ir para o concentrador.

python3 -c "
import ipaddress as ip
pool = ip.ip_network('2001:db8:4a00::/44')
n = 300
print(list(pool.subnets(new_prefix=56))[n])
print(pool[-1])
"
# saída esperada:
# 2001:db8:4a01:2c00::/56
# 2001:db8:4a0f:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

Exemplo: a conta de um provedor com três cidades

Um provedor com o /32 2001:db8::/32 atende três cidades, a maior com dois concentradores e cerca de cinco mil assinantes. O fluxo mostra como a conta desce de nível em nível.

Quando a conta errada vira problema na rede?

A conta errada não dá erro na hora da configuração: ela aparece semanas depois, quando dois pools se sobrepõem ou uma rota resumida passa a cobrir o POP vizinho. Por isso vale revisar cada faixa antes de aplicar.

• Pool sobreposto: dois concentradores entregam o mesmo /56, e dois assinantes disputam o prefixo de forma intermitente.
• Resumo largo demais: um POP anuncia um /36 quando deveria anunciar um /40, e atrai tráfego que é da cidade vizinha.
• Filtro de borda errado: a prefix-list aceita um tamanho a mais ou a menos, e o bloco sai incompleto ou vaza mais específico.
• Prefixo inválido: um /38 escrito com bit ligado na parte zerada é corrigido em silêncio pelo equipamento, e a faixa real fica diferente da planilha.

O filtro de borda é o ponto onde o erro sai da sua rede e chega à dos outros. O guia de configuração de prefix-lists mostra como escrever o filtro com os tamanhos certos.

Erros comuns ao calcular IPv6

Os erros abaixo aparecem até em equipes experientes, porque vêm do hábito de calcular em IPv4.

Quando vale pedir a conta a um Especialista?

Vale quando o bloco ainda não tem divisão, quando a rede vai receber cidades novas ou quando o IPv6 foi ligado sem plano e os pools já se cruzam. A Táquion Tech calcula a divisão do bloco e entrega cada faixa conferida, antes de qualquer configuração em produção.

Com as faixas prontas, a entrega ao assinante segue o guia de DHCPv6 com prefix delegation, que amarra o prefixo calculado a cada login.

Perguntas frequentes

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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