Mudanças entre as edições de "IER60808: Endereçamento IPv6"
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Endereços IPv4 têm 32 bits e são capazes de endereçarem até pouco mais de 4 bilhões de hosts, e isso parecia mais do que suficiente quando o protocolo IP foi criado, nos primórdios da Internet. Mas desde os anos 1990, quando se massificou essa rede, constatou-se que os endereços IPv4 se esgotariam num horizonte próximo. Para evitar esse problema, e possibilitar que a Internet continuasse se expandindo (e também por outros motivos), foi criado o protocolo IPv6, cujos endereços têm 128 bits. Essa questão está bem descrita na introdução do livro [http://ipv6.br/lab/ Laboratório de IPv6]: | Endereços IPv4 têm 32 bits e são capazes de endereçarem até pouco mais de 4 bilhões de hosts, e isso parecia mais do que suficiente quando o protocolo IP foi criado, nos primórdios da Internet. Mas desde os anos 1990, quando se massificou essa rede, constatou-se que os endereços IPv4 se esgotariam num horizonte próximo. Para evitar esse problema, e possibilitar que a Internet continuasse se expandindo (e também por outros motivos), foi criado o protocolo IPv6, cujos endereços têm 128 bits. Essa questão está bem descrita na introdução do livro [http://ipv6.br/lab/ Laboratório de IPv6]: | ||
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<br>''Número de hosts na Internet mundial registrados no DNS (a quantidade total deve ser bem maior !). As quantidades são expressadas em milhões de hosts. Obtido de: [https://www.statista.com/statistics/264473/number-of-internet-hosts-in-the-domain-name-system/ Statista]'' | <br>''Número de hosts na Internet mundial registrados no DNS (a quantidade total deve ser bem maior !). As quantidades são expressadas em milhões de hosts. Obtido de: [https://www.statista.com/statistics/264473/number-of-internet-hosts-in-the-domain-name-system/ Statista]'' | ||
− | + | {{collapse top|Endereço IPV6}} | |
Um endereço IPV6 possui 128 bits disponíveis para endereçar hosts, possibilitando 340 undecilhões de endereços possíveis. Para se ter uma ideia do que isto representa, se convertêssemos cada IPv6 possível em um cm2, poderíamos envolver toda a superfície do planeta Terra com 7 camadas de endereços.. | Um endereço IPV6 possui 128 bits disponíveis para endereçar hosts, possibilitando 340 undecilhões de endereços possíveis. Para se ter uma ideia do que isto representa, se convertêssemos cada IPv6 possível em um cm2, poderíamos envolver toda a superfície do planeta Terra com 7 camadas de endereços.. | ||
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[[Arquivo:End1.png|600px]] | [[Arquivo:End1.png|600px]] | ||
− | + | = Adoção no Brasil = | |
O Brasil está entre os 10 países com maior adoção de IPv6, segundo o Google: | O Brasil está entre os 10 países com maior adoção de IPv6, segundo o Google: | ||
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<br>''Cópia de tela de um celular mostrando o uso de endereço IPv6 em seu link de dados'' | <br>''Cópia de tela de um celular mostrando o uso de endereço IPv6 em seu link de dados'' | ||
− | + | = Atividade = | |
− | + | # Verifique quais provedores de conteúdo já usam IPv6. Isso pode ser feito com consultas DNS como esta: <syntaxhighlight lang=bash> | |
+ | host -t aaaa www.google.com | ||
+ | </syntaxhighlight>Algumas sugestões para procura: | ||
+ | #* IFSC | ||
+ | #* UFSC | ||
+ | #* UDesc | ||
+ | #* UOL | ||
+ | #* Epagri | ||
+ | #* Facebook | ||
+ | #* ... e outros ! | ||
+ | # Em seu computador use o programa ifconfig para identificar o endereço IPv6 associado a sua interface ethernet. | ||
+ | # Use o [http://manpages.ubuntu.com/manpages/trusty/man8/ping.8.html ping6] para testar a comunicação com IPv6 entre seu computador e o de um colega. Há alguma diferença no resultado, em relação ao ''ping'' baseado em IPv4 ? | ||
+ | # Com o ''ping6'' em execução ative a captura de pacotes com ''wireshark'' ou ''tcpdump''. Visualize os pacotes enviados e recebidos pelo ''ping6'' ... identifique os protocolos envolvidos. Qual a diferença em relação ao ''ping'' baseado em IPv4 ? | ||
+ | # Adicione outro endereço IPv6 ao seu computador. Escolha um endereço formado pelo prefixo ''AA:BB::/64'' e o endereço MAC da sua interface de rede. | ||
+ | # Teste novamente com ''ping6'' a comunicação com os computadores de seus colegas. | ||
+ | # Assim como no caso de IPv4, existe uma tabela de rotas IPv6 em cada ''host''. Visualize a tabela de rotas IPv6 em seu computador com este comando: <syntaxhighlight lang=bash> | ||
+ | route -A inet6 | ||
+ | </syntaxhighlight>... e procure identificar as subredes ali listadas. | ||
+ | {{collapse bottom}} | ||
− | + | {{collapse top|Tipos de Endereços IPV6}} | |
* [https://community.cisco.com/t5/switching/ipv6-global-unicast-address-range/m-p/1510629/highlight/true#M148325 Faixas de endereços IPv6] | * [https://community.cisco.com/t5/switching/ipv6-global-unicast-address-range/m-p/1510629/highlight/true#M148325 Faixas de endereços IPv6] | ||
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*Endereços '''Global unicast''': Equivalente aos endereços públicos IPv4, o endereço global unicast é globalmente roteável e acessível na Internet IPv6. | *Endereços '''Global unicast''': Equivalente aos endereços públicos IPv4, o endereço global unicast é globalmente roteável e acessível na Internet IPv6. | ||
− | + | = Endereços Unicast = | |
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[[Arquivo:Lla.png|600px]] | [[Arquivo:Lla.png|600px]] | ||
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Atualmente, está reservada para atribuição de endereços a faixa 2000::/3 (001), ou seja, 3 primeiros bits utilizados para registros da faixa 2000. Equivalente aos endereços públicos IPv4, o endereço global unicast é globalmente roteável e acessível na Internet IPv6. Ele é constituído por três partes: o prefixo de roteamento global, utilizado para identificar o tamanho do bloco atribuído a uma rede; a identificação da sub-rede, utilizada para identificar um enlace em uma rede; e a identificação da interface, que deve identificar de forma única uma interface dentro de um enlace.Sua estrutura foi projetada para utilizar os 64 bits mais a esquerda para identificação da rede e os 64 bits mais a direita para identificação da interface. | Atualmente, está reservada para atribuição de endereços a faixa 2000::/3 (001), ou seja, 3 primeiros bits utilizados para registros da faixa 2000. Equivalente aos endereços públicos IPv4, o endereço global unicast é globalmente roteável e acessível na Internet IPv6. Ele é constituído por três partes: o prefixo de roteamento global, utilizado para identificar o tamanho do bloco atribuído a uma rede; a identificação da sub-rede, utilizada para identificar um enlace em uma rede; e a identificação da interface, que deve identificar de forma única uma interface dentro de um enlace.Sua estrutura foi projetada para utilizar os 64 bits mais a esquerda para identificação da rede e os 64 bits mais a direita para identificação da interface. | ||
− | + | = Endereço Multicast = | |
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[[Arquivo:Multcast.png|600px]] | [[Arquivo:Multcast.png|600px]] | ||
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O IPV6 não possui endereço broadcast, e sim multicast. Endereços multicast são utilizados para identificar grupos de interfaces, sendo que cada interface pode pertencer a mais de um grupo. Os pacotes enviados para esses endereço são entregues a todos as interfaces que compõe o grupo. Seu funcionamento é similar ao do broadcast, dado que um único pacote é enviado a vários hosts, diferenciando-se apenas pelo fato de que no broadcast o pacote é enviado a todos os hosts da rede, sem exceção, enquanto que no multicast apenas um grupo de hosts receberá esse pacote. | O IPV6 não possui endereço broadcast, e sim multicast. Endereços multicast são utilizados para identificar grupos de interfaces, sendo que cada interface pode pertencer a mais de um grupo. Os pacotes enviados para esses endereço são entregues a todos as interfaces que compõe o grupo. Seu funcionamento é similar ao do broadcast, dado que um único pacote é enviado a vários hosts, diferenciando-se apenas pelo fato de que no broadcast o pacote é enviado a todos os hosts da rede, sem exceção, enquanto que no multicast apenas um grupo de hosts receberá esse pacote. | ||
− | + | = Atividade = | |
− | + | # Em seu computador, identifique os tipos de endereços IPv6 que estão configurados nas interfaces. | |
+ | # Compare o endereço do tipo ''link local'' da interface ethernet do seu computador, com o endereço MAC dessa mesma interface. Que relação existe entre eles ? | ||
+ | # Experimente testar a comunicação entre seu computador e algum outro host fora do IFSC. Por exemplo teste um ''ping6'' com um servidor externo ao IFSC o qual possui endereço IPv6. Explique o resultado desse teste, e relacione-o com o tipo de endereço IPv6 usado por seu computador. | ||
+ | # Execute o wireshark para capturar datagramas IPv6 na rede. Procure datagramas cujos endereços de destino sejam: | ||
+ | #* ''Unicast global'' | ||
+ | #* ''Link local'' | ||
+ | #* ''Multicast'' | ||
+ | # Identifique as aplicações que geraram os datagramas identificados no passo anterior. Com isso, pode-se entender como essas aplicações se comunicam. | ||
= Cabeçalho IPV6 = | = Cabeçalho IPV6 = | ||
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[[Arquivo:Header_ipv4.png|600px]] | [[Arquivo:Header_ipv4.png|600px]] | ||
+ | {{collapse top|Experimento com uma rede IPv6}} | ||
+ | Estes experimentos devem ser realizados no [[Netkit2]], que deve ser executado na máquina real. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | '''Para esquentar: uma rede mais simples:''' | ||
+ | # Transfira para seu computador [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/pji3/lab3/rede0.conf o arquivo de configuração ''rede0.conf''] | ||
+ | # Execute o Netkit2, e no menu ''File->Load Only'' selecione o arquivo de configuração ''rede1.conf'' | ||
+ | # Use o menu ''File->Graph'' para visualizar a topologia da rede | ||
+ | # Use o menu ''Network->Start'' para iniciar a rede | ||
+ | # Sabendo que ''pc1'' está na subrede 2804:1454:1004:200::/64 e ''pc2'' está na subrede 3ABB:CCDD:EEFF::/64, faça o seguinte: | ||
+ | ## Configure os endereços IP de todas as interfaces dos ''hosts'' dessa rede | ||
+ | ## Crie rotas estáticas nos ''hosts'' para que ''pc1'' e ''pc2''consigam se comunicar | ||
+ | |||
+ | '''Praticamente a mesma rede, mas com um roteador a mais:''' | ||
+ | # Transfira para seu computador [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/pji3/lab3/rede00.conf o arquivo de configuração ''rede00.conf''] | ||
+ | # Execute o Netkit2, e no menu ''File->Load Only'' selecione o arquivo de configuração ''rede1.conf'' | ||
+ | # Use o menu ''File->Graph'' para visualizar a topologia da rede | ||
+ | # Use o menu ''Network->Start'' para iniciar a rede | ||
+ | # Sabendo que ''pc1'' está na subrede 2010:1aba:4455::/64 e ''pc2'' está na subrede 3ABB:EEFF::/64, faça o seguinte: | ||
+ | ## Configure os endereços IP de todas as interfaces dos ''hosts'' dessa rede | ||
+ | ## Crie rotas estáticas nos ''hosts'' para que ''pc1'' e ''pc2'' consigam se comunicar | ||
− | |||
− | + | '''Agora uma rede um pouco maior:''' | |
+ | # Transfira para seu computador [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/pji3/lab3/rede1.conf o arquivo de configuração ''rede1.conf''] | ||
+ | # Execute o Netkit2, e no menu ''File->Load Only'' selecione o arquivo de configuração ''rede1.conf'' | ||
+ | # Use o menu ''File->Graph'' para visualizar a topologia da rede | ||
+ | # Use o menu ''Network->Start'' para iniciar a rede | ||
+ | # Sabendo que ''pc1'' está na subrede 2804:1454:1004:200::/64, ''pc2'' está na subrede AABB:CCDD:EEFF::/64 e ''pc3'' está na subrede 1234:5678::/56, faça o seguinte: | ||
+ | ## Configure os endereços IP de todas as interfaces dos ''hosts'' dessa rede | ||
+ | ## Crie rotas estáticas nos ''hosts'' para que ''pc1'', ''pc2'' e ''pc3'' consigam se comunicar | ||
+ | {{collapse bottom}} | ||
− | + | {{collapse top| Auto-configuração de endereços}} | |
* [http://ipv6.br/post/funcionalidades-basicas/ Um resumo sobre ICMPv6 e seu papel na auto-configuração] | * [http://ipv6.br/post/funcionalidades-basicas/ Um resumo sobre ICMPv6 e seu papel na auto-configuração] | ||
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* '''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. | * '''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. | 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. | ||
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[[Arquivo:Sufix ipv62.jpg|600px]] | [[Arquivo:Sufix ipv62.jpg|600px]] | ||
− | + | == Protocolo NDP (Neighbor Discovery Protocol) == | |
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A auto-configuração IPv6 depende do protocolo NDP, implementado usando mensagens ICMPv6. De acordo com [http://ipv6.br/post/funcionalidades-basicas/ este tutorial do site IPv6.br], no caso da autoconfiguração de ''hosts'', o protocolo fornece suporte para a realização de três funcionalidades: | A auto-configuração IPv6 depende do protocolo NDP, implementado usando mensagens ICMPv6. De acordo com [http://ipv6.br/post/funcionalidades-basicas/ este tutorial do site IPv6.br], no caso da autoconfiguração de ''hosts'', o protocolo fornece suporte para a realização de três funcionalidades: | ||
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[[image:pji11103-Radv.jpg|800px]] | [[image:pji11103-Radv.jpg|800px]] | ||
− | + | = Atividade = | |
+ | # Execute o ''netkit2'' | ||
+ | # Arraste este [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/pji3/lab5/rede0.conf link para o arquivo de configuração ''rede0.conf''] e solte-o sobre a janela do ''netkit2'' | ||
+ | # Use o menu ''File->Graph'' para visualizar a topologia da rede | ||
+ | # Use o menu ''Network->Start'' para iniciar a rede | ||
+ | # Verifique os endereços IPv6 globais usado por ''pc1'' e ''pc2''. Compare-os com os endereços globais usados por ''r1''. | ||
+ | # Teste a comunicação entre ''pc1'' e ''pc2'' com ping6. | ||
+ | # Em ''r1'' crie o arquivo ''/etc/radvd.conf'' com este conteúdo: <syntaxhighlight lang=text> | ||
+ | interface eth1 { | ||
+ | AdvSendAdvert on; | ||
+ | MinRtrAdvInterval 3; | ||
+ | MaxRtrAdvInterval 10; | ||
+ | prefix ccdd:0:0:0:0:0:0:0/64 { | ||
+ | AdvOnLink on; | ||
+ | AdvAutonomous on; | ||
+ | }; | ||
+ | }; | ||
+ | interface eth0 { | ||
+ | AdvSendAdvert on; | ||
+ | MinRtrAdvInterval 3; | ||
+ | MaxRtrAdvInterval 10; | ||
+ | prefix aabb:0:0:0:0:0:0:0/64 { | ||
+ | AdvOnLink on; | ||
+ | AdvAutonomous on; | ||
+ | }; | ||
+ | }; | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | # Em ''r1'' execute este comando: <syntaxhighlight lang=bash> | ||
+ | /etc/init.d/radvd start | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | # Verifique os endereços IPv6 globais usado por ''pc1'' e ''pc2''. Compare-os com os endereços globais usados por ''r1''. | ||
+ | # Teste a comunicação entre ''pc1'' e ''pc2'' com ping6. | ||
+ | # Verifique a tabela de rotas IPv6 em ''pc1'' e ''pc2''. Compare o endereço do roteador default com o do gateway. | ||
+ | # Selecione o host ''pc1'' e, em seguida, o menu ''Wireshark->eth0''. | ||
+ | # Observe as mensagens de anúncio de roteador recebidas. Que informações elas contêm ? | ||
+ | # Agora experimente por [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/pji3/lab5/rede1.conf esta rede] no ar usando SLAAC ! Talvez seja necessário algo mais ... | ||
+ | {{collapse bottom}} | ||
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== DHCPv6 == | == DHCPv6 == |
Edição das 19h39min de 1 de agosto de 2019
Endereços IPv4 têm 32 bits e são capazes de endereçarem até pouco mais de 4 bilhões de hosts, e isso parecia mais do que suficiente quando o protocolo IP foi criado, nos primórdios da Internet. Mas desde os anos 1990, quando se massificou essa rede, constatou-se que os endereços IPv4 se esgotariam num horizonte próximo. Para evitar esse problema, e possibilitar que a Internet continuasse se expandindo (e também por outros motivos), foi criado o protocolo IPv6, cujos endereços têm 128 bits. Essa questão está bem descrita na introdução do livro Laboratório de IPv6:
Considerando que a concepção da Internet data da década de 70 e que, de lá para cá, houve uma explosão inesperada do seu uso, o IPv4 mostrou-se inadequado para acompanhar esta evolução.Uma das deficiências mais apontadas do IPv4 foi o espaço de endereçamento baseado num valor inteiro de 32 bits, que é tipicamente representado por quatro octetos em decimal, sendo possível disponibilizar apenas 4.294.967.296 endereços IPV4 diferentes. Para contornar essa deficiência, inúmeras soluções paliativas foram propostas e adotadas, como por exemplo o NAT (Network Address Solution) e o CIDR (Classless InterDomain Routing). Contudo, à medida que novas tecnologias de redes surgiram e o IP continuava sendo um dos protocolos chaves para sua operação, outras deficiências começaram a ser detectadas, especialmente aquelas referentes à segurança e ao suporte a parâmetros de QoS (Quality of Service) e mobilidade. Como consequência, no inicio da década de 90 é publicada a proposta da nova geração do IP (IPng – IP next generation) ou IPv6. Este novo protocolo traz a solução para muitas das deficiências de seu predecessor, o IPv4, incluindo espaço de endereçamento de 128 bits gerando a possibilidade de 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços disponíveis, suporte a roteamento e segmentação de pacotes na estação origem, suporte a mobilidade e mecanismos de segurança.
Número de hosts na Internet mundial registrados no DNS (a quantidade total deve ser bem maior !). As quantidades são expressadas em milhões de hosts. Obtido de: Statista
Endereço IPV6 |
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Um endereço IPV6 possui 128 bits disponíveis para endereçar hosts, possibilitando 340 undecilhões de endereços possíveis. Para se ter uma ideia do que isto representa, se convertêssemos cada IPv6 possível em um cm2, poderíamos envolver toda a superfície do planeta Terra com 7 camadas de endereços.. Adoção no BrasilO Brasil está entre os 10 países com maior adoção de IPv6, segundo o Google:
Atividade
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Tipos de Endereços IPV6 | ||||
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Endereços UnicastLink Local pode ser usado apenas no enlace específico onde a interface está conectada, o endereço link local é atribuído automaticamente utilizando o prefixo FE80::/64. Os 64 bits reservados para a identificação da interface são configurados utilizando o formato IEEE EUI-64. Vale ressaltar que os roteadores não devem encaminhar para outros enlaces, pacotes que possuam como origem ou destino um endereço link-local.
Atualmente, está reservada para atribuição de endereços a faixa 2000::/3 (001), ou seja, 3 primeiros bits utilizados para registros da faixa 2000. Equivalente aos endereços públicos IPv4, o endereço global unicast é globalmente roteável e acessível na Internet IPv6. Ele é constituído por três partes: o prefixo de roteamento global, utilizado para identificar o tamanho do bloco atribuído a uma rede; a identificação da sub-rede, utilizada para identificar um enlace em uma rede; e a identificação da interface, que deve identificar de forma única uma interface dentro de um enlace.Sua estrutura foi projetada para utilizar os 64 bits mais a esquerda para identificação da rede e os 64 bits mais a direita para identificação da interface. Endereço MulticastO IPV6 não possui endereço broadcast, e sim multicast. Endereços multicast são utilizados para identificar grupos de interfaces, sendo que cada interface pode pertencer a mais de um grupo. Os pacotes enviados para esses endereço são entregues a todos as interfaces que compõe o grupo. Seu funcionamento é similar ao do broadcast, dado que um único pacote é enviado a vários hosts, diferenciando-se apenas pelo fato de que no broadcast o pacote é enviado a todos os hosts da rede, sem exceção, enquanto que no multicast apenas um grupo de hosts receberá esse pacote. Atividade
Cabeçalho IPV6O cabeçalho IPv6 possui menos informações, quando comparado ao cabeçalho IPv4. Várias informações foram removidas do cabeçalho IPV6, como por exemplo o checksum, considerado uma informação desnecessária uma vez que o controle de erro é atribuído às camadas inferiores. Os campos presentes no cabeçalho IPV6 são definidos a seguir:
DHCPv6
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
subnet6 2001:db8::/64 {
range6 2001:db8::1234 2001:db8::abcd;
option dhcp6.name-servers 2001:db8::abc;
}
AtividadeRealize estes experimentos. Roteamento Dinâmico com RIPNGO algoritmo de roteamento RIP para o protocolo IPV6 é chamado de RIPNG. Essa versão do RIP permite aos roteadores trocarem informações em redes baseadas em IPv6. O algoritmo de roteamento RIP é basicamente o mesmo nas duas versões (RIP e RIPNG). As modificações principais estão definidas nos formatos das mensagens, porém estas modificações não afetam a usabilidade do RIPNG. Sendo assim, vamos fazer algumas atividades...
AtividadeRealize estes experimentos. |