O futuro do IPv6 e o fim do IPv4

Minha nova matéria do site Imasters

Olá, pessoal! Andei um pouco afastado, mas neste artigo trago um assunto para discutirmos alguns pontos de atenção sobre as mudanças na internet. Este texto tem a colaboração do leitor Francisco Henrique, que é professor e especialista em Redes de Computadores e Analista de TI do Instituto Metodista Granbery, de Juiz de Fora/MG.

Muito tem se ouvido falar em um eventual colapso na Internet por conta do esgotamento de endereços IP. De fato, é verdade. De acordo com o IANA (Internet Assigned Numbers Authority, entidade que regula os números IP na Internet), seus IPs estarão esgotados até 2011, e os endereços dos RIRs (Regional Internet Registry, ou Registros Regionais da Internet, órgãos responsáveis pela alocação de IPs nos continentes) ainda terão uma sobrevida de mais um ou dois anos.

Os quadros abaixo demonstram historicamente a alocação dos endereços IP.

Fonte: http://arstechnica.com

Analisando rapidamente as figuras, é possível notar que a alocação de blocos IP tem-se dado de forma exponencial. Isso se deve muito ao surgimento de novas tecnologias aways-on (dispositivos que ficam conectados o tempo todo), principalmente smartphones. De acordo com o site TELECO, só o Brasil terminou o mês de agosto com 15,1 milhões de celulares 3G, e isso não representa nem 10% do total de celulares do país. Ou seja, esse número tende a crescer muito e junto com ele cresce também a demanda por endereços IP. Mas como lidar com essa demanda visto que os endereços IP estão se esgotando?

A solução para esse cenário é a utilização de um novo protocolo Internet, que tem capacidade de endereçar mais hosts na grande rede. Esse é o IPv6, de que provavelmente você já ouviu falar.

O atual protocolo IPv4 utiliza 32 bits para endereçar um único dispositivo na Internet. Um endereço IPv4 pode ser representado em binário da seguinte forma:

11000000.10101000.00000001.00000001

E o endereço IPv6 é representado assim:

00100001:11011010:00000000:11010011:00000000:00000000:00101111:00111011

00000010:10101010:00000000:11111111:11111110:00101000:10011100:01011010

Ficou claro como o IPv6 consegue solucionar o problema da limitação da quantidade de endereços IP? Cada combinação de 0 e 1 representa um dispositivo a ser endereçado. O número de endereços que o IPv4 pode prover é de 2^32 (pouco mais de 4 bilhões de endereços), enquanto o IPv6 pode fornecer 2^128 endereços IP, o que equivale a 79 trilhões de vezes o espaço disponível no IPv4, ou 3,4*10^27 endereços por habitante do planeta.

Mas e o NAT?

Há quem defenda a permanência do NAT (Network Address Translation, também conhecido como masquerading) como alternativa ao esgotamento de endereços IPv4. O NAT consiste basicamente em você ter uma rede privada em sua empresa ou em sua casa, utilizando endereços IPs privados que toda rede doméstica pode utilizar e, para ter acesso à Internet, todo o tráfego dessa rede passaria por um gateway e trafegaria na Internet utilizando apenas o IP público (ou real) desse gateway.

Realmente é uma solução funcional, mas quebra o modelo de comunicação fim-a-fim concebido para a Internet. Um dispositivo na web não consegue se comunicar diretamente com um host em uma rede privada. Há solução para isso? Sim, mas a que custo?

Optar por continuar utilizando o IPv4 seria muito caro e complexo. Os roteadores teriam que ter um poder de processamento muito maior para lidar com todo o overhead gerado pelas operações de troca de trafego. Uma das inúmeras vantagens do IPv6 (que veremos em um próximo artigo) é desonerar os roteadores. O cálculo do MTU (Maximum Transmission Unit - tamanho máximo da unidade de dados que um enlace permite trafegar), por exemplo, passa a ser feito na origem do pacote, e não mais nos roteadores. Além disso, tem a questão da segurança, o IPSEC não funciona bem com NAT. No IPv6, ele funciona sem restrições.

E como anda a implantação do IPv6?

Não há plano B para o esgotamento dos endereços IPv4. Ou adotamos o IPv6 ou vamos sofrer com redes complexas, de baixo desempenho e limitadas.

Sabendo disso, o governo dos EUA divulgou, no final de setembro de 2010, um plano para atualizar para IPv6 todos os sites federais até setembro de 2012. Anos atrás, em 2005, o mesmo governo determinou que todas as agências federais comprassem equipamentos com suporte ao novo protocolo e deu prazo até junho de 2008 para que elas demonstrassem conectividade IPv6 em seus backbones.

No Japão e na Suécia, os governos estão dando incentivos fiscais que chegam até 100% nos produtos que são produzidos em solo nacional que estejam prontos para suportar o IPv6.

O Brasil está um pouco atrasado em relação a países da própria América do Sul, como é o caso do Chile, por exemplo. Mas existem instituições que estão trabalhando forte na implementação do protocolo. É o caso da Universidade Federal de São Carlos, que é a primeira universidade brasileira a tornar o IPv6 disponível em toda sua rede.

Marcelo José Duarte, responsável pelo projeto IPv6 na UFSCar, acredita que em um determinado momento todas as instituições e empresas deverão estar prontas para o IPv6. Com a implantação já realizada, não teremos impactos significativos quando o novo protocolo estiver de fato implementado em toda a Internet.

A Alog, empresa brasileira de hosting gerenciável, anunciou no final de 2009 a utilização de IPv6 em sua rede, e seus investimentos chegam à ordem de R$ 1 milhão em infraestrutura para suportar o protocolo.

Os dados estatísticos acerca da utilização do IPv6 na América Latina e em outros continentes podem ser consultados em http://www.ipv6.br/IPV6/ArtigoEstatisticaIPv6 .

Eu tenho trabalhado em alguns testes de uso do IPv6, e também sei que alguns provedores como a Telefônica já preparam alguns pilotos com os serviços da Speedy. Então teremos novidades logo em breve.

Conclusões

Segundo pesquisa realizada pela Frost & Sullivan (www.frost.com - instituição internacional de consultoria e inteligência de mercado), 7 trilhões de equipamentos vão estar conectados à web. Não há como imaginar esse cenário sem a implementação do IPv6 para endereçar esses dispositivos.

O IPv6 não pode ser encarado como uma aventura tecnológica e sua adoção não pode ser tardia, mas tem de ser feita com responsabilidade. Os recursos estão disponíveis, a grande maioria dos equipamentos de rede hoje vem com suporte IPv6 de fábrica e os novos sistemas operacionais também já se comunicam através do protocolo.

A transição deve ser bem projetada para que não seja traumática. É bom lembrar também que o IPv4 não irá sumir de uma hora para outra, os dois protocolos irão coexistir por um bom tempo, mas é importante destacar que o IPv4 já começa a ser uma barreira para o uso de alguns serviços, e que o IPv6 abre um leque de novas opções tecnológicas, que vão permitir que novas tecnologias deslanchem de vez.

Até a próxima.