O IP v4 e o IP v6 podem compartilhar uma única Ethernet física?

Continuo lendo sobre a transição do IP v4 para o IP v6 e as possíveis vantagens e problemas. Uma coisa que continua aparecendo é a rede de "pilha dupla", o que significa (acredito) que um host pode falar IPv4 e IPv6.

Eu não entendo direito como isso funciona, no entanto. Um host pode realmente transmitir usando IPv4 e IPv6 ao mesmo tempo pela mesma Ethernet física (como, por exemplo, HTTP e FTP podem ser usados ​​simultaneamente)? Ou a rede física é estritamente IPv4 ou IPv6, com o "outro" protocolo enviado via encapsulamento?

Ethernet é independente de protocolo. Os dispositivos conectados a uma Ethernet enviam pacotes contendo dados usando IPv4, IPv6, IPX ou algum outro protocolo. Cabe aos dispositivos conectados (seu PC, por exemplo) entender o protocolo.

Em termos da pilha de rede, a Ethernet é o nível 2 (Data Link) na pilha. A fiação entre seus dispositivos é de nível 1 (físico). Essas camadas são simplesmente um tubo que pode transportar qualquer número de protocolos. Vários protocolos podem ser transportados ao mesmo tempo.

IPv4 e IPv6 são de nível 3 (Rede). A pilha dupla não é nova e, há alguns anos, a pilha dupla era IPv4 e IPX. Quando um pacote chega, o computador precisa determinar para qual pilha entregar o pacote. Para IPv4 e IPv6, é fácil fazer isso, pois é codificado nos 4 primeiros bits do pacote.

O TCP e o UDP, que estão na camada Transporte (nível 4), executam igualmente bem o IPv4 e o IPv6. Em alguns casos, eles podem alternar do IPv4 para o IPv6 ou vice-versa entre os dois pontos finais. Existe um esquema de endereçamento que permite que um endereço IPv4 seja codificado como um endereço IPv6, permitindo que apenas dispositivos IPv6 endereçam dispositivos apenas IPv4. É necessário um dispositivo de conversão de protocolo no meio para que isso funcione.

Pode haver uma pequena vantagem de latência na ligação do IPv4 a um adaptador e do IPV6 a outro. Isso seria útil apenas se os protocolos não fossem roteados pelo mesmo link em algum momento. A execução de transferências no mesmo roteador pode ser um pouco mais rápida se diferentes protocolos forem usados. Eu reservaria a segunda interface para uma segunda zona de segurança ou para compartilhamento de rede.

Uma determinada placa de rede pode falar com quantos protocolos você desejar. Naquela época, muitas vezes eu tinha IPv4, IPX e alguns protocolos mais obscuros vinculados ao mesmo cartão simultaneamente. Essa é a alegria do modelo em camadas .

O mesmo princípio está em ação, como você observou, quando você tem HTTP e FTP executando sobre IP. Como as camadas inferiores da pilha de rede não se preocupam particularmente com o que as camadas superiores estão fazendo, você pode enviar muitos protocolos de nível superior por um determinado protocolo de nível inferior.

Agora nem todas as transições IPv4 / IPv6 são configuradas para que a placa de rede esteja falando simultaneamente, às vezes é usado o encapsulamento ( Teredo , por exemplo). Mas não é necessário.