O que aconteceria se eu atribuísse ao meu roteador um IP WAN estático aleatório do intervalo de sub-rede do meu ISP, assumindo que esse IP específico não seja usado atualmente por nenhum assinante? Funcionaria, visto que não há conflito com outro assinante? Meu entendimento é que esse IP poderia ter sido alocado para mim pelo servidor DHCP do ISP, então deve funcionar.
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Seu ISP aloca uma variedade de sub-redes ipv6 via DHCP-PD (por exemplo, "/56", "/60", etc.).
Se você enviar um pacote IPv6 com um endereço de origem fora deste "/56" através do gateway do seu ISP, ele poderá simplesmente ignorá-lo ou provavelmente rejeitá-lo: você receberá um pacote ICMPv6 indicando um problema de roteamento.
O mesmo para IPv4, com um pacote ICMP indicando um problema de roteamento.
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Em geral, eu não esperaria que isso funcionasse, mas principalmente por causa de recursos de segurança deliberados, e não por motivos técnicos. (Embora isso dependa do ISP e provavelmente também da tecnologia de acesso.)
Eu esperaria que a maioria dos ISPs preocupados com a segurança configurassem algum tipo de isolamento da camada 2 e apenas enviassem pacotes através do seu link depois de verificar se o endereço corresponde ao que o servidor DHCP atribuiu a você (isolamento de porta, espionagem de DHCP ou vários outros nomes). Mas é possível que um ISP se esqueça de fazer isso, ou nem mesmo tenha capacidade técnica.