IPv6
es la versión 6 del Protocolo de Internet (IP por sus siglas en inglés,
Internet Protocolo), es el encargado de dirigir y encaminar los paquetes en la
red, fue diseñado en los años 70 con el objetivo de interconectar redes.
IPV6
FUNDAMENTOS DE IPV6
PROTOCOLOS DE IPV6
IMPULSO A IPV6
PRESENTACION DE IPV6
ENCAPSULADO DE IPV6
EMCABEZADO DE IPV6
ENCAPSULADO DE
PAQUETES IPV6
ENABEZADOS DE IPV6 Y
MUESTRA
Por lo general la direcciones ipv6 están compuestas
por dos partes lógicas: un prefijo de 64 bits u otro de 64 bits que corresponde
a identificador de interfaz, que casi siempre se genera automáticamente a
partir de la dirección MAC (Media Access
Contrl address) de la interfaz a la que está asignada la dirección ,
puesto que la utilización de IPv6 se ha frenado por la traducción de
direcciones de red (NAT). El tema de IPv6 no es nada nuevo desde
hace varios años viene evolucionando ya que en la actualidad se da a conocer y
cubre las perpectiva de los usuarios FUNDAMENTOS DE IPv6 Debido al crecimiento
de internet y a la sofisticación de los dispositivos electrónicos, las
soluciones propuestas con el fin de escolar el espacio de direccionamiento de
internet ipv4 no serán las suficientes para cubrir las necesidades de las
mismas en los próximos años
Espacio de mayor
direccionamiento
El ipv6 incrementa el
tamaño de direcciones a 32 bits a 128 bits así soportan más niveles en la
jerarquía de direccionamiento y un número mucho mayor de nodos direccionales. El diseño de protocolos agrega múltiples beneficios en seguridad y en
manejo de calidad en servicios etc.
Características de ipv6
v El esquema de direcciones de 128 bits provee una gran cantidad de
direcciones IP, con la posibilidad de asignar direcciones únicas y globales a
nuevos dispositivos
v Las múltiples niveles de jerarquía permiten juntar rutas
v El proceso de autoconfiguración permite que los nodos
de la ipv6 configuren sus propias direcciones
v La transmisión de proveedores de ipv6 son
transparentes para los usuarios finales, entre otras
Jerarquía
de direcciones
Un espacio mayor de direcciones ipv6 permite
mayores distribuciones de direcciones a las organizaciones y a los proveedores
de servicios de internet , cuando un usuario final cambia su proveedor de ipv6
,e l cual le proveía de direccionamiento ipv6 entonces también se debe cambiar
su prefijo de ipv6 para preservar su agregación global pues si uno cambia de
proveedor implica una remuneración de la red
Modos de
configuración de IPv6.
Configuración
automática de direcciones sin estado ipv6.
Esta función permite que un reteador ipv6 envié, atreves del enlace local
Remuneración
El
proceso de remuneración de ipv6 fue diseñado para ser transparente entre los
proveedores ipv6 unicast y los usuarios
finales
Protocolos de IPV6
Los protocolo ipv6
responden razonablemente a los objetos
fijados. Conserva las mejores funciones de ipv4 mientras que elimina o minimiza
las peores y agrega nuevas cuando es necesario
En general ipv6 no
es compatible con ipv4 pero es compatible con otros protocolos de internet,
incluyendo TCP.UDP.ICMP IGMP, OSPF y DNS bueno que a veces se requieren
modificar esto ocurre cuando se está trabajando con direcciones extensas
IPv6 simplifica los
encabezados de los datagramas, además consiste en ofrecer mayor flexibilidad
respecto de las opciones, brinda más seguridad y la autenticación confiabilidad
esto construye a que las funciones se han más seguras e importantes en el
protocolo ipv6
.
Impulso a IP V6
(PEREZ, http://www.raices.org.sv/)
el experto español (pelet) provee que el
agotamiento de las direcciones IPv4 en futuro sercano inmente,que frenaria la
felicidad con lo que el internet ha venido creciendo hasta en la actualidad el
despliege ipv6 es fundamental para evitar esa catastrofe .
La
creciente demanda de internet unida a la escaces progresiva de las direcciones
por el espacio insuficente del protocolo ipv4 no pintan un panorama idoneo para
las necesitades que aun se tiene pues esto dificulta la incorporacion de nuevos
usuarios .
El portal IPv6 de LACNIC reitera que cuando se
habla de IPv6 no hay que pensar solo en la inmensa cantidad de direcciones que
estarán disponibles, sino que en las nuevas aplicaciones y beneficios para el
usuario final
Presentación
de IPv6
A principios de los años noventa, el Internet
Engineering (Force) (IETF) comenzó a preocuparse
por los problemas de IPv4 y empezó a buscar un reemplazo. Esta actividad
condujo al desarrollo de IP versión 6 (IPv6). IPv6 supera las limitaciones de
IPv4 y constituye una mejora eficaz con características que se adaptan mejor a
las demandas actuales y previsibles de las redes.
Las mejoras que proporciona IPv6 incluyen lo
siguiente:
·
Mayor espacio de direcciones: las
direcciones IPv6 se basan en un direccionamiento jerárquico de 128 bits,
mientras que en IPv4 es de 32 bits. El número de direcciones IP
disponibles aumenta drásticamente.
·
Mejora del manejo de los paquetes: el
encabezado de IPv6 se simplificó con menos campos. Esto mejora el manejo de
paquetes por parte de los Reuters intermediarios y también proporciona
compatibilidad para extensiones y opciones para aumentar la escalabilidad y la
duración.
·
Eliminación de la necesidad de NAT: con tal
cantidad de direcciones IPv6 públicas, no se necesita traducción de direcciones
de red (NAT). Los sitios de los clientes, ya sean las empresas más grandes o
unidades domésticas, pueden obtener una dirección de red IPv6 pública. Esto
evita algunos de los problemas de aplicaciones debidos a NAT que afectan a las
aplicaciones que requieren conectividad de extremo a extremo.
·
Seguridad integrada: IPv6
admite capacidades de autenticación y privacidad de forma nativa. Con IPv4, se
debían implementar características adicionales para este fin.
El espacio de direcciones IPv4 de 32 bits
proporciona aproximadamente 4 294 967 296 direcciones únicas. De
estas, solo 3700 millones de direcciones se pueden asignar, porque el sistema
de direccionamiento IPv4 separa las direcciones en clases y reserva direcciones
para multicast, pruebas y otros usos específicos.
Como se muestra en la ilustración, el espacio de
direcciones IP versión 6 proporciona
340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456,
o 340 sextillones de direcciones, lo que equivale a aproximadamente todos
los granos de arena de la Tierra.
Encapsulación
IPV6
Una de las principales mejoras de diseño de IPv6
con respecto a IPv4 es el encabezado de IPv6 simplificado.
El encabezado de IPv4 consta de 20 octetos
(hasta 60 bytes si se utiliza el campo Opciones) y 12 campos de encabezado
básicos, sin incluir los campos Opciones y Relleno.
El encabezado de IPv6 consta de 40 octetos (en
gran medida, debido a la longitud de las direcciones IPv6 de origen y de
destino) y 8 campos de encabezado (3 campos de encabezado IPv4 básicos y 5
campos de encabezado adicionales).
En la figura 1, se muestra la estructura del
encabezado de IPv4. Como se muestra en la ilustración, en IPv6 algunos campos
permanecen iguales, algunos campos del encabezado de IPv4 no se utilizan, y
algunos campos tienen nombres y posiciones diferentes.
Además, se agregó un nuevo campo a IPv6 que no se
utiliza en IPv4. El encabezado de IPv6 simplificado se muestra en la
figura 2.
El encabezado de IPv6 simplificado ofrece varias
ventajas respecto de IPv4:
·
Mayor eficacia de enrutamiento para un buen
rendimiento y una buena escalabilidad de velocidad de reenvío.
·
Sin requisito de procesamiento de checksums.
·
Mecanismos de encabezado de extensión
simplificado y más eficaz (en comparación con el campo Opciones de IPv4).
·
Un campo Identificador de flujo para
procesamiento por flujo, sin necesidad de abrir el paquete interno de
transporte para identificar los distintos flujos de tráfico.
Encabezado IPv6
Los campos de encabezado de paquetes IPv6 incluyen
los siguientes:
·
Versión: este campo contiene
un valor binario de 4 bits que identifica la versión del paquete IP. Para
los paquetes IPv6, este campo siempre se establece en 0110.
·
Clase de tráfico: este
campo de 8 bits equivale al campo Servicios diferenciados (DS) de IPv4.
También contiene un valor de Punto de código de servicios diferenciados (DSCP)
de 6 bits utilizado para clasificar paquetes y un valor de Notificación explícita
de congestión (ECN) de 2 bits utilizado para controlar la congestión del
tráfico.
·
Identificador de flujo: este
campo de 20 bits proporciona un servicio especial para aplicaciones en
tiempo real. Se puede utilizar para indicar a los Reuters y switches que deben
mantener la misma ruta para el flujo de paquetes, a fin de evitar que estos se
reordenen.
·
Longitud de contenido: este
campo de 16 bits equivale al campo Longitud total del encabezado de IPv4.
Define el tamaño total del paquete (fragmento), incluidos el encabezado y las
extensiones optativas.
·
Siguiente encabezado: este
campo de 8 bits equivale al campo Protocolo de IPv4. Indica el tipo de
contenido de datos que transporta el paquete, lo que permite que la capa de red
pase los datos al protocolo de capa superior correspondiente. Este campo
también se usa si se agregan encabezados de extensión optativos al paquete
IPv6.
·
Límite de saltos: este
campo de 8 bits reemplaza al campo TTL de IPv4. Cuando cada router reenvía
un paquete, este valor disminuye en un punto. Cuando el contador llega a 0, el
paquete se descarta y se reenvía un mensaje de ICMPv6 al host emisor en el que
se indica que el paquete no llegó a destino.
·
Dirección de origen: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host emisor.
·
Dirección de destino: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host receptor.
Los paquetes IPv6 también pueden contener
encabezados de extensión (EH), que proporcionan información optativa de la capa
de red. Los encabezados de extensión son optativos y se colocan entre el
encabezado de IPv6 y el contenido. Los EH se utilizan para realizar la fragmentación,
aportar seguridad, admitir la movilidad, y más.
Encapsulado de paquetes IPv6
Los campos de encabezado de paquetes IPv6 incluyen
los siguientes:
·
Versión: este campo contiene
un valor binario de 4 bits que identifica la versión del paquete IP. Para
los paquetes IPv6, este campo siempre se establece en 0110.
·
Clase de tráfico: este
campo de 8 bits equivale al campo Servicios diferenciados (DS) de IPv4.
También contiene un valor de Punto de código de servicios diferenciados (DSCP)
de 6 bits utilizado para clasificar paquetes y un valor de Notificación
explícita de congestión (ECN) de 2 bits utilizado para controlar la
congestión del tráfico.
·
Identificador de flujo: este
campo de 20 bits proporciona un servicio especial para aplicaciones en
tiempo real. Se puede utilizar para indicar a los routers y switches que deben
mantener la misma ruta para el flujo de paquetes, a fin de evitar que estos se
reordenen.
·
Longitud de contenido: este
campo de 16 bits equivale al campo Longitud total del encabezado de IPv4.
Define el tamaño total del paquete (fragmento), incluidos el encabezado y las
extensiones optativas.
·
Siguiente encabezado: este
campo de 8 bits equivale al campo Protocolo de IPv4. Indica el tipo de
contenido de datos que transporta el paquete, lo que permite que la capa de red
pase los datos al protocolo de capa superior correspondiente. Este campo
también se usa si se agregan encabezados de extensión optativos al paquete
IPv6.
·
Límite de saltos: este
campo de 8 bits reemplaza al campo TTL de IPv4. Cuando cada router reenvía
un paquete, este valor disminuye en un punto. Cuando el contador llega a 0, el
paquete se descarta y se reenvía un mensaje de ICMPv6 al host
emisor en el que se indica que el paquete no llegó a destino.
·
Dirección de origen: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host emisor.
·
Dirección de destino: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host receptor.
Los paquetes IPv6 también pueden contener
encabezados de extensión (EH), que proporcionan información optativa de la capa
de red. Los encabezados de extensión son optativos y se colocan entre el
encabezado de IPv6 y el contenido. Los EH se utilizan para realizar la fragmentación,
aportar seguridad, admitir la movilidad, y más.
Encabezados de IPv6 de muestra
Al ver las capturas de IPv6 de Wireshark, observe
que el encabezado de IPv6 tiene muchos menos campos que un encabezado de IPv4.
Esto hace que el encabezado de IPv6 sea más fácil y más rápido de procesar para
el Router.
La dirección IPv6 propiamente dicha es muy
distinta. Debido al mayor tamaño de las direcciones IPv6, de 128 bits, se
utiliza el sistema de numeración hexadecimal para simplificar la representación
de las direcciones. En las direcciones IPv6, se utilizan dos puntos para
separar las entradas en una serie de bloques hexadecimales de 16 bits.
En la captura de muestra de la figura 1, se
muestra el contenido del paquete número 46. El paquete contiene el mensaje
inicial del protocolo TCP de enlace de tres vías entre un host IPv6 y un
servidor IPv6. Observe los valores en la sección expandida del encabezado de
IPv6. Observe, además, que se trata de un paquete TCP y que no contiene más información
más allá de la sección TCP.
En la captura de muestra de la figura 2, se
muestra el contenido del paquete número 49. El paquete contiene el mensaje
GET inicial del protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) para el
servidor. Observe que se trata de un paquete HTTP y que ahora contiene
información más allá de la sección TCP. (https://33331399.netacad.com/courses/274829/modules)
Por último, en la captura de muestra de la
figura 3, se muestra el contenido del paquete número 1. El paquete de
muestra es un mensaje ICMPv6 de solicitud de vecino. Observe que no hay
información de TCP o UDP.
Tabla de enrutamiento de host IPv6 de
muestra
El resultado de la tabla de rutas IPv6 difiere en
los encabezados de las columnas y el formato, debido a que las direcciones IPv6
son más largas.
En la sección de la tabla de rutas IPv6, se
muestran cuatro columnas que identifican lo siguiente:
·
Si: incluye los números
de interfaz de la sección Lista de interfaces del comando netstat –r.
Los números de interfaz corresponden a las interfaces con capacidad de red en
el host, incluidos los adaptadores Ethernet, Wi-Fi y Bluetooth.
·
Métrica: indica el costo de
cada ruta a un destino. Los números más bajos indican las rutas preferidas.
·
Destino de red: enumera
las redes que se pueden alcanzar.
·
Puerta de acceso: indica
la dirección que utiliza el host local para reenviar paquetes a un destino de
red remoto. “En enlace” indica que el host actualmente está conectado.
Por ejemplo, en la ilustración, se muestra la
sección de rutas IPv6 generada mediante el comando netstat – rpara
mostrar los siguientes destinos de red:
·
::/0: equivalente en IPv6 a
la ruta predeterminada local.
·
:1/128: equivale a la
dirección de loopback IPv4 y proporciona servicios al host local.
·
2001:/32: prefijo de red
unicast global.
·
2001:0:9d38:953c:2c30:3071:e718:a926/128: dirección
IPv6 unicast global de la PC local.
·
fe80::/64: dirección de la ruta
de red de enlace local, que representa todas las PC en la red IPv6 de enlace
local.
·
fe80::2c30:3071:e718:a926/128: dirección
IPv6 link-local de la PC local.
·
ff00::/8: direcciones multicast
de clase D especiales y reservadas que equivalen a las direcciones IPv4
224.x.x.x.
Nota: en general, las
interfaces en IPv6 tienen dos direcciones IPv6: una dirección link-local y una
dirección unicast global. Asimismo, observe que no hay direcciones de broadcast
en IPv6. Las direcciones IPv6 se analizan en mayor detalle en el capítulo
siguiente.
Necesidad de utilizar IPv6
IPv6 está diseñado para ser el sucesor de IPv4.
IPv6 tiene un mayor espacio de direcciones de 128 bits, lo que proporciona
340 sextillones de direcciones. (Eso es el número 340 seguido de 36 ceros). Sin
embargo, IPv6 es mucho más que una mera dirección más extensa. Cuando el (IETF) comenzó
el desarrollo de una sucesora de IPv4, utilizó esta oportunidad para corregir
las limitaciones de IPv4 e incluir mejoras adicionales. Un ejemplo es el
protocolo de mensajes de control de Internet versión 6 (ICPMv6), que incluye la
resolución de direcciones y la configuración automática de direcciones, las
cuales no se encuentran en ICMP para IPv4 (ICMPv4). ICMPv4 e ICMPv6 se
analizarán más adelante en este capítulo.
Necesidad de utilizar IPv6
El agotamiento del espacio de direcciones IPv4 fue
el factor que motivó la migración a IPv6. Debido al aumento de la conexión a
Internet en África, Asia y otras áreas del mundo, las direcciones IPv4 ya no
son suficientes para admitir este crecimiento. El lunes 31 de enero de 2011, la
IANA asignó los últimos dos bloques de direcciones IPv4 /8 a los registros
regionales de Internet (RIR). Diversas proyecciones indican que entre 2015 y
2020 se habrán acabado las direcciones IPv4 en los cinco RIR. En ese momento,
las direcciones IPv4 restantes se habrán asignado a los ISP.
IPv4 tiene un máximo teórico de 4300 millones
de direcciones. Las direcciones privadas definidas en RFC 1918 junto con la
traducción de direcciones de red ((NAT) )fueron un factor determinante
para retardar el agotamiento del espacio de direcciones IPv4. La NAT tiene
limitaciones que obstaculizan gravemente las comunicaciones punto a punto.
Internet de las cosas
En la actualidad, Internet es significativamente
distinta de cómo era en las últimas décadas. Hoy en día, Internet es más que
correo electrónico, páginas Web y transferencia de archivos entre PC. Internet
evoluciona y se está convirtiendo en una Internet de las cosas. Los dispositivos
que acceden a Internet ya no serán solamente PC, Tablet PC y Smartphone. Los
dispositivos del futuro preparados para acceder a Internet y equipados con
sensores incluirán desde automóviles y dispositivos biomédicos hasta
electrodomésticos y ecosistemas naturales. Imagine una reunión en la ubicación
de un cliente que se programa en forma automática en la aplicación de
calendario para que comience una hora antes de la hora en que normalmente comienza
a trabajar. Esto podría ser un problema importante, en especial si olvida
revisar el calendario o ajustar el despertador según corresponda. Ahora imagine
que la aplicación de calendario comunica esta información directamente al
despertador para usted y su automóvil. El automóvil calienta automáticamente
para derretir el hielo del limpiaparabrisas antes de que usted ingrese y cambia
la ruta hacia el lugar de la reunión.
Con una creciente población de Internet, un espacio
limitado de direcciones IPv4, problemas con la NAT y con Internet de las cosas,
llegó el momento de iniciar la transición a IPv6.
Representación de dirección IPv6
Las direcciones IPv6 tienen una longitud de
128 bits y se escriben como una cadena de valores hexadecimales. Cuatro
bits se representan mediante un único dígito hexadecimal, con un total de 32
valores hexadecimales. Las direcciones IPv6 no distinguen mayúsculas de
minúsculas y pueden escribirse en minúscula o en mayúscula.
Formato preferido
Como se muestra en la figura 1, el formato
preferido para escribir una dirección IPv6 es x:x:x:x:x:x:x:x, donde cada “x”
consta de cuatro valores hexadecimales. Al hacer referencia a 8 bits de
una dirección IPv4, utilizamos el término “octeto”. En IPv6, un “hexteto” es el
término no oficial que se utiliza para referirse a un segmento de 16 bits
o cuatro valores hexadecimales. Cada “x” es un único hexteto, 16 bits o
cuatro dígitos hexadecimales.
“Formato preferido” significa que la dirección IPv6
se escribe utilizando 32 dígitos hexadecimales. No significa necesariamente que
es el método ideal para representar la dirección IPv6. En las siguientes
páginas, veremos dos reglas que permiten reducir el número de dígitos necesarios
para representar una dirección IPv6.
Tipos de direcciones IPv6
Existen tres tipos de direcciones IPv6:
·
Unicast: las direcciones IPv6
unicast identifican de forma exclusiva una interfaz en un dispositivo con IPv6
habilitado. Como se muestra en la ilustración, las direcciones IPv6 de origen
deben ser direcciones unicast.
·
Multicast: las direcciones IPv6
multicast se utilizan para enviar un único paquete IPv6 a varios destinos.
·
Anycast: las direcciones IPv6
anycast son direcciones IPv6 unicast que se pueden asignar a varios
dispositivos. Los paquetes enviados a una dirección anycast se enrutan al
dispositivo más cercano que tenga esa dirección. En este curso, no se analizan
las direcciones anycast.
A diferencia de IPv4, IPv6 no tiene una (https://static-course-assets.s3.amazonaws.com/ITN50ES/module8/index.html#8.0.1.1)
IPv6
es la versión 6 del Protocolo de Internet (IP por sus siglas en inglés,
Internet Protocolo), es el encargado de dirigir y encaminar los paquetes en la
red, fue diseñado en los años 70 con el objetivo de interconectar redes.
IPV6
FUNDAMENTOS DE IPV6
PROTOCOLOS DE IPV6
IMPULSO A IPV6
PRESENTACION DE IPV6
ENCAPSULADO DE IPV6
EMCABEZADO DE IPV6
ENCAPSULADO DE
PAQUETES IPV6
ENABEZADOS DE IPV6 Y
MUESTRA
Por lo general la direcciones ipv6 están compuestas
por dos partes lógicas: un prefijo de 64 bits u otro de 64 bits que corresponde
a identificador de interfaz, que casi siempre se genera automáticamente a
partir de la dirección MAC (Media Access
Contrl address) de la interfaz a la que está asignada la dirección ,
puesto que la utilización de IPv6 se ha frenado por la traducción de
direcciones de red (NAT). El tema de IPv6 no es nada nuevo desde
hace varios años viene evolucionando ya que en la actualidad se da a conocer y
cubre las perpectiva de los usuarios
FUNDAMENTOS DE IPv6
Debido al crecimiento
de internet y a la sofisticación de los dispositivos electrónicos, las
soluciones propuestas con el fin de escolar el espacio de direccionamiento de
internet ipv4 no serán las suficientes para cubrir las necesidades de las
mismas en los próximos años
Espacio de mayor
direccionamiento
El ipv6 incrementa el
tamaño de direcciones a 32 bits a 128 bits así soportan más niveles en la
jerarquía de direccionamiento y un número mucho mayor de nodos direccionales. El diseño de protocolos agrega múltiples beneficios en seguridad y en
manejo de calidad en servicios etc.
Características de ipv6
v El esquema de direcciones de 128 bits provee una gran cantidad de
direcciones IP, con la posibilidad de asignar direcciones únicas y globales a
nuevos dispositivos
v Las múltiples niveles de jerarquía permiten juntar rutas
v El proceso de autoconfiguración permite que los nodos
de la ipv6 configuren sus propias direcciones
v La transmisión de proveedores de ipv6 son
transparentes para los usuarios finales, entre otras
Jerarquía
de direcciones
Un espacio mayor de direcciones ipv6 permite
mayores distribuciones de direcciones a las organizaciones y a los proveedores
de servicios de internet , cuando un usuario final cambia su proveedor de ipv6
,e l cual le proveía de direccionamiento ipv6 entonces también se debe cambiar
su prefijo de ipv6 para preservar su agregación global pues si uno cambia de
proveedor implica una remuneración de la red
Modos de
configuración de IPv6.
Configuración
automática de direcciones sin estado ipv6.
Esta función permite que un reteador ipv6 envié, atreves del enlace local
Remuneración
El
proceso de remuneración de ipv6 fue diseñado para ser transparente entre los
proveedores ipv6 unicast y los usuarios
finales
Protocolos de IPV6
Los protocolo ipv6
responden razonablemente a los objetos
fijados. Conserva las mejores funciones de ipv4 mientras que elimina o minimiza
las peores y agrega nuevas cuando es necesario
En general ipv6 no
es compatible con ipv4 pero es compatible con otros protocolos de internet,
incluyendo TCP.UDP.ICMP IGMP, OSPF y DNS bueno que a veces se requieren
modificar esto ocurre cuando se está trabajando con direcciones extensas
IPv6 simplifica los
encabezados de los datagramas, además consiste en ofrecer mayor flexibilidad
respecto de las opciones, brinda más seguridad y la autenticación confiabilidad
esto construye a que las funciones se han más seguras e importantes en el
protocolo ipv6
.
Impulso a IP V6
(PEREZ, http://www.raices.org.sv/)
el experto español (pelet) provee que el
agotamiento de las direcciones IPv4 en futuro sercano inmente,que frenaria la
felicidad con lo que el internet ha venido creciendo hasta en la actualidad el
despliege ipv6 es fundamental para evitar esa catastrofe .
La
creciente demanda de internet unida a la escaces progresiva de las direcciones
por el espacio insuficente del protocolo ipv4 no pintan un panorama idoneo para
las necesitades que aun se tiene pues esto dificulta la incorporacion de nuevos
usuarios .
El portal IPv6 de LACNIC reitera que cuando se
habla de IPv6 no hay que pensar solo en la inmensa cantidad de direcciones que
estarán disponibles, sino que en las nuevas aplicaciones y beneficios para el
usuario final
Presentación
de IPv6
A principios de los años noventa, el Internet
Engineering (Force) (IETF) comenzó a preocuparse
por los problemas de IPv4 y empezó a buscar un reemplazo. Esta actividad
condujo al desarrollo de IP versión 6 (IPv6). IPv6 supera las limitaciones de
IPv4 y constituye una mejora eficaz con características que se adaptan mejor a
las demandas actuales y previsibles de las redes.
Las mejoras que proporciona IPv6 incluyen lo
siguiente:
·
Mayor espacio de direcciones: las
direcciones IPv6 se basan en un direccionamiento jerárquico de 128 bits,
mientras que en IPv4 es de 32 bits. El número de direcciones IP
disponibles aumenta drásticamente.
·
Mejora del manejo de los paquetes: el
encabezado de IPv6 se simplificó con menos campos. Esto mejora el manejo de
paquetes por parte de los Reuters intermediarios y también proporciona
compatibilidad para extensiones y opciones para aumentar la escalabilidad y la
duración.
·
Eliminación de la necesidad de NAT: con tal
cantidad de direcciones IPv6 públicas, no se necesita traducción de direcciones
de red (NAT). Los sitios de los clientes, ya sean las empresas más grandes o
unidades domésticas, pueden obtener una dirección de red IPv6 pública. Esto
evita algunos de los problemas de aplicaciones debidos a NAT que afectan a las
aplicaciones que requieren conectividad de extremo a extremo.
·
Seguridad integrada: IPv6
admite capacidades de autenticación y privacidad de forma nativa. Con IPv4, se
debían implementar características adicionales para este fin.
El espacio de direcciones IPv4 de 32 bits
proporciona aproximadamente 4 294 967 296 direcciones únicas. De
estas, solo 3700 millones de direcciones se pueden asignar, porque el sistema
de direccionamiento IPv4 separa las direcciones en clases y reserva direcciones
para multicast, pruebas y otros usos específicos.
Como se muestra en la ilustración, el espacio de
direcciones IP versión 6 proporciona
340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456,
o 340 sextillones de direcciones, lo que equivale a aproximadamente todos
los granos de arena de la Tierra.
Encapsulación
IPV6
Una de las principales mejoras de diseño de IPv6
con respecto a IPv4 es el encabezado de IPv6 simplificado.
El encabezado de IPv4 consta de 20 octetos
(hasta 60 bytes si se utiliza el campo Opciones) y 12 campos de encabezado
básicos, sin incluir los campos Opciones y Relleno.
El encabezado de IPv6 consta de 40 octetos (en
gran medida, debido a la longitud de las direcciones IPv6 de origen y de
destino) y 8 campos de encabezado (3 campos de encabezado IPv4 básicos y 5
campos de encabezado adicionales).
En la figura 1, se muestra la estructura del
encabezado de IPv4. Como se muestra en la ilustración, en IPv6 algunos campos
permanecen iguales, algunos campos del encabezado de IPv4 no se utilizan, y
algunos campos tienen nombres y posiciones diferentes.
Además, se agregó un nuevo campo a IPv6 que no se
utiliza en IPv4. El encabezado de IPv6 simplificado se muestra en la
figura 2.
El encabezado de IPv6 simplificado ofrece varias
ventajas respecto de IPv4:
·
Mayor eficacia de enrutamiento para un buen
rendimiento y una buena escalabilidad de velocidad de reenvío.
·
Sin requisito de procesamiento de checksums.
·
Mecanismos de encabezado de extensión
simplificado y más eficaz (en comparación con el campo Opciones de IPv4).
·
Un campo Identificador de flujo para
procesamiento por flujo, sin necesidad de abrir el paquete interno de
transporte para identificar los distintos flujos de tráfico.
Encabezado IPv6
Los campos de encabezado de paquetes IPv6 incluyen
los siguientes:
·
Versión: este campo contiene
un valor binario de 4 bits que identifica la versión del paquete IP. Para
los paquetes IPv6, este campo siempre se establece en 0110.
·
Clase de tráfico: este
campo de 8 bits equivale al campo Servicios diferenciados (DS) de IPv4.
También contiene un valor de Punto de código de servicios diferenciados (DSCP)
de 6 bits utilizado para clasificar paquetes y un valor de Notificación explícita
de congestión (ECN) de 2 bits utilizado para controlar la congestión del
tráfico.
·
Identificador de flujo: este
campo de 20 bits proporciona un servicio especial para aplicaciones en
tiempo real. Se puede utilizar para indicar a los Reuters y switches que deben
mantener la misma ruta para el flujo de paquetes, a fin de evitar que estos se
reordenen.
·
Longitud de contenido: este
campo de 16 bits equivale al campo Longitud total del encabezado de IPv4.
Define el tamaño total del paquete (fragmento), incluidos el encabezado y las
extensiones optativas.
·
Siguiente encabezado: este
campo de 8 bits equivale al campo Protocolo de IPv4. Indica el tipo de
contenido de datos que transporta el paquete, lo que permite que la capa de red
pase los datos al protocolo de capa superior correspondiente. Este campo
también se usa si se agregan encabezados de extensión optativos al paquete
IPv6.
·
Límite de saltos: este
campo de 8 bits reemplaza al campo TTL de IPv4. Cuando cada router reenvía
un paquete, este valor disminuye en un punto. Cuando el contador llega a 0, el
paquete se descarta y se reenvía un mensaje de ICMPv6 al host emisor en el que
se indica que el paquete no llegó a destino.
·
Dirección de origen: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host emisor.
·
Dirección de destino: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host receptor.
Los paquetes IPv6 también pueden contener
encabezados de extensión (EH), que proporcionan información optativa de la capa
de red. Los encabezados de extensión son optativos y se colocan entre el
encabezado de IPv6 y el contenido. Los EH se utilizan para realizar la fragmentación,
aportar seguridad, admitir la movilidad, y más.
Encapsulado de paquetes IPv6
Los campos de encabezado de paquetes IPv6 incluyen
los siguientes:
·
Versión: este campo contiene
un valor binario de 4 bits que identifica la versión del paquete IP. Para
los paquetes IPv6, este campo siempre se establece en 0110.
·
Clase de tráfico: este
campo de 8 bits equivale al campo Servicios diferenciados (DS) de IPv4.
También contiene un valor de Punto de código de servicios diferenciados (DSCP)
de 6 bits utilizado para clasificar paquetes y un valor de Notificación
explícita de congestión (ECN) de 2 bits utilizado para controlar la
congestión del tráfico.
·
Identificador de flujo: este
campo de 20 bits proporciona un servicio especial para aplicaciones en
tiempo real. Se puede utilizar para indicar a los routers y switches que deben
mantener la misma ruta para el flujo de paquetes, a fin de evitar que estos se
reordenen.
·
Longitud de contenido: este
campo de 16 bits equivale al campo Longitud total del encabezado de IPv4.
Define el tamaño total del paquete (fragmento), incluidos el encabezado y las
extensiones optativas.
·
Siguiente encabezado: este
campo de 8 bits equivale al campo Protocolo de IPv4. Indica el tipo de
contenido de datos que transporta el paquete, lo que permite que la capa de red
pase los datos al protocolo de capa superior correspondiente. Este campo
también se usa si se agregan encabezados de extensión optativos al paquete
IPv6.
·
Límite de saltos: este
campo de 8 bits reemplaza al campo TTL de IPv4. Cuando cada router reenvía
un paquete, este valor disminuye en un punto. Cuando el contador llega a 0, el
paquete se descarta y se reenvía un mensaje de ICMPv6 al host
emisor en el que se indica que el paquete no llegó a destino.
·
Dirección de origen: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host emisor.
·
Dirección de destino: este
campo de 128 bits identifica la dirección IPv6 del host receptor.
Los paquetes IPv6 también pueden contener
encabezados de extensión (EH), que proporcionan información optativa de la capa
de red. Los encabezados de extensión son optativos y se colocan entre el
encabezado de IPv6 y el contenido. Los EH se utilizan para realizar la fragmentación,
aportar seguridad, admitir la movilidad, y más.
Encabezados de IPv6 de muestra
Al ver las capturas de IPv6 de Wireshark, observe
que el encabezado de IPv6 tiene muchos menos campos que un encabezado de IPv4.
Esto hace que el encabezado de IPv6 sea más fácil y más rápido de procesar para
el Router.
La dirección IPv6 propiamente dicha es muy
distinta. Debido al mayor tamaño de las direcciones IPv6, de 128 bits, se
utiliza el sistema de numeración hexadecimal para simplificar la representación
de las direcciones. En las direcciones IPv6, se utilizan dos puntos para
separar las entradas en una serie de bloques hexadecimales de 16 bits.
En la captura de muestra de la figura 1, se
muestra el contenido del paquete número 46. El paquete contiene el mensaje
inicial del protocolo TCP de enlace de tres vías entre un host IPv6 y un
servidor IPv6. Observe los valores en la sección expandida del encabezado de
IPv6. Observe, además, que se trata de un paquete TCP y que no contiene más información
más allá de la sección TCP.
En la captura de muestra de la figura 2, se
muestra el contenido del paquete número 49. El paquete contiene el mensaje
GET inicial del protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) para el
servidor. Observe que se trata de un paquete HTTP y que ahora contiene
información más allá de la sección TCP. (https://33331399.netacad.com/courses/274829/modules)
Por último, en la captura de muestra de la
figura 3, se muestra el contenido del paquete número 1. El paquete de
muestra es un mensaje ICMPv6 de solicitud de vecino. Observe que no hay
información de TCP o UDP.
Tabla de enrutamiento de host IPv6 de
muestra
El resultado de la tabla de rutas IPv6 difiere en
los encabezados de las columnas y el formato, debido a que las direcciones IPv6
son más largas.
En la sección de la tabla de rutas IPv6, se
muestran cuatro columnas que identifican lo siguiente:
·
Si: incluye los números
de interfaz de la sección Lista de interfaces del comando netstat –r.
Los números de interfaz corresponden a las interfaces con capacidad de red en
el host, incluidos los adaptadores Ethernet, Wi-Fi y Bluetooth.
·
Métrica: indica el costo de
cada ruta a un destino. Los números más bajos indican las rutas preferidas.
·
Destino de red: enumera
las redes que se pueden alcanzar.
·
Puerta de acceso: indica
la dirección que utiliza el host local para reenviar paquetes a un destino de
red remoto. “En enlace” indica que el host actualmente está conectado.
Por ejemplo, en la ilustración, se muestra la
sección de rutas IPv6 generada mediante el comando netstat – rpara
mostrar los siguientes destinos de red:
·
::/0: equivalente en IPv6 a
la ruta predeterminada local.
·
:1/128: equivale a la
dirección de loopback IPv4 y proporciona servicios al host local.
·
2001:/32: prefijo de red
unicast global.
·
2001:0:9d38:953c:2c30:3071:e718:a926/128: dirección
IPv6 unicast global de la PC local.
·
fe80::/64: dirección de la ruta
de red de enlace local, que representa todas las PC en la red IPv6 de enlace
local.
·
fe80::2c30:3071:e718:a926/128: dirección
IPv6 link-local de la PC local.
·
ff00::/8: direcciones multicast
de clase D especiales y reservadas que equivalen a las direcciones IPv4
224.x.x.x.
Nota: en general, las
interfaces en IPv6 tienen dos direcciones IPv6: una dirección link-local y una
dirección unicast global. Asimismo, observe que no hay direcciones de broadcast
en IPv6. Las direcciones IPv6 se analizan en mayor detalle en el capítulo
siguiente.
Necesidad de utilizar IPv6
IPv6 está diseñado para ser el sucesor de IPv4.
IPv6 tiene un mayor espacio de direcciones de 128 bits, lo que proporciona
340 sextillones de direcciones. (Eso es el número 340 seguido de 36 ceros). Sin
embargo, IPv6 es mucho más que una mera dirección más extensa. Cuando el (IETF) comenzó
el desarrollo de una sucesora de IPv4, utilizó esta oportunidad para corregir
las limitaciones de IPv4 e incluir mejoras adicionales. Un ejemplo es el
protocolo de mensajes de control de Internet versión 6 (ICPMv6), que incluye la
resolución de direcciones y la configuración automática de direcciones, las
cuales no se encuentran en ICMP para IPv4 (ICMPv4). ICMPv4 e ICMPv6 se
analizarán más adelante en este capítulo.
Necesidad de utilizar IPv6
El agotamiento del espacio de direcciones IPv4 fue
el factor que motivó la migración a IPv6. Debido al aumento de la conexión a
Internet en África, Asia y otras áreas del mundo, las direcciones IPv4 ya no
son suficientes para admitir este crecimiento. El lunes 31 de enero de 2011, la
IANA asignó los últimos dos bloques de direcciones IPv4 /8 a los registros
regionales de Internet (RIR). Diversas proyecciones indican que entre 2015 y
2020 se habrán acabado las direcciones IPv4 en los cinco RIR. En ese momento,
las direcciones IPv4 restantes se habrán asignado a los ISP.
IPv4 tiene un máximo teórico de 4300 millones
de direcciones. Las direcciones privadas definidas en RFC 1918 junto con la
traducción de direcciones de red ((NAT) )fueron un factor determinante
para retardar el agotamiento del espacio de direcciones IPv4. La NAT tiene
limitaciones que obstaculizan gravemente las comunicaciones punto a punto.
Internet de las cosas
En la actualidad, Internet es significativamente
distinta de cómo era en las últimas décadas. Hoy en día, Internet es más que
correo electrónico, páginas Web y transferencia de archivos entre PC. Internet
evoluciona y se está convirtiendo en una Internet de las cosas. Los dispositivos
que acceden a Internet ya no serán solamente PC, Tablet PC y Smartphone. Los
dispositivos del futuro preparados para acceder a Internet y equipados con
sensores incluirán desde automóviles y dispositivos biomédicos hasta
electrodomésticos y ecosistemas naturales. Imagine una reunión en la ubicación
de un cliente que se programa en forma automática en la aplicación de
calendario para que comience una hora antes de la hora en que normalmente comienza
a trabajar. Esto podría ser un problema importante, en especial si olvida
revisar el calendario o ajustar el despertador según corresponda. Ahora imagine
que la aplicación de calendario comunica esta información directamente al
despertador para usted y su automóvil. El automóvil calienta automáticamente
para derretir el hielo del limpiaparabrisas antes de que usted ingrese y cambia
la ruta hacia el lugar de la reunión.
Con una creciente población de Internet, un espacio
limitado de direcciones IPv4, problemas con la NAT y con Internet de las cosas,
llegó el momento de iniciar la transición a IPv6.
Representación de dirección IPv6
Las direcciones IPv6 tienen una longitud de
128 bits y se escriben como una cadena de valores hexadecimales. Cuatro
bits se representan mediante un único dígito hexadecimal, con un total de 32
valores hexadecimales. Las direcciones IPv6 no distinguen mayúsculas de
minúsculas y pueden escribirse en minúscula o en mayúscula.
Formato preferido
Como se muestra en la figura 1, el formato
preferido para escribir una dirección IPv6 es x:x:x:x:x:x:x:x, donde cada “x”
consta de cuatro valores hexadecimales. Al hacer referencia a 8 bits de
una dirección IPv4, utilizamos el término “octeto”. En IPv6, un “hexteto” es el
término no oficial que se utiliza para referirse a un segmento de 16 bits
o cuatro valores hexadecimales. Cada “x” es un único hexteto, 16 bits o
cuatro dígitos hexadecimales.
“Formato preferido” significa que la dirección IPv6
se escribe utilizando 32 dígitos hexadecimales. No significa necesariamente que
es el método ideal para representar la dirección IPv6. En las siguientes
páginas, veremos dos reglas que permiten reducir el número de dígitos necesarios
para representar una dirección IPv6.
Tipos de direcciones IPv6
Existen tres tipos de direcciones IPv6:
·
Unicast: las direcciones IPv6
unicast identifican de forma exclusiva una interfaz en un dispositivo con IPv6
habilitado. Como se muestra en la ilustración, las direcciones IPv6 de origen
deben ser direcciones unicast.
·
Multicast: las direcciones IPv6
multicast se utilizan para enviar un único paquete IPv6 a varios destinos.
·
Anycast: las direcciones IPv6
anycast son direcciones IPv6 unicast que se pueden asignar a varios
dispositivos. Los paquetes enviados a una dirección anycast se enrutan al
dispositivo más cercano que tenga esa dirección. En este curso, no se analizan
las direcciones anycast.
A diferencia de IPv4, IPv6 no tiene una (https://static-course-assets.s3.amazonaws.com/ITN50ES/module8/index.
Referencias
Referencias
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