Lo que necesita saber sobre IPv6

Durante 1994, el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) inició el desarrollo de la versión 6 del Protocolo de Internet (más conocido como IPv6). En diciembre de 1998, el primer borrador se convirtió en un estándar para el IETF, que finalmente fue ratificado como estándar de Internet el 14 de julio de 2017.

La principal razón para el desarrollo de IPv6 fue superar el problema del agotamiento de direcciones IPv4. Con esta pregunta en mente, el IETF también optimizó el protocolo en un sentido general.

Para comprender la necesidad de IPv6 y por qué es el sucesor de IPv4, necesitaremos cubrir brevemente IPv4.

Índice

    IPv4

    Desplegado por primera vez en 1983 por Redes de Agencias de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPANET), IPv4 sigue siendo el protocolo enrutado más utilizado, a pesar de su sucesor IPv6.

    Estos son algunos datos sobre IPv4:

    • IPv4 utiliza 32 bits (232) espacio de direcciones, lo que significa que se pueden asignar a los hosts un total de 4 294 967 296 direcciones IP únicas.
    • Hay una serie de bloques especiales reservados para redes privadas (clases A, B y C), alrededor de 18 millones de direcciones y 270 millones están reservados para direcciones de multidifusión.
    • IPv4 está escrito en notación decimal donde cada byte está separado por un punto (es decir, 1.2.3.4).
    • Seguridad de protocolo de Internet (IPSec) es opcional en IPv4 y el tamaño mínimo del paquete fragmentado es de 576 bytes.
    • Traducción de direcciones de red (NAT) se utiliza para limitar aún más el agotamiento de direcciones IP.

    IPv6

    Con el rápido crecimiento de los dispositivos de Internet, también conocidos como Internet de las cosas (IoT), en todo el mundo, se necesitan más direcciones IP para que estos dispositivos intercambien datos. Piense en teléfonos móviles, relojes inteligentes, refrigeradores, lavadoras, televisores inteligentes y otras cosas que requieren una dirección IP. Todos estos dispositivos ahora están conectados a Internet e identificados por una dirección IP única. En esta sección nos centraremos en IPv6, sus características y por qué será el estándar de protocolo de Internet.

    Antes de entrar en detalles, aquí hay algunas características clave que integra IPv6:

    • IPv6 utiliza 128 bits (2128) direcciones, lo que permite 3,4 x 1038 direcciones IP únicas. Esto equivale a 340 billones de billones de billones de billones de direcciones IP.
    • IPv6 está escrito en notación hexadecimal, separados en 8 grupos de 16 bits por dos puntos, o (8 x 16 = 128) bits en total. Una representación de dirección IPv6 se ve así:

    2001:db8:1234::f350:2256:f3dd/64

    • IPv6 se puede configurar manualmente, mediante la configuración automática de direcciones sin estado (SLAAC) o DHCPv6.
    • IPv6 tiene un tamaño de paquete mínimo de 1280 bytes que consta de un encabezado base fijo de 40 bytes y 1240 bytes de carga útil (datos de usuario).
    • IPv6 es compatible con muchos sistemas operativos como Linux, macOS, Solaris, (Free, Open and Net) BSD y Windows.

    Tenga en cuenta que IPSec se diseñó para IPv6 como un requisito obligatorio. Hoy en día se puede utilizar opcionalmente con IPv6. Ver RFC 6434. IPSec proporciona autenticación y cifrado mediante encabezados de autenticación (AH) y carga útil de seguridad encapsulada (ESP).

    direcciones IPv6

    Una dirección IPv6 se escribe en notación hexadecimal separada por el símbolo de dos puntos (:), como se muestra aquí:

    2001:0db8:1234:0000:0000:f350:2256:f3dd/64

    Las direcciones anteriores también se pueden escribir:

    2001:db8:1234::f350:2256:f3dd/64

    donde los ceros consecutivos se eliminan y se reemplazan con dos puntos dobles (::). Es importante tener en cuenta que si una dirección consta de varios campos que contienen todos ceros y estos ceros aparecen en diferentes partes de la IP, los ceros más a la izquierda son los que se comprimen.

    Ilustremos esto con un ejemplo:

    Variante de dirección IPv6notación de dirección IPv6
    IPv6 completamente escrito2001:0db8:0000:0000:34f4:0000:0000:f3dd/64
    IPv6 simplificado2001:db8::34f4:0000:0000:f3dd/64
    IPv6 aún más simple2001:db8::34f4:0:0:f3dd/64

    Sin embargo, escribir la dirección IP como 2001:db8::34f4::f3dd/64 la invalidará porque la doble coma solo se puede aplicar una vez en la dirección (más a la izquierda con ceros).

    La dirección IPv6 consta principalmente de dos segmentos de 64 bits donde la parte superior de los bits se clasifica como parte de la red y los 64 bits inferiores se clasifican como la ID del cliente. La parte de la red se subdivide en Dirección de unidifusión global (GUA) e ID de subred. Esta información se puede simplificar con la siguiente imagen:

    Cabe señalar que IPv6 no tiene un concepto de máscaras de subred como IPv4. Más bien, un Enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR) se utiliza la calificación. Los ejemplos son:

    2001:581:f3d1:241f::/64
    2001:db8:1234::/48
    2a01:1b0::/32
    2000::/3

    Desde la perspectiva del usuario final/sitio final, la parte de la red (o ID de red) la proporciona su proveedor de servicios de Internet (ISP) y es estática. Si su ISP le asigna un prefijo /48, las direcciones de 16 bits se pueden usar para crear 216 (65535) subredes, donde cada subred podrá admitir 26418,446,744,073,709,551,616 o 1,844674407 × 10¹⁹ direcciones IP.

    Ahora que conocemos los conceptos básicos de IPv6, veamos qué tipos de direcciones existen.

    Tipos de direcciones IPv6

    Los siguientes tipos de direcciones existen en el ecosistema IPv6:

    • unidifusión
    • multidifusión
    • Cualquierdifusión

    unidifusión

    El tipo de dirección Unicast es probablemente el más importante. Se distingue por estos subtipos de direcciones:

    • Direcciones globales únicas: Accesible a nivel mundial. Ejemplos:

    2001:581:f3d1:241f::/64

    2a01:388:3d11:f124::/64

    • Direcciones locales de enlace: Requerido en cada interfaz compatible con IPv6, pero los paquetes no pueden salir ni entrar en la interfaz. Esta dirección es utilizada principalmente por aplicaciones de software y comienza con:

    fe80::/10

    • Direcciones de sitios locales: Obsoleto, ver RFC 3879.
    • Dirección de bucle invertido: Esta es la dirección que conocemos como 127.0.0.1/8 en IPv4, y está escrita de la siguiente manera en IPv6:

    ::1/128

    • Direcciones locales únicas: Enrutable solo dentro de la organización. Estas direcciones no son enrutables globalmente. Los rangos privados equivalentes de IPv4 son 10.0.0.0/8, 192.168.1.0/24, etc. Las direcciones locales únicas en IPv6 comienzan con:

    fc00::/7

    multidifusión

    La multidifusión es la técnica utilizada para enviar un paquete desde una fuente (o varias fuentes) a varios destinos (receptores). En su forma más simple, un flujo de multidifusión es el siguiente. Primero, un host envía un paquete ICMPv6 (solicitud de host) al grupo de multidifusión de los enrutadores. Luego, un enrutador responde a esta solicitud y envía un paquete de anuncio de enrutador (RA) al cliente con los parámetros de configuración:

    El rango de direcciones de multidifusión es ff00::/8. Los primeros 8 bits son siempre ff (en binario 1111 1111).

    Cualquierdifusión

    La dirección Anycast se comporta igual que la dirección Multicast, excepto por lo siguiente. Un paquete enviado por un cliente va a un solo destino seleccionado y no a todo el grupo identificado por la misma dirección de destino. El punto final de recepción se selecciona en función de la métrica de enrutamiento menos costosa. El enrutador utiliza rutas múltiples de igual costo para esto:

    Conclusión

    Eventualmente, todos usaremos IPv6. Cuanto antes comprenda cómo funciona este espacio de direcciones y cómo implementar IPv6 en sus propias redes, mejor.

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