Ipv6

El IPv6 incrementa el tamaño de la dirección IP de 32 bits a 128 bits para así soportar más niveles en la jerarquía de direccionamiento y un número mucho mayor de nodos direccionables. El diseño del protocolo agrega múltiples beneficios en seguridad, manejo de calidad de servicio, una mayor capacidad de transmisión y mejora la facilidad de administración, entre otras cosas.

Mientras que IPv4 soporta 4,294,967,296 (232) direcciones que es poco menos de 4.3 billones, IPv6 ofrece 3.4 x 1038(2128) direcciones, un número similar a 6.67126144781401e+23 direcciones IP por cada metro cuadrado sobre la superficie de la Tierra. Adicionalmente, la dirección IPv6 se diseñó para ser subdividida en dominios de enrutamiento jerárquico que reflejan la topología del Internet actual.

Características de IPv6

• El esquema de direcciones de 128 bits provee una gran cantidad de direcciones IP, con la posibilidad de asignar direcciones únicas globales a nuevos dispositivos.

• Los múltiples niveles de jerarquía permiten juntar rutas, promoviendo un enrutamiento eficiente y escalable al Internet.

• El proceso de autoconfiguración permite que los nodos de la red IPv6 configuren sus propias direcciones IPv6, facilitando su uso.

• La transición entre proveedores de IPv6 es transparente para los usuarios finales con el mecanismo de renumerado.

• La difusión ARP es reemplazada por el uso de multicast en el link local.

Modos de configuración de IPv6

Autoconfiguración. Definida en el RFC 2462 y también es conocida como Configuración Automática de Dirección Sin Estado IPv6. Esta funcionalidad permite que un ruteador IPv6 envíe, a través del enlace local, la información de red a las computadoras y que ellas puedan configurarse correctamente. La información enviada es el prefijo de IPv6 del enlace local y la ruta por defecto del mismo protocolo. Mediante este mecanismo cada computadora y servidor de IPv6 añade su dirección de capa de enlace (dirección MAC) en el formato EUI-64 al prefijo de IPv6 de unicast global único anunciado en la subred.

Configuración mediante servidor. Las computadoras que utilizan IPv6 pueden obtener sus parámetros y direcciones de configuración de un servidor de DHCP versión 6. Este modo es llamado Configuración de Direcciones con Estado IPv6.

Renumeración

El proceso de renumeración de IPv6 fue diseñado para ser transparente entre los proveedores de IPv6 unicast y los usuarios finales. Esto se logra con el mecanismo de autoconfiguración que permite una renumeración sencilla a las computadoras con sólo enviarles el nuevo prefijo IPv6 unicast para la red. Una desventaja de este mecanismo es la pérdida de las sesiones TCP y UDP que ocurren entre las computadoras y los servidores al momento exacto de la transición.Esto es algo que también ocurre actualmente con IPv4.

Multicasting

La difusión del Protocolo de Resolución de Dirección (Address Resolution Protocol, ARP) de IPv4 afecta la eficiencia de la red.

Encabezado eficiente

El nuevo encabezado de IPv6 es más sencillo que el de IPv4. Del encabezado de IPv4 se removieron 6 campos: Longitud de encabezado, Identificación, Banderas, Desplazamiento por fragmentación, Suma de verificación de encabezado, Opciones y Relleno. Al pasar de un encabezado de IPv4 con longitud variable a IPv6 con menos campos y longitud fija se obtiene una reducción en los ciclos de CPU de los ruteadores al momento de enviar los paquetes de IPv6. Lo anterior conlleva un mejor desempeño de la red.

Etiqueta de flujo

Dentro del encabezado de IPv6 existe un nuevo campo llamado Etiqueta de Flujo, éste es usado por el nodo fuente para solicitar un manejo especial de secuencias específicas de paquetes. La etiqueta está dirigida al procesamiento de la estación destino, no para los ruteadores, y es de gran utilidad para aplicaciones como videoconferencias y voz sobre protocolo de Internet (VoIP). Asimismo agrupa todas aquellas que requieren un tratamiento especial de Calidad de Servicio (Quality of Service, QoS) en los ruteadores de la trayectoria.

Extensiones de encabezado

La utilización del campo Opciones en el encabezado de IPv4 presenta desventajas a la transmisión de los paquetes y a la eficiencia de la red. En lo que respecta a la variación del tamaño del encabezado es debido a que tiene campos opcionales. En el segundo caso todos los ruteadores que procesan el paquete deben computar el encabezado con su campo de longitud variable lo que introduce retardos y gasto de la capacidad del CPU en ciclos de procesamiento que son innecesarios.

Para resolver la situación anterior, IPv6 sustituye el campo Opciones al final del encabezado por las Extensiones de Encabezado, formando un encadenamiento de encabezados enlazados por un campo llamado Siguiente Encabezado. Se presenta un campo Siguiente Encabezado dentro de cada Extensión de Encabezado usado por IPv6. Este diseño con extensiones permite una mejor eficiencia en el procesamiento de los paquetes, ya que asegura que los ruteadores y nodos computan los encabezados dirigidos a ellos a lo largo de la trayectoria.

Movilidad

Debido a que la movilidad es una característica importante y deseable por las compañías proveedoras y los consumidores finales el Protocolo de Internet Móvil (MobileIP) esta capacidad está disponible tanto en IPv4 como en IPv6. Cabe destacar que en este último la movilidad se construyó dentro del protocolo en lugar de ser una nueva función agregada como en IPv4. Ello implica que cualquier nodo IPv6 puede usar un IP Móvil tanto como lo requiera. IPv6 Móvilutiliza dos Extensiones de Encabezado: un Encabezado de Enrutamiento para el registro y un Encabezado de Destinopara entrega del datagrama entre los nodos móviles y sus nodos fijos correspondientes.

Estructura del Protocolo IPv6

Encabezado

Como se especifica en el RFC 2460 Especificación del Protocolo de Internet Versión 6, el encabezado básico de IPv6 consta de 8 campos, 4 menos que el de IPv4, lo que da un total de 40 octetos.

Entre las mejoras propuestas se encuentra el campo Etiqueta de Flujo y las Extensiones de Encabezado

Extensiones de Encabezado

Son encabezados opcionales, enlazados uno después de otro, que van después del encabezado básico de IPv6. Un paquete IPv6 puede llevar uno o múltiples extensiones de encabezados o inclusive no llevar ninguno. Encabezado de Autenticación (protocolo 51). Este se utiliza en IPSec para proveer autenticación, integridad de datos y protección ante una repetición, e incluye también protección a algunos campos del encabezado básico de IPv6. Este encabezado es conocido como AH.

Direccionamiento

Los cambios introducidos por IPv6 no sólo son en cantidad de direcciones sino que incluyen nuevos tipos, representaciones y sintaxis.

Tipos de direcciones IPv6

Una dirección IPv6 puede ser clasificada en alguno de los tres tipos creados:

• Unicast. Se utiliza únicamente para identificar una interfase de un nodo IPv6. Un paquete enviado a una dirección unicast es entregado a la interfase identificada por esa dirección.

• Multicast. Se utiliza para identificar a un grupo de interfases IPv6. Un paquete enviado a una dirección multicast es procesado por todos los miembros del grupo multicast.

• Anycast. Se asigna a múltiples interfases (usualmente en múltiples nodos). Un paquete enviado a una dirección anycast es entregado a una de estas interfases, usualmente la más cercana.

Cada uno de los tres tipos se subdivide en direcciones diseñadas para resolver casos específicos de direccionamiento IP, los cuales a continuación se presentan y describen.

Enlace Local. Se utiliza en un enlace sencillo y no debe nunca ser enrutada. Se usa para mecanismos de autoconfiguración, descubrimiento de vecinos y en redes sin ruteadores. Es útil para crear redes temporales. Puede ser utilizada sin un prefijo global.

Sitio Local. Contiene información de subred dentro de la dirección. Son enrutadas dentro de un sitio, pero los ruteadores no deben enviarlas fuera de éste. Además es utilizada sin un prefijo global.

Formato de direcciones de Enlace Local y Sitio Local.

El prefijo FE80 identifica a una dirección de Enlace Local y el prefijo FEC0 identifica a un Sitio local, ambos en hexadecimal.

Agregable Global. Son las direcciones IPv6 utilizadas para el tráfico de IPv6 genéricos en el Internet de IPv6 y son similares a las direcciones unicast usadas para comunicarse a través del Internet de IPv4. Representan la parte más importante de la arquitectura de direccionamiento de IPv6 y su estructura permite una agregación estricta de prefijos de enrutamiento para limitar el tamaño de la tabla de enrutamiento global de Internet.

Cada Dirección Agregable Global consta de tres partes:

• Prefijo recibido del proveedor: el prefijo asignado a una organización por un proveedor debe ser al menos de 48 bits (recomendado por el RFC 3177). El prefijo asignado a la organización es parte del prefijo del proveedor.

• Sitio: con un prefijo de 48 bits distribuido a una organización por medio de un proveedor, se abre la posibilidad para esa organización de tener 65,535 subredes (asignando un prefijo de 64 bits a cada una de las subredes). La organización puede usar los bits 49 a 64 (16 bits) del prefijo recibido para subredes.

• Computadora: utiliza cada Identificador de interfase del nodo. Esta parte

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