Qué es el IPv6

¿Qué es el IPv6?

IPv6 (Internet Protocol Version 6) o IPng (Next Generation Internet Protocol) es la nueva versión del protocolo IP (Internet Protocol). Ha sido diseñado por el IETF (Internet Engineering Task Force) para remplazar en forma gradual a la versión actual, el IPv4.

En esta versión se mantuvieron las funciones del IPv4 que son utilizadas, las que no son utilizadas o se usan con poca frecuencia, se quitaron o se hicieron opcionales, agregándose nuevas características.

¿Por qué surge?

El motivo básico para crear un nuevo protocolo fue la falta de direcciones. IPv4 tiene un espacio de direcciones de 32 bits, en cambio IPv6 ofrece un espacio de 128 bits. El reducido espacio de direcciones de IPv4, junto al hecho de falta de coordinación para su asignación durante la década de los 80, sin ningún tipo de optimización, dejando incluso espacios de direcciones discontinuos, generan en la actualidad, dificultades no previstas en aquel momento.

Otros de los problemas de IPv4 es la gran dimensión de las tablas de ruteo en el backbone de Internet, que lo hace ineficaz y perjudica los tiempos de respuesta.

Debido a la multitud de nuevas aplicaciones en las que IPv4 es utilizado, ha sido necesario agregar nuevas funcionalidades al protocolo básico, aspectos que no fueron contemplados en el análisis inicial de IPv4, lo que genera complicaciones en su escalabilidad para nuevos requerimientos y en el uso simultáneo de dos o más de dichas funcionalidades. Entre las mas conocidas se pueden mencionar medidas para permitir la Calidad de Servicio (QoS), Seguridad (IPsec) y movilidad.

Porqué IPv6?

• Surge por el agotamiento de las direcciones de IPv4

• Reducción de las tablas de ruteo

Características principales

• Mayor espacio de direcciones. El tamaño de las direcciones IP cambia de 32 bits a 128 bits, para soportar: más niveles de jerarquías de direccionamiento y más nodos direccionales.

• Simplificación del formato del Header. Algunos campos del header IPv4 se quitan o se hacen opcionales

• Paquetes IP eficientes y extensibles, sin que haya fragmentación en los routers, alineados a 64 bits y con una cabecera de longitud fija, mas simple, que agiliza su procesado por parte del router.

• Posibilidad de paquetes con carga útil (datos) de mas de 65.355 bytes.

• Seguridad en el núcleo del protocolo (IPsec). El soporte de IPsec es un requerimiento del protocolo IPv6.

• Capacidad de etiquetas de flujo. Puede ser usada por un nodo origen para etiquetar paquetes pertenecientes a un flujo (flow) de tráfico particular, que requieren manejo especial por los routers IPv6, tal como calidad de servicio no por defecto o servicios de tiempo real. Por ejemplo video conferencia.

• Autoconfiguración: la autoconfiguración de direcciones es mas simple. Especialmente en direcciones Aggregatable Global Unicast, los 64 bits superiores son seteados por un mensaje desde el router (Router Advertisement) y los 64 bits mas bajos son seteados con la dirección MAC (en formato EUI-64). En este caso, el largo del prefijo de la subred es 64, por lo que no hay que preocuparse mas por la máscara de red. Además el largo del prefijo no depende en el número de los hosts por lo tanto la asignación es mas simple.

• Renumeración y "multihoming": facilitando el cambio de proveedor de servicios.

• Características de movilidad, la posibilidad de que un nodo mantenga la misma dirección IP, a pesar de su movilidad.

• Ruteo más eficiente en el backbone de la red, debido a la jerarquía de direccionamiento basada en aggregation.

• Calidad de servicio (QoS) y clase de servicio (CoS).

• Capacidades de autenticación y privacidad

¿Qué tan grande es el espacio de direcciones?

Habrían 2 ^ 128 direcciones IP diferentes, significa que si la población mundial fuera de 10 billones habría 3.4 * 10 ^ 27 direcciones por persona. O visto de otra forma habría un promedio de 2.2 * 10 ^ 20 direcciones por centímetro cuadrado. Siendo así muy pequeña la posibilidad de que se agoten las nuevas direcciones.

Paquetes IPv6

Un paquete en IPv6 está compuesto principalmente de dos partes: la cabecera y los datos.

La cabecera está en los primeros 40 bytes (320 bits) del paquete y contiene las direcciones de origen y destino (128 bits cada una), la versión de IP (4 bits), la clase de tráfico (8 bits, Prioridad del Paquete), etiqueta de flujo (20 bits, manejo de la Calidad de Servicio), longitud del campo de datos (16 bits), cabecera siguiente (8 bits), y límite de saltos (8 bits, Tiempo de Vida). Después viene el campo de datos, con los datos que transporta el paquete, que puede llegar a 64k de tamaño en el modo normal, o más con la opción "jumbo payload".

En IPv6 la fragmentación se realiza sólo en el nodo origen del paquete, al contrario que en IPv4 en donde los routers pueden fragmentar un paquete.

Túneles

Son técnicas para establecer túneles de punto a punto que permiten el tráfico de paquetes IPv6 sobre estructuras de red IPv4, o al inverso. Permiten transmitir paquetes IPv6 a través de la infraestructura IPv4 existente, sin la necesidad de realizar cambios a los mecanismos de enrutamiento, encapsulando el contenido del paquete IPv6 en un paquete IPv4.

Los túneles pueden ser clasificados de la siguiente forma:

• Configuración Ruteador-a-Ruteador

Ruteadores IPv6/IPv4, conectados por un red IPv4, que pueden intercambiar paquetes IPv6 entre sí, completando el segmento del camino entre dos hosts IPv6. 6To4 es una de las técnicas más difundidas (aunque tiene asociadas problemáticas técnicas que afectan la continuidad de las comunicaciones ) entre hosts IPv6 a través de una infraestructura IPv4, proveyendo una dirección IPv6 única, formada por el prefijo de la dirección global 2002:wwxx:yyzz::/48, donde wwxx:yyzz es la dirección pública del host en hexadecimal. 6To4 es recomendada por la RFC 3056 (Connection of IPv6 Domains via IPv4 Clouds) como mecanismo de tunelización automática.

• Configuración Host-a-Ruteador y Ruteador-a-Host

En el caso Host-a-Ruteador, hosts IPv6/IPv4 envían paquetes IPv6 a un ruteador IPv6/IPv4 intermediario en una red IPv4, conectando el primer segmento del camino entre dos hosts. Para el camino inverso, ruteadores IPv6/IPv4 envían paquetes IPv6 al destino final IPv6/IPv4, conectando el último segmento del camino entre dos hosts. ISATAP es una técnica que posibilita la creación de túneles que conectan hosts a ruteadores a través de una red IPv4. La dirección IPv6 asignada a los hosts y ruteadores es basada en un prefijo unicast de 64 bits, que puede ser link-local, un prefijo 6to4, o un prefijo global asignado por un proveedor.

• Configuración Host-a-Host

Hosts IPv6/IPv4, conectados por una red IPv4, intercambian paquetes IPv6 entre si, conectando todo el camino entres los dos hosts.

Túneles de IPv6

Para minimizar las dependencias en un sitio de IPv4/IPv6 de doble pila, todos los enrutadores de la ruta entre dos nodos IPv6 no necesitan ser compatibles con IPv6. El mecanismo que admite esta clase de configuración en red se denomina colocación en túneles. Básicamente, los paquetes de IPv6 se colocan en paquetes de IPv4, que luego se enrutan a través de enrutadores de IPv4. La figura siguiente ilustra el mecanismo de colocación en túneles mediante enrutadores de IPv4, cosa que en la figura se señala mediante una R.

Mecanismo de colocación en túneles de IPv6

La implementación de IPv6 en Oracle Solaris incluye dos clases de mecanismos de colocación en túneles:

• Túneles configurados entre dos enrutadores

• Túneles automáticos que terminan en los hosts de punto final

¿Qué ventajas tiene IPv6?

Mayor cantidad de direcciones.

La cantidad de direcciones IPv6 es tan alta que podrían asignarse 670 mil billones de direcciones por cada milímetro cuadrado de la superficie de La Tierra. Así, cada persona podrá tener direcciones propias para sus dispositivos.

Seguridad incorporada.

IPv6 incluye seguridad en sus especificaciones como son la encriptación de la información y la autentificación del remitente de dicha información.

Aplicaciones multimedia.

IPv6 permite el uso de jumbo gramas, paquetes de datos de mayor tamaño (hasta 64 bits)

Para dar mejor soporte a tráfico en tiempo real (ej. videoconferencia), IPv6 incluye etiquetado de flujos en sus especificaciones. Con este mecanismo los en caminadores o routers pueden reconocer a qué flujo extremo a extremo pertenecen los paquetes que se transmiten.

Plug and Play.

IPv6 incluye en su estándar el mecanismo "plug and play", lo cual facilita a los usuarios la conexión de sus equipos a la red. La configuración se realiza automáticamente. Esto permite que al conectar una máquina a una red IPv6, se le asigne automáticamente una (ó varias) direcciones IPv6.

Movilidad

IPv6 incluye mecanismos de movilidad más eficientes y robustos lo cual beneficiará no sólo a los usuarios de telefonía y dispositivos móviles, sino también (por ejemplo) tener buenas conexiones a internet durante los vuelos de avión.

Extensibilidad

IPv6 ha sido diseñada para ser extensible y ofrece soporte optimizado para nuevas opciones y agregados, permitiendo introducir mejoras en el futuro.

VoIP

Dos de los problemas actuales de los servicios de Voz sobre IP (VoIP) son QoS y NAT. Las comunicaciones pueden resultar en baja calidad de voz (QoS), y presentar dificultad para atravesar firewalls (NAT).

Al incorporar IPv6 una gran cantidad de direcciones, no será necesario utilizar NAT, y sus nuevas capacidades de Plug and Play, seguridad, y QoS implicarán mejores conexiones de voz.

Un caso práctico

Rastreo de equipajes

La empresa Samsonite ya está colocando chips en sus maletas que permiten que sus pasajeros rastreen su equipaje en

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