IPv6 - Guía rápida
El Protocolo de Internet versión 6, es un nuevo protocolo de direccionamiento diseñado para incorporar todo tipo de requisitos de la futura Internet conocida por nosotros como Internet versión 2. Este protocolo, como su predecesor IPv4, funciona en la capa de red (Capa-3). Junto con su oferta de una enorme cantidad de espacio de direcciones lógicas, este protocolo tiene una gran cantidad de características que solucionan las deficiencias actuales de IPv4.
¿Por qué nueva versión de IP?
Hasta ahora, IPv4 ha demostrado ser un protocolo de direccionamiento enrutable robusto y ha servido al ser humano durante décadas en su mecanismo de entrega del mejor esfuerzo. Fue diseñado a principios de los 80 y no recibió ningún cambio importante después. En el momento de su nacimiento, Internet se limitaba solo a unas pocas universidades para su investigación y al Departamento de Defensa. IPv4 tiene una longitud de 32 bits, lo que ofrece alrededor de 4.294.967.296 (2 32 ) direcciones. Este espacio de direcciones se consideró más que suficiente en ese momento. A continuación se presentan los puntos principales que jugaron un papel clave en el nacimiento de IPv6:
Internet ha crecido exponencialmente y el espacio de direcciones que permite IPv4 se está saturando. Existe un requisito de protocolo que pueda satisfacer la necesidad de futuras direcciones de Internet que se espera que crezcan de manera inesperada.
El uso de funciones como NAT ha hecho que Internet no sea contigua, es decir, una parte que pertenece a la intranet utiliza principalmente direcciones IP privadas; que tiene que pasar por varios mecanismos para llegar a la otra parte, Internet, que se encuentra en direcciones IP públicas.
IPv4 por sí solo no proporciona ninguna característica de seguridad que sea vulnerable ya que los datos en Internet, que es un dominio público, nunca son seguros. Los datos deben cifrarse con alguna otra aplicación de seguridad antes de enviarse a Internet.
La priorización de datos en IPv4 no está actualizada. Aunque IPv4 tiene pocos bits reservados para el tipo de servicio o la calidad del servicio, no proporcionan mucha funcionalidad.
Los clientes habilitados para IPv4 se pueden configurar manualmente o necesitan algún mecanismo de configuración de direcciones. No existe ninguna técnica que pueda configurar un dispositivo para que tenga una dirección IP única a nivel mundial.
¿Por qué no IPv5?
Hasta la fecha, el Protocolo de Internet ha sido reconocido como IPv4 únicamente. Se utilizaron las versiones 0 a 3 mientras el protocolo estaba en proceso de desarrollo y experimental. Por lo tanto, podemos asumir que muchas actividades en segundo plano permanecen activas antes de poner un protocolo en producción. De manera similar, se utilizó la versión 5 del protocolo mientras se experimentaba con el protocolo de transmisión para Internet. Lo conocemos como Internet Stream Protocol, que utilizó el Protocolo de Internet número 5 para encapsular su datagrama. Aunque nunca se puso en uso público, ya se usaba.
Aquí hay una tabla de la versión de IP y su uso:
Breve historia
Después del desarrollo de IPv4 a principios de los 80, el grupo de direcciones IPv4 disponibles comenzó a reducirse rápidamente a medida que la demanda de direcciones aumentó exponencialmente con Internet. Teniendo en cuenta la situación que pudiera surgir, el IETF, en 1994, inició el desarrollo de un protocolo de direccionamiento para reemplazar IPv4. El progreso de IPv6 se puede rastrear mediante RFC publicado:
1998 - RFC 2460 - Protocolo básico
2003 - RFC 2553 - API de socket básica
2003 - RFC 3315 - DHCPv6
2004 - RFC 3775 - IPv6 móvil
2004 - RFC 3697 - Especificación de etiqueta de flujo
2006 - RFC 4291 - Arquitectura de direcciones (revisión)
2006 - RFC 4294 - Requisito de nodo
06 de junio de 2012, algunos gigantes de Internet optaron por poner sus servidores en IPv6. Actualmente están utilizando el mecanismo Dual Stack para implementar IPv6 en paralelo con IPv4.
El sucesor de IPv4 no está diseñado para ser compatible con versiones anteriores. Intentando mantener las funcionalidades básicas del direccionamiento IP, IPv6 se rediseña por completo. Ofrece las siguientes características:
Larger Address Space:
A diferencia de IPv4, IPv6 usa 4 veces más bits para direccionar un dispositivo en Internet. Esta cantidad de bits adicionales puede proporcionar aproximadamente 3,4 × 10 38 combinaciones diferentes de direcciones. Esta dirección puede acumular el exigente requisito de asignación de direcciones para casi todo en este mundo. Según una estimación, se pueden asignar 1564 direcciones a cada metro cuadrado de esta tierra.
Simplified Header:
El encabezado de IPv6 se ha simplificado al mover toda la información y las opciones innecesarias (que están presentes en el encabezado de IPv4) al final del encabezado de IPv6. El encabezado IPv6 es solo dos veces más grande que IPv4, siempre que la dirección IPv6 sea cuatro veces más larga.
End-to-end Connectivity:
Cada sistema ahora tiene una dirección IP única y puede atravesar Internet sin usar NAT u otros componentes de traducción. Una vez que IPv6 está completamente implementado, cada host puede llegar directamente a otro host en Internet, con algunas limitaciones involucradas como Firewall, políticas de la organización, etc.
Auto-configuration:
IPv6 admite el modo de configuración automática con estado y sin estado de sus dispositivos host. De esta forma, la ausencia de un servidor DHCP no detiene la comunicación entre segmentos.
Faster Forwarding/Routing:
El encabezado simplificado coloca toda la información innecesaria al final del encabezado. Toda la información en la primera parte del encabezado es adecuada para que un enrutador tome decisiones de enrutamiento, por lo tanto, tome una decisión de enrutamiento tan rápido como mirar el encabezado obligatorio.
IPSec:
Inicialmente se decidió que IPv6 debía tener seguridad IPSec, haciéndolo más seguro que IPv4. Esta característica ahora se ha hecho opcional.
No Broadcast:
Aunque Ethernet / Token Ring se considera una red de transmisión porque admiten la transmisión, IPv6 ya no tiene soporte para la transmisión. Utiliza multidifusión para comunicarse con varios hosts.
Anycast Support:
Esta es otra característica de IPv6. IPv6 ha introducido el modo Anycast de enrutamiento de paquetes. En este modo, a varias interfaces de Internet se les asigna la misma dirección IP Anycast. Los enrutadores, mientras enrutan, envían el paquete al destino más cercano.
Mobility:
IPv6 fue diseñado teniendo en cuenta la característica de movilidad. Esta función permite que los hosts (como un teléfono móvil) deambulen por diferentes áreas geográficas y permanezcan conectados con la misma dirección IP. La función de movilidad IPv6 aprovecha la configuración automática de IP y los encabezados de extensión.
Enhanced Priority support:
Donde IPv4 usó DSCP (punto de código de servicio diferencial) de 6 bits y ECN (notificación explícita de congestión) de 2 bits para proporcionar calidad de servicio, pero solo podría usarse si los dispositivos de extremo a extremo lo admiten, es decir, el origen y el destino el dispositivo y la red subyacente deben admitirlo.
En IPv6, la clase de tráfico y la etiqueta de flujo se utilizan para indicar a los enrutadores subyacentes cómo procesar de manera eficiente el paquete y enrutarlo.
Smooth Transition:
El esquema de direcciones IP grandes en IPv6 permite asignar dispositivos con direcciones IP únicas a nivel mundial. Esto asegura que no se requiera un mecanismo para guardar direcciones IP como NAT. Por lo tanto, los dispositivos pueden enviar / recibir datos entre sí, por ejemplo, VoIP y / o cualquier medio de transmisión se puede usar de manera muy eficiente.
Otro hecho es que el encabezado está menos cargado, por lo que los enrutadores pueden tomar decisiones de reenvío y reenviarlos tan rápido como llegan.
Extensibility:
Una de las principales ventajas del encabezado IPv6 es que es extensible para agregar más información en la parte de opciones. IPv4 proporciona solo 40 bytes para las opciones, mientras que las opciones en IPv6 pueden tener tanto como el tamaño del paquete IPv6 en sí.
En las redes de computadoras, el modo de direccionamiento se refiere al mecanismo por el que nos dirigimos a un host en la red. IPv6 ofrece varios tipos de modos mediante los cuales se puede direccionar un solo host, se puede direccionar más de un host a la vez o se puede direccionar el host a la distancia más cercana.
Unicast
En el modo de direccionamiento unidifusión, una interfaz IPv6 (host) se identifica de forma única en un segmento de red. El paquete IPv6 contiene direcciones IP de origen y destino. Una interfaz de host está equipada con una dirección IP que es única en ese segmento de red. Un conmutador de red o enrutador cuando recibe un paquete IP de unidifusión, destinado a un solo host, lo envía a una de sus interfaces salientes que se conecta a ese host en particular.
Multidifusión
El modo de multidifusión de IPv6 es el mismo que el de IPv4. El paquete destinado a varios hosts se envía a una dirección de multidifusión especial. Todos los hosts interesados en esa información de multidifusión deben unirse primero a ese grupo de multidifusión. Todas las interfaces que se han unido al grupo reciben el paquete de multidifusión y lo procesan, mientras que otros hosts que no están interesados en los paquetes de multidifusión ignoran la información de multidifusión.
Anycast
IPv6 ha introducido un nuevo tipo de direccionamiento, que se denomina direccionamiento Anycast. En este modo de direccionamiento, a varias interfaces (hosts) se les asigna la misma dirección IP Anycast. Cuando un anfitrión desea comunicarse con un anfitrión equipado con una dirección IP Anycast, envía un mensaje Unicast. Con la ayuda de un mecanismo de enrutamiento complejo, ese mensaje de unidifusión se entrega al host más cercano al remitente, en términos de costo de enrutamiento.
Tomemos un ejemplo de los servidores web de TutorialPoints.com, ubicados en todos los continentes. Suponga que a todos los servidores web se les asigna una única dirección IP IPv6 Anycast. Ahora, cuando un usuario de Europa quiere acceder a TutorialsPoint.com, el DNS apunta al servidor que se encuentra físicamente en Europa. Si un usuario de la India intenta acceder a Tutorialspoint.com, el DNS apuntará al servidor web ubicado físicamente solo en Asia. Los términos más cercano o más cercano se utilizan en términos de costo de enrutamiento.
En la imagen de arriba, cuando una computadora cliente intenta comunicarse con un servidor, la solicitud se reenvía al servidor con el costo de enrutamiento más bajo.
Sistema numérico hexadecimal
Antes de introducir el formato de dirección IPv6, analizaremos el sistema numérico hexadecimal. El hexadecimal es un sistema numérico posicional que usa la raíz (base) de 16. Para representar los valores en formato legible, este sistema usa 0-9 símbolos para representar valores de cero a nueve y el símbolo AF para representar valores de diez a quince. Cada dígito en hexadecimal puede representar valores de 0 a 15.
Estructura de dirección
Una dirección IPv6 se compone de 128 bits divididos en ocho bloques de 16 bits. Luego, cada bloque se convierte en números hexadecimales de 4 dígitos separados por dos puntos.
Por ejemplo, la siguiente es una dirección IPv6 de 128 bits representada en formato binario y dividida en ocho bloques de 16 bits:
0010000000000001 0000000000000000 0011001000110100 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011
Luego, cada bloque se convierte en hexadecimal y se separa con el símbolo ':':
2001: 0000: 3238: DFE1: 0063: 0000: 0000: FEFB
Incluso después de convertir a formato hexadecimal, la dirección IPv6 permanece larga. IPv6 proporciona algunas reglas para acortar la dirección. Estas reglas son:
Rule:1 Descartar ceros a la izquierda:
En el bloque 5, 0063, los dos ceros iniciales se pueden omitir, como (quinto bloque):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63: 0000: 0000: FEFB
Rule:2 Si dos o más bloques contienen ceros consecutivos, omítelos todos y reemplácelos con el signo de dos puntos dobles ::, como (bloque 6 y 7):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
Los bloques consecutivos de ceros se pueden reemplazar solo una vez por :: por lo que si todavía hay bloques de ceros en la dirección, se pueden reducir a un solo cero, como (segundo bloque):
2001: 0: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
ID de interfaz
IPv6 tiene tres tipos diferentes de esquema de dirección unicast. La segunda mitad de la dirección (últimos 64 bits) siempre se usa para la ID de interfaz. La dirección MAC de un sistema se compone de 48 bits y se representa en hexadecimal. La dirección MAC se considera asignada de forma única en todo el mundo. La ID de interfaz aprovecha esta singularidad de las direcciones MAC. Un host puede configurar automáticamente su ID de interfaz utilizando el formato de Identificador único extendido (EUI-64) de IEEE. Primero, un host divide su propia dirección MAC en dos mitades de 24 bits. Luego, el valor hexadecimal de 16 bits 0xFFFE se intercala en esas dos mitades de la dirección MAC, lo que da como resultado un ID de interfaz de 64 bits.
Dirección de unidifusión global
Este tipo de dirección es equivalente a la dirección pública de IPv4. Las direcciones unicast globales en IPv6 son identificables globalmente y direccionables de forma única.
Prefijo de enrutamiento global: Los 48 bits más significativos se designan como Prefijo de enrutamiento global que se asigna a un sistema autónomo específico. Los tres bits más significativos del prefijo de enrutamiento global siempre se establecen en 001.
Dirección de enlace local
La dirección IPv6 configurada automáticamente se conoce como dirección de enlace local. Esta dirección siempre comienza con FE80. Los primeros 16 bits de la dirección Link-Local siempre se establecen en 1111 1110 1000 0000 (FE80). Los siguientes 48 bits se establecen en 0, por lo tanto:
Las direcciones de enlace local se utilizan para la comunicación entre hosts IPv6 solo en un enlace (segmento de transmisión). Estas direcciones no son enrutables, por lo que un enrutador nunca las reenvía fuera del enlace.
Dirección local única
Este tipo de dirección IPv6 es única a nivel mundial, pero debe utilizarse en la comunicación local. Esta dirección tiene la segunda mitad del ID de interfaz y la primera mitad se divide entre Prefijo, Bit local, ID global e ID de subred.
El prefijo siempre se establece en 1111 110. L bit, que se establece en 1 si la dirección se asigna localmente. Hasta ahora, el significado del bit L a 0 no está definido. Por lo tanto, la dirección IPv6 local única siempre comienza con 'FD'.
Alcance de las direcciones de unidifusión IPv6:
El alcance de la dirección local de enlace se limita al segmento. Las direcciones locales únicas son, aunque localmente globales, pero no se enrutan a través de Internet, lo que limita su alcance a los límites de una organización. Las direcciones de unidifusión global son únicas y reconocibles a nivel mundial. Harán la esencia del direccionamiento de Internet v2.
La versión 6 tiene una estructura de dirección IP ligeramente compleja que la de IPv4. IPv6 ha reservado algunas direcciones y anotaciones de direcciones para propósitos especiales. Consulte la siguiente tabla:
Direcciones especiales:
Como se muestra en la tabla anterior, 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0/128, la dirección no especifica nada y se dice que es una dirección no especificada. Después de simplificar, todos los ceros se compactan a :: / 128.
En IPv4, la dirección 0.0.0.0 con la máscara de red 0.0.0.0 representa la ruta predeterminada. El mismo concepto también se aplica a IPv6, la dirección 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 con la máscara de red todos los 0 representan la ruta predeterminada. Después de aplicar la regla simplemente de IPv6, esta dirección se comprime a :: / 0.
Las direcciones de bucle invertido en IPv4 están representadas por las series 127.0.0.1 a 127.255.255.255. Pero en IPv6, solo la dirección 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 1/128 representa la dirección Loopback. Después de simplemente escribir la dirección de loopback, se puede representar como :: 1/128.
Dirección de multidifusión reservada para protocolos de enrutamiento:
La tabla anterior muestra las direcciones de multidifusión reservadas utilizadas por el protocolo de enrutamiento interior.
Todas las direcciones están reservadas de manera similar IPv4
Dirección de multidifusión reservada para enrutadores / nodo:
Estas direcciones ayudan a los enrutadores y hosts a comunicarse con los enrutadores y hosts disponibles en un segmento sin estar configurados con una dirección IPv6. Los hosts utilizan la configuración automática basada en EUI-64 para autoconfigurar una dirección IPv6 y luego se comunican con los hosts / enrutadores disponibles en el segmento por medio de estas direcciones.
La maravilla de IPv6 radica en su encabezado. La dirección IPv6 es 4 veces más grande que IPv4, pero el encabezado IPv6 es solo 2 veces más grande que el de IPv4. Los encabezados IPv6 tienen un encabezado fijo y cero o más encabezados opcionales (extensión). Toda la información necesaria que es esencial para un enrutador se mantiene en el encabezado fijo. El encabezado de extensión contiene información opcional que ayuda a los enrutadores a comprender cómo manejar un paquete / flujo.
Encabezado fijo
El encabezado fijo IPv6 tiene una longitud de 40 bytes y contiene la siguiente información.
| SN | Campo Descripción |
|---|---|
| 1 | Version (4 bits): representa la versión del Protocolo de Internet, es decir, 0110. |
| 2 | Traffic Class(8 bits): estos 8 bits se dividen en dos partes. Los 6 bits más significativos se utilizan para el tipo de servicio, lo que indica al enrutador qué servicios deben proporcionarse a este paquete. Los 2 bits menos significativos se utilizan para la notificación explícita de congestión (ECN). |
| 3 | Flow Label(20 bits): esta etiqueta se utiliza para mantener el flujo secuencial de los paquetes que pertenecen a una comunicación. La fuente etiqueta la secuencia que ayuda al enrutador a identificar que este paquete pertenece a un flujo de información específico. Este campo ayuda a evitar el reordenamiento de los paquetes de datos. Está diseñado para transmisión / medios en tiempo real. |
| 4 | Payload Length(16 bits): este campo se utiliza para indicar a los enrutadores cuánta información contiene este paquete en su carga útil. La carga útil se compone de encabezados de extensión y datos de capa superior. Con 16 bits, se pueden indicar hasta 65535 bytes, pero si los encabezados de extensión contienen un encabezado de extensión salto a salto, la carga útil puede exceder los 65535 bytes y este campo se establece en 0. |
| 5 | Next Header(8 bits): este campo se utiliza para indicar el tipo de encabezado de extensión o, si el encabezado de extensión no está presente, indica la PDU de capa superior. Los valores para el tipo de PDU de capa superior son los mismos que los de IPv4. |
| 6 | Hop Limit(8 bits): este campo se utiliza para detener el bucle de paquetes en la red infinitamente. Es lo mismo que TTL en IPv4. El valor del campo Hop Limit se reduce en 1 cuando pasa por un enlace (enrutador / salto). Cuando el campo llega a 0, el paquete se descarta. |
| 7 | Source Address (128 bits): este campo indica la dirección del originador del paquete. |
| 8 | Destination Address (128 bits): este campo proporciona la dirección del destinatario previsto del paquete. |
Encabezados de extensión
En IPv6, el encabezado fijo contiene solo información que es necesaria y evita información que no es necesaria o que se usa con poca frecuencia. Toda esa información se coloca entre el encabezado fijo y el encabezado de la capa superior en forma de encabezados de extensión. Cada encabezado de extensión se identifica mediante un valor distinto.
Cuando se utilizan encabezados de extensión, el campo Siguiente encabezado del encabezado fijo IPv6 apunta al primer encabezado de extensión. Si hay un encabezado de extensión más, entonces el primer campo 'Encabezado siguiente' del encabezado de extensión apunta al segundo, y así sucesivamente. El campo 'Siguiente encabezado' del último encabezado de extensión apunta al encabezado de capa superior. Por lo tanto, todos los encabezados van del punto al siguiente en una lista vinculada.
Si el campo Encabezado siguiente contiene el valor 59, indica que no hay encabezado después de este encabezado, ni siquiera Encabezado de capa superior.
Los siguientes encabezados de extensión deben ser compatibles con RFC 2460:
La secuencia de encabezados de extensión debe ser:
Estos encabezados:
1. Debe ser procesado por First y destinos posteriores.
2. Debe ser procesado por Destino Final.
Los encabezados de extensión se organizan uno tras otro en una lista vinculada, como se muestra en el diagrama a continuación:
En IPv4, un host que quiere comunicarse con algún otro host en la red, primero necesita tener una dirección IP adquirida por medio de DHCP o por configuración manual. Tan pronto como un host esté equipado con una dirección IP válida, ahora podrá hablar con cualquier host de la subred. Para comunicarse en la capa 3, un host también debe conocer la dirección IP del otro host. La comunicación en un enlace se establece mediante direcciones MAC integradas en hardware. Para conocer la dirección MAC del host cuya dirección IP se conoce, un host envía una transmisión ARP y, a su vez, el host deseado envía de vuelta su dirección MAC.
En IPv6, no hay ningún mecanismo de transmisión. No es obligatorio que un host habilitado para IPv6 obtenga la dirección IP de DHCP o se configure manualmente, pero puede configurar automáticamente su propia IP. Entonces, ¿cómo se comunicaría un host con otros en una red habilitada para IPv6?
ARP ha sido reemplazado por el Protocolo de descubrimiento de vecinos ICMPv6.
Protocolo de descubrimiento de vecinos
Un host en la red IPv6 es capaz de autoconfigurarse con una dirección local de enlace única. Tan pronto como está equipado con una dirección IPv6, se une a varios grupos de multidifusión. Todas las comunicaciones relacionadas con ese segmento ocurren solo en esas direcciones de multidifusión. Un host pasa por una serie de estados en IPv6:
Neighbor Solicitation: Después de configurar todos los IPv6, ya sea manualmente, mediante el servidor DHCP o mediante la configuración automática, el host envía un mensaje de solicitud de vecino a FF02 :: dirección de multidifusión 1/16 para todas sus direcciones IPv6 para saber que nadie más ocupa la misma direcciones.
DAD (Duplicate Address Detection): Cuando el anfitrión no escucha nada del segmento con respecto a su mensaje de Solicitud de Vecino, asume que no existe una dirección duplicada en el segmento.
Neighbor Advertisement: Después de asignar las direcciones a sus interfaces y ponerlas en funcionamiento, el host envía una vez más un mensaje de anuncio de vecino que les dice a todos los demás hosts del segmento que ha asignado esas direcciones IPv6 a sus interfaces.
Una vez que un host termina con la configuración de sus direcciones IPv6, hace lo siguiente:
Router Solicitation: Un host envía un paquete de multidifusión de solicitud de enrutador (FF02 :: 2/16) en su segmento para conocer la presencia de cualquier enrutador en este segmento. Esto ayuda al host a configurar el enrutador como su puerta de enlace predeterminada. Si su enrutador de puerta de enlace predeterminado falla, el host puede cambiar a un nuevo enrutador y lo convierte en la puerta de enlace predeterminada.
Router Advertisement: Cuando un enrutador recibe un mensaje de Solicitud de enrutador, responde al host que anuncia su presencia en ese enlace.
Redirect: Esta puede ser la situación en la que un enrutador recibe una solicitud de solicitud de enrutador pero sabe que no es la mejor puerta de enlace para el host. En esta situación, el enrutador devuelve un mensaje de redireccionamiento que le indica al host que hay un enrutador de "siguiente salto" mejor disponible. El siguiente salto es donde el host enviará sus datos destinados a un host que no pertenece al mismo segmento.
En IPv4, las direcciones se crearon en clases. Las direcciones IPv4 con clase definen claramente los bits utilizados para los prefijos de red y los bits utilizados para los hosts de esa red. Para dividir en subredes en IPv4 jugamos con la máscara de red con clase predeterminada que nos permite tomar prestados bits de hosts para usarlos como bits de subred. Esto da como resultado varias subredes pero menos hosts por subred. Es decir, cuando tomamos prestado un bit de host para crear una subred que nos cuesta en un bit menor usarla para direcciones de host.
Las direcciones IPv6 utilizan 128 bits para representar una dirección que incluye bits que se utilizarán para la división en subredes. La segunda mitad de la dirección (64 bits menos significativos) siempre se usa solo para hosts. Por lo tanto, no hay compromiso si dividimos la red en subredes.
16 bits de subred equivalen a la red de clase B de IPv4. Con estos bits de subred, una organización puede tener más de 65 miles de subredes, lo que es, con mucho, más que suficiente.
Por lo tanto, el prefijo de enrutamiento es / 64 y la parte del host es de 64 bits. Sin embargo, podemos dividir la red en subredes más allá de 16 bits de ID de subred, tomando prestados bits de hosts, pero se recomienda que siempre se utilicen 64 bits para direcciones de hosts porque la configuración automática requiere 64 bits.
La división en subredes IPv6 funciona con el mismo concepto que el enmascaramiento de subred de longitud variable en IPv4.
El prefijo / 48 se puede asignar a una organización proporcionándole la ventaja de tener hasta / 64 prefijos de subred, que son 65535 subredes, cada una con 2 64 hosts. Se puede asignar un prefijo / 64 a una conexión punto a punto donde solo hay dos hosts (o dispositivos habilitados para IPv6) en un enlace.
Un problema en la transición de IPv4 a IPv6 por completo es que IPv6 no es compatible con versiones anteriores. Esto da como resultado una situación en la que un sitio está en IPv6 o no. A diferencia de una implementación de nueva tecnología en la que la más nueva es compatible con versiones anteriores, por lo que el sistema más antiguo aún puede funcionar con el más nuevo sin cambios adicionales.
Para superar esta deficiencia, existen pocas tecnologías que se puedan utilizar en una transición lenta y fluida de IPv4 a IPv6:
Enrutadores de pila dual
Se puede instalar un enrutador con direcciones IPv4 e IPv6 configuradas en sus interfaces que apuntan a la red del esquema IP relevante.
En el diagrama anterior, un servidor que tiene IPv4 así como una dirección IPv6 configurada ahora puede hablar con todos los hosts en la red IPv4 y la red IPv6 con la ayuda del enrutador de pila dual. El enrutador de pila dual puede comunicarse con ambas redes y proporciona un medio para que los hosts accedan al servidor sin cambiar su respectiva versión de IP.
Tunelización
En un escenario donde existen diferentes versiones de IP en la ruta intermedia o la red de tránsito, la tunelización proporciona una mejor solución donde los datos del usuario pueden pasar a través de una versión de IP no admitida.
El diagrama anterior muestra cómo dos redes IPv4 remotas pueden comunicarse a través de Tunnel, donde la red de tránsito estaba en IPv6. También es posible lo contrario cuando la red de tránsito está en IPv6 y los sitios remotos que intentan comunicarse están en IPv4.
Traducción de protocolo NAT
Este es otro método importante de transición a IPv6 por medio de un dispositivo habilitado para NAT-PT (traducción de direcciones de red - traducción de protocolos). Con la ayuda del dispositivo NAT-PT, la conversión real ocurre entre paquetes IPv4 e IPv6 y viceversa. Vea el diagrama a continuación:
Un host con dirección IPv4 envía una solicitud al servidor habilitado para IPv6 en Internet que no comprende la dirección IPv4. En este escenario, el dispositivo NAT-PT puede ayudarlos a comunicarse. Cuando el host IPv4 envía un paquete de solicitud al servidor IPv6, el dispositivo / enrutador NAT-PT, elimina el paquete IPv4, elimina el encabezado IPv4 y agrega el encabezado IPv6 y lo pasa a través de Internet. Cuando llega una respuesta del servidor IPv6 para el host IPv4, el enrutador lo hace al revés.
Cuando un host está conectado a un enlace o red, adquiere una dirección IP y toda la comunicación ocurre usando esa dirección IP en ese enlace. Tan pronto como el mismo host cambia su ubicación física, es decir, se mueve a un área / subred / red / enlace diferente, su dirección IP cambia en consecuencia y todas las comunicaciones que ocurren en el host usando la dirección IP antigua, se interrumpen.
La movilidad IPv6 proporciona un mecanismo que equipa a un host con la capacidad de moverse entre diferentes enlaces sin perder ninguna comunicación / conexión y su dirección IP.
Varias entidades están involucradas en esta tecnología:
Mobile Node: El dispositivo que necesita movilidad IPv6.
Home Link: Este enlace está configurado con el prefijo de subred de inicio y aquí es donde el dispositivo móvil IPv6 obtiene su dirección de inicio.
Home Address: Esta es la dirección que Mobile Node adquiere de Home Link. Esta es la dirección permanente de Mobile Node. Si el nodo móvil permanece en el mismo Home Link, la comunicación entre varias entidades ocurre como de costumbre.
Home Agent: Este es un enrutador que actúa como registrador de nodos móviles. Home Agent está conectado a Home Link y mantiene información sobre todos los nodos móviles, sus direcciones de casa y sus direcciones IP actuales.
Foreign Link: Cualquier otro enlace que no sea el enlace principal del nodo móvil.
Care-of Address: Cuando un nodo móvil se conecta a un enlace externo, adquiere una nueva dirección IP de la subred de ese enlace externo. El agente local mantiene la información tanto de la dirección del hogar como de la dirección de cuidado. Se pueden asignar varias direcciones de atención al nodo móvil, pero en cualquier caso, solo una dirección de atención se vincula con la dirección de casa.
Correspondent Node: Cualquier dispositivo habilitado para IPv6 que pretenda comunicarse con el nodo móvil.
Operación de movilidad
Cuando el nodo móvil permanece en su enlace de inicio, todas las comunicaciones se realizan en su dirección de inicio. Como se muestra abajo:
Cuando Mobile Node deja su Home Link y se conecta a algún Foreign Link, entra en juego la función Mobility de IPv6. Después de conectarse a Foreign Link, Mobile Node adquiere una dirección IPv6 de Foreign Link. Esta dirección se llama Care-of Address. El nodo móvil envía una solicitud vinculante a su agente local con la nueva dirección de atención. Home Agent une la dirección de casa del nodo móvil con la dirección de cuidado, estableciendo un túnel entre ambos.
Siempre que un nodo correspondiente intenta establecer una conexión con el nodo móvil (en su dirección de inicio), el agente de inicio intercepta el paquete y lo reenvía a la dirección de atención del nodo móvil a través del túnel que ya estaba establecido.
Optimización de ruta
Cuando un nodo correspondiente inicia la comunicación enviando paquetes al nodo móvil en la dirección de inicio, estos paquetes son canalizados al nodo móvil por el agente doméstico. En el modo de optimización de ruta, cuando el nodo móvil recibe un paquete del nodo correspondiente, no reenvía las respuestas al agente local. Más bien, envía su paquete directamente al nodo correspondiente utilizando la dirección de inicio como dirección de origen. Este modo es opcional y no se utiliza de forma predeterminada.
Los conceptos de enrutamiento siguen siendo los mismos en el caso de IPv6, pero casi todos los protocolos de enrutamiento se han redefinido en consecuencia. Hemos visto en el segmento Comunicación en IPv6, cómo un host le habla a su puerta de enlace. El enrutamiento es un proceso para reenviar datos enrutables eligiendo la mejor ruta entre varias rutas disponibles o la ruta al destino. Un enrutador es un dispositivo que reenvía datos que no están destinados explícitamente a él.
Existen dos formas de protocolos de enrutamiento
Distance Vector Routing Protocol: Un enrutador que ejecuta el protocolo de vector de distancia anuncia sus rutas conectadas y aprende nuevas rutas de sus vecinos. El costo de enrutamiento para llegar a un destino se calcula mediante saltos entre el origen y el destino. Un enrutador generalmente confía en su vecino para la mejor selección de ruta, también conocida como "enrutamiento por rumores". RIP y BGP son protocolos de vector de distancia.
Link-State Routing Protocol: Este protocolo reconoce el estado de un enlace y lo anuncia a sus vecinos. La información sobre los nuevos enlaces se obtiene de los enrutadores del mismo nivel. Una vez que toda la información de enrutamiento ha convergido, el Protocolo de enrutamiento de estado de enlace utiliza su propio algoritmo para calcular la mejor ruta a todos los enlaces disponibles. OSPF e IS-IS son protocolos de enrutamiento de estado de enlace y ambos utilizan el algoritmo Shortest Path First de Dijkstra.
Los protocolos de enrutamiento se pueden dividir en dos categorías:
Interior Routing Protocol: Los protocolos de esta categoría se utilizan dentro de un sistema autónomo u organización para distribuir rutas entre todos los enrutadores dentro de su límite. Ejemplos: RIP, OSPF.
Exterior Routing Protocol: Mientras que un protocolo de enrutamiento exterior distribuye información de enrutamiento entre dos sistemas autónomos u organizaciones diferentes. Ejemplos: BGP.
Protocolos de enrutamiento
RIPng
RIPng son las siglas de Routing Information Protocol Next Generation. Este es un protocolo de enrutamiento interior y es un protocolo de vector de distancia. RIPng se ha actualizado para admitir IPv6.
OSPFv3
BGPv4
BGP son las siglas de Border Gateway Protocol. Es el único protocolo de puerta de enlace exterior estándar abierto disponible. BGP es un protocolo de vector de distancia que toma el sistema autónomo como métrica de cálculo, en lugar del número de enrutadores como salto. BGPv4 es una actualización de BGP para admitir el enrutamiento IPv6.
La versión 3 de Open Shortest Path First es un protocolo de enrutamiento interior que se modifica para admitir IPv6. Este es un protocolo de estado de enlace y utiliza el algoritmo Shortest Path First de Djikrasta para calcular la mejor ruta a todos los destinos.
Se cambiaron los protocolos para admitir IPv6:
ICMPv6: La versión 6 del Protocolo de mensajes de control de Internet es una implementación mejorada de ICMP para adaptarse a los requisitos de IPv6. Este protocolo se utiliza para funciones de diagnóstico, mensajes de error e información, fines estadísticos. El Protocolo de descubrimiento de vecinos de ICMPv6 reemplaza a ARP y ayuda a descubrir vecinos y enrutadores en el enlace.
DHCPv6: La versión 6 del Protocolo de configuración dinámica de host es una implementación de DHCP. Aunque los hosts habilitados para IPv6 no requieren ningún servidor DHCPv6 para adquirir la dirección IP, ya que pueden configurarse automáticamente. Tampoco necesitan DHCPv6 para ubicar el servidor DNS porque el DNS se puede descubrir y configurar a través del Protocolo de descubrimiento de vecinos ICMPv6. Sin embargo, el servidor DHCPv6 se puede utilizar para proporcionar esta información.
DNS: No ha habido una nueva versión de DNS, pero ahora está equipado con extensiones para brindar soporte para consultar direcciones IPv6. Se ha agregado un nuevo registro AAAA (quad-A) para responder a los mensajes de consulta IPv6. Ahora DNS puede responder con ambas versiones de IP (4 y 6) sin ningún cambio en el formato de consulta.
IPv4 desde 1982, ha sido un líder indiscutible de Internet. Con el agotamiento del espacio de direcciones de IPv4, IPv6 ahora está asumiendo el control de Internet, que se llama Internet2.
IPv4 está ampliamente implementado y la migración a IPv6 no sería fácil. Hasta ahora, IPv6 podría penetrar el espacio de direcciones de IPv4 en menos del 1%.
El mundo ha celebrado el 'Día mundial de IPv6' el 8 de junio de 2011 con el propósito de probar la dirección IPv6 en Internet en su totalidad. El 6 de junio de 2012, la comunidad de Internet lanzó oficialmente IPv6. Este día, todos los ISP que ofrecían IPv6 debían habilitarlo en el dominio público y mantenerlo habilitado. Todos los fabricantes de dispositivos también participaron para ofrecer IPv6 habilitado de forma predeterminada en los dispositivos.
Este fue un paso para alentar a la comunidad de Internet a migrar a IPv6.
Las organizaciones cuentan con muchas formas de migrar de IPv4 a IPv6. Además, la organización que desee probar IPv6 antes de migrar por completo puede ejecutar tanto IPv4 como IPv6 simultáneamente. Las redes de diferentes versiones de IP pueden comunicarse y los datos del usuario se pueden tunelizar para caminar al otro lado.
Futuro de IPv6
La versión 2 de Internet habilitada para IPv6 reemplazará la Internet habilitada para IPv4 actual. Cuando se lanzó Internet con IPv4, los países desarrollados como EE. UU. Y Europa tomaron el espacio más grande de IPv4 para el despliegue de Internet en sus respectivos países teniendo en cuenta las necesidades futuras. Pero Internet explotó en todas partes, llegando y conectando a todos los países del mundo, lo que aumentó el requisito de espacio de direcciones IPv4. Como resultado, hasta el día de hoy, a EE. UU. Y Europa les queda mucho espacio de direcciones IPv4 y países como India y China están obligados a abordar sus requisitos de espacio IP mediante la implementación de IPv6.
La mayor parte de la implementación de IPv6 se realiza fuera de EE. UU. Y Europa. India y China están avanzando para cambiar todo su espacio a IPv6. China ha anunciado un plan de implementación de cinco años denominado China Next Generation Internet.
Después del 6 de junio de 2012, todos los principales ISP se cambiaron a IPv6 y el resto todavía se está moviendo.
IPv6 proporciona un amplio espacio de direcciones y está diseñado para expandir los servicios de Internet actuales. La versión 2 de Internet habilitada para IPv6 rica en funciones puede ofrecer más de lo esperado.