Lo que necesita saber sobre IPv6

Durante el año de 1994, el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) inició el desarrollo del Protocolo de Internet versión 6 (más conocido como IPv6). En diciembre de 1998, el primer borrador se convirtió en un estándar para el IETF, que finalmente se ratificó 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 este problema en mente, el IETF también optimizó el protocolo en sentido general.

Para entender la necesidad de IPv6 y por qué es el sucesor de IPv4, tendremos que cubrir brevemente IPv4.

IPv4

Implementado por primera vez en 1983 por Advanced Research Projects Agency Networks (ARPANET), IPv4 sigue siendo el protocolo enrutado más utilizado, a pesar de su sucesor IPv6.

Estos son algunos datos sobre IPv4:

• IPv4 utiliza un espacio de direcciones de 32 bits (2), lo que significa que se pueden asignar a los hosts un total de 4 294 967 296 direcciones IP únicas.
• Hay varios bloques especiales reservados para redes privadas (Clase A, B y C), aproximadamente 18 millones de direcciones y 270 millones están reservados para direcciones de multidifusión.
• IPv4 está escrito en notación decimal donde cada octeto está separado por un punto (es decir, 1.2.3.4).
• La Seguridad del Protocolo de Internet (IPSec) es opcional en IPv4, y el tamaño mínimo del paquete fragmentado es de 576 bytes.
• La traducción de direcciones de red (NAT) se usa 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 requieren más direcciones IP para que estos dispositivos intercambien datos. Piense en teléfonos móviles, relojes inteligentes, refrigeradores, lavadoras, televisores inteligentes y otros artículos que requieren una dirección IP. Actualmente, todos estos dispositivos están conectados a Internet y se identifican mediante una dirección IP única. En esta sección, nos centraremos en IPv6, sus características y por qué será el estándar del Protocolo de Internet.

Antes de pasar a los detalles, hay algunas características clave que incorpora IPv6:

• IPv6 utiliza direcciones de 128 bits (2), lo que permite 3,4 x 10 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, por lo tanto (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 y Net) BSD y Windows.

Tenga en cuenta que IPSec se diseñó una vez para IPv6 como un requisito obligatorio. Hoy en día, se puede utilizar opcionalmente con IPv6. Consulte RFC 6434. IPSec proporciona autenticación y cifrado mediante encabezados de autenticación (AH) y la carga útil de seguridad de encapsulación (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 podrían escribirse como:

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

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

Ilustremos esto con un ejemplo:

Sin embargo, escribir la dirección IP como 2001:db8::34f4::f3dd/64 la invalidará, ya que los dos puntos solo se pueden aplicar una vez en la dirección (ceros a la izquierda).

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 la dirección de unidifusión global (GUA) y la ID de subred. Esta información se puede simplificar con la siguiente imagen: 

Vale la pena señalar que IPv6 no tiene noción de máscaras de subred como lo tiene IPv4. Más bien, se utiliza una notación de enrutamiento entre dominios sin clase (CIDR). Algunos 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 agrega un prefijo /48, las direcciones de 16 bits podrían usarse 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
• Anycast

Unidifusión

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

• Direcciones únicas globales: Globalmente accesible. Ejemplos:

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

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

• Direcciones locales de enlace: Se requiere en todas las interfaces habilitadas para 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 locales del sitio: En desuso, consulte 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 del alcance de la organización. Estas direcciones no son enrutables globalmente. Los intervalos 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 del enrutador. Luego, un enrutador responde a esta solicitud y envía un paquete de anuncio de enrutador (RA) al cliente junto con los parámetros de configuración:

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

Cualquieremisión

La dirección Anycast se comporta de manera similar a la dirección Multicast, excepto por lo siguiente. Un paquete enviado desde 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 usa la ruta múltiple de igual costo para hacer esto:

Conclusión

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