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DIRECCIONES IPV6 DE UNIDIFUSIÓN

Las direcciones IPv6 de unidifusión identifican de forma exclusiva una interfaz en un dispositivo con IPv6 habilitado. Un paquete que se envía a una dirección de unidifusión es recibido por la interfaz que tiene asignada esa dirección. Como sucede con IPv4, las direcciones IPv6 de origen deben ser direcciones de unidifusión. Las direcciones IPv6 de destino pueden ser direcciones de unidifusión o de multidifusión.

Los tipos de direcciones IPv6 de unidifusión más comunes son las direcciones de unidifusión globales (GUA) y las direcciones de unidifusión link-local.

UNIDIFUSIÓN GLOBAL

Las direcciones de unidifusión globales son similares a las direcciones IPv4 públicas. Estas son direcciones enrutables de Internet globalmente exclusivas. Las direcciones de unidifusión globales pueden configurarse estáticamente o asignarse de forma dinámica.

LINK-LOCAL

Las direcciones link-local se utilizan para comunicarse con otros dispositivos en el mismo enlace local. Con IPv6, el término “enlace” hace referencia a una subred. Las direcciones link-local se limitan a un único enlace. Su exclusividad se debe confirmar solo para ese enlace, ya que no se pueden enrutar más allá del enlace. En otras palabras, los routers no reenvían paquetes con una dirección de origen o de destino link-local.

LOCAL ÚNICA

Otro tipo de dirección de unidifusión es la dirección de unidifusión local única. Las direcciones IPv6 locales únicas tienen ciertas similitudes con las direcciones privadas RFC 1918 para IPv4, pero existen grandes diferencias. Las direcciones locales únicas se utilizan para el direccionamiento local dentro de un sitio o entre una cantidad limitada de sitios. Estas direcciones no deberían poder enrutarse en la IPv6 global, y no deberían traducirse hacia direcciones IPv6 globales. Las direcciones locales únicas están en el rango de FC00::/7 a FDFF::/7.

Con IPv4, las direcciones privadas se combinan con NAT/PAT para proporcionar una traducción de varios a uno de direcciones privadas a públicas. Esto se hace debido a la disponibilidad limitada del espacio de direcciones IPv4. Muchos sitios también utilizan la naturaleza privada de las direcciones definidas en RFC 1918 para ayudar a proteger u ocultar su red de posibles riesgos de seguridad. Sin embargo, este nunca fue el uso previsto de esas tecnologías, y el IETF siempre recomendó que los sitios tomaran las precauciones de seguridad adecuadas en el router del lado de Internet. Las direcciones locales únicas pueden usarse en dispositivos que nunca necesitan o nunca pueden acceder a otra red.

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DIRECCIONES IPV6 DE UNIDIFUSIÓN LINK-LOCAL

Una dirección IPv6 link-local permite que un dispositivo se comunique con otros dispositivos con IPv6 habilitado en el mismo enlace y solo en ese enlace (subred). Los paquetes con direcciones link-local de origen o destino no pueden enrutarse más allá del enlace en el que se originó el paquete.

La dirección de unidifusión global no es un requisito. Sin embargo, cada interfaz de red con IPv6 habilitado debe tener una dirección link-local.

Si en una interfaz no se configura una dirección link-local de forma manual, el dispositivo crea automáticamente su propia dirección sin comunicarse con un servidor DHCP. Los hosts con IPv6 habilitado crean una dirección IPv6 link-local incluso si no se asignó una dirección IPv6 de unidifusión global al dispositivo. Esto permite que los dispositivos con IPv6 habilitado se comuniquen con otros dispositivos con IPv6 habilitado en la misma subred. Esto incluye la comunicación con el gateway predeterminado (router).

Las direcciones IPv6 link-local están en el rango de FE80::/10. /10 indica que los primeros 10 bits son 1111 1110 10xx xxxx. El primer hexteto tiene un rango de 1111 1110 1000 0000 (FE80) a 1111 1110 1011 1111 (FEBF).

ESTRUCTURA DE UNA DIRECCIÓN IPV6 DE UNIDIFUSIÓN GLOBAL

Las direcciones IPv6 de unidifusión globales son globalmente únicas y enrutables en Internet IPv6. Estas direcciones son equivalentes a las direcciones IPv4 públicas. La Corporación de Internet para la Asignación de Nombres y Números (ICANN), operador de la IANA, asigna bloques de direcciones IPv6 a los cinco RIR. Actualmente, solo se asignan direcciones de unidifusión globales con los tres primeros bits 001 o 2000::/3. Esto solo constituye un octavo del espacio total disponible de direcciones IPv6, sin incluir solamente una parte muy pequeña para otros tipos de direcciones de unidifusión y multidifusión.

Nota: se reservó la dirección 2001:0DB8::/32 con fines de documentación, incluido el uso en ejemplos.

Una dirección de unidifusión global consta de:

Prefijo de routing global

ID de subred

ID de interfaz

Prefijo de routing global

El prefijo de routing global es la porción de prefijo, o de red, de la dirección que asigna el proveedor (por ejemplo, un ISP) a un cliente o a un sitio. En general, los RIR asignan un prefijo de routing global /48 a los clientes. Estos incluyen a todos, desde redes comerciales de empresas a hogares individuales.

Por ejemplo, la dirección IPv6 2001:0DB8:ACAD::/48 tiene un prefijo que indica que los primeros 48 bits (3 hextetos) (2001:0DB8:ACAD) son la porción de prefijo o de red de la dirección. Los dos puntos dobles (::) antes de la longitud de prefijo /48 significan que el resto de la dirección se compone solo de ceros.

El tamaño del prefijo de routing global determina el tamaño de la ID de subred.

ID de subred

Las organizaciones utilizan la ID de subred para identificar subredes dentro de su ubicación. Cuanto mayor es la ID de subred, más subredes habrá disponibles.

ID de interfaz

La ID de interfaz IPv6 equivale a la porción de host de una dirección IPv4. Se utiliza el término “ID de interfaz” debido a que un único host puede tener varias interfaces, cada una con una o más direcciones IPv6. Se recomienda especialmente usar subredes /64 en la mayoría de los casos. En otras palabras, una ID de interfaz de 64 bits como la que se muestra en la figura 2.

Nota: a diferencia de IPv4, en IPv6, pueden asignarse a un dispositivo las direcciones de host compuestas solo por ceros y solo por unos. Se puede usar la dirección compuesta solo por unos debido al hecho de que en IPv6 no se usan las direcciones de difusión. Las direcciones compuestas solo por ceros también pueden usarse, pero se reservan como dirección de difusión por proximidad subred-router, y solo deben asignarse a los routers.

Una forma fácil de leer la mayoría de las direcciones IPv6 es contar la cantidad de hextetos. Como se muestra en la figura 3, en una dirección de unidifusión global /64, los primeros cuatro hextetos son para la porción de red de la dirección, y el cuarto hexteto indica la ID de subred. Los cuatro hextetos restantes son para la ID de interfaz.

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LONGITUD DE PREFIJO IPV6

Recuerde que el prefijo, o la porción de red, de una dirección IPv4 se puede identificar con una máscara de subred decimal punteada o con la longitud de prefijo (notación con barra diagonal). Por ejemplo, la dirección IPv4 192.168.1.10 con la máscara de subred decimal punteada 255.255.255.0 equivale a 192.168.1.10/24.

IPv6 utiliza la longitud de prefijo para representar la porción de prefijo de la dirección. IPv6 no utiliza la notación decimal punteada de máscara de subred. La longitud de prefijo se utiliza para indicar la porción de red de una dirección IPv6 mediante el formato de dirección IPv6/longitud de prefijo.

La longitud de prefijo puede ir de 0 a 128. Una longitud de prefijo IPv6 típica para LAN y la mayoría de los demás tipos de redes es /64. Esto significa que la porción de prefijo o de red de la dirección tiene una longitud de 64 bits, lo cual deja otros 64 bits para la ID de interfaz (porción de host) de la dirección.

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TIPOS DE DIRECCIONES IPV6

Existen tres tipos de direcciones IPv6:

Unidifusión: una dirección IPv6 de unidifusión identifica de manera única una interfaz de un dispositivo habilitado para IPv6. Como se muestra en la ilustración, las direcciones IPv6 de origen deben ser direcciones de unidifusión.

Multidifusión: las direcciones IPv6 de multidifusión se usan para enviar un único paquete IPv6 a varios destinos.

Difusión por proximidad: una dirección IPv6 de difusión por proximidad es cualquier dirección IPv6 de unidifusión que puede asignarse a varios dispositivos. Los paquetes enviados a una dirección de difusión por proximidad se enrutan al dispositivo más cercano que tenga esa dirección. Las direcciones de difusión por proximidad exceden el ámbito de este curso.

A diferencia de IPv4, IPv6 no tiene una dirección de difusión. Sin embargo, existe una dirección IPv6 de multidifusión de todos los nodos que brinda básicamente el mismo resultado.

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REPRESENTACIÓN DE DIRECCIÓN IPV6

Las direcciones IPv6 tienen una longitud de 128 bits y se escriben como una cadena de valores hexadecimales. Cada 4 bits se representan con un único dígito hexadecimal para llegar a un total de 32 valores hexadecimales, como se muestra en la figura 1. Las direcciones IPv6 no distinguen entre mayúsculas y minúsculas, y pueden escribirse en minúsculas o en mayúsculas.

FORMATO PREFERIDO

Como se muestra en la figura 1, el formato preferido para escribir una dirección IPv6 es x:x:x:x:x:x:x:x, donde cada “x” consta de cuatro valores hexadecimales. Al hacer referencia a 8 bits de una dirección IPv4, utilizamos el término “octeto”. En IPv6, un “hexteto” es el término no oficial que se utiliza para referirse a un segmento de 16 bits o cuatro valores hexadecimales. Cada “x” es un único hexteto, 16 bits o cuatro dígitos hexadecimales.

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“Formato preferido” significa que la dirección IPv6 se escribe utilizando los 32 dígitos hexadecimales. No significa necesariamente que sea el método ideal para representar la dirección IPv6. En las siguientes páginas, veremos dos reglas que permiten reducir el número de dígitos necesarios para representar una dirección IPv6.

En la figura 2, se presenta un resumen de la relación entre decimal, binario y hexadecimal. En la figura 3, se muestran ejemplos de direcciones IPv6 en el formato preferido.

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REGLA 1: OMITIR LOS 0 INICIALES

La primera regla para ayudar a reducir la notación de las direcciones IPv6 consiste en omitir los 0 (ceros) iniciales en cualquier sección de 16 bits o hexteto. Por ejemplo:

01AB puede representarse como 1AB.

09F0 puede representarse como 9F0.

0A00 puede representarse como A00.

00AB puede representarse como AB.

Esta regla solo es válida para los ceros iniciales, y NO para los ceros finales; de lo contrario, la dirección sería ambigua. Por ejemplo, el hexteto “ABC” podría ser “0ABC” o “ABC0”, pero estos no representan el mismo valor.

REGLA 2: OMITIR LOS SEGMENTOS DE 0

La segunda regla que permite reducir la notación de direcciones IPv6 es que los dos puntos dobles (::) pueden reemplazar cualquier cadena única y contigua de uno o más segmentos de 16 bits (hextetos) compuestos solo por ceros.

Los dos puntos dobles (::) se pueden utilizar solamente una vez dentro de una dirección; de lo contrario, habría más de una dirección resultante posible. Cuando se utiliza junto con la técnica de omisión de ceros iniciales, la notación de direcciones IPv6 generalmente se puede reducir de manera considerable. Esto se suele conocer como “formato comprimido”.

Dirección incorrecta:

2001:0DB8::ABCD::1234

Expansiones posibles de direcciones comprimidas ambiguas:

2001:0DB8::ABCD:0000:0000:1234

2001:0DB8::ABCD:0000:0000:0000:1234

2001:0DB8:0000:ABCD::1234

2001:0DB8:0000:0000:ABCD::1234

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NECESIDAD DE UTILIZAR IPV6

IPv6 está diseñado para ser el sucesor de IPv4. IPv6 tiene un mayor espacio de direcciones de 128 bits, lo que proporciona 340 sextillones de direcciones. (Es decir, el número 340 seguido por 36 ceros). Sin embargo, IPv6 es más que solo direcciones más extensas. Cuando el IETF comenzó el desarrollo de un sucesor de IPv4, utilizó esta oportunidad para corregir las limitaciones de IPv4 e incluir mejoras adicionales. Un ejemplo es el protocolo de mensajes de control de Internet versión 6 (ICMPv6), que incluye la resolución de direcciones y la configuración automática de direcciones, las cuales no se encuentran en ICMP para IPv4 (ICMPv4).

NECESIDAD DE UTILIZAR IPV6

El agotamiento del espacio de direcciones IPv4 fue el factor que motivó la migración a IPv6. Debido al aumento de la conexión a Internet en África, Asia y otras áreas del mundo, las direcciones IPv4 ya no son suficientes como para admitir este crecimiento.

IPv4 tiene un máximo teórico de 4300 millones de direcciones. Las direcciones privadas en combinación con la traducción de direcciones de red (NAT) fueron esenciales para demorar la reducción del espacio de direcciones IPv4. Sin embargo, la NAT rompe muchas aplicaciones y tiene limitaciones que obstaculizan considerablemente las comunicaciones entre pares.

INTERNET DE TODO

En la actualidad, Internet es significativamente distinta de cómo era en las últimas décadas. Actualmente, Internet es mucho más que el correo electrónico, las páginas web y la transferencia de archivos entre computadoras. Internet evoluciona y se está convirtiendo en una Internet de los objetos. Ya no serán solo las computadoras, las tabletas PC y los teléfonos inteligentes los únicos dispositivos que accedan a Internet. Los dispositivos del futuro preparados para acceder a Internet y equipados con sensores incluirán desde automóviles y dispositivos biomédicos hasta electrodomésticos y ecosistemas naturales.

Con una población que accede a Internet cada vez mayor, un espacio de direcciones IPv4 limitado, los problemas de NAT y la Internet de todo, llegó el momento de comenzar la transición hacia IPv6.

COEXISTENCIA DE IPV4 E IPV6

No hay una única fecha para realizar la transición a IPv6. En un futuro cercano, IPv4 e IPv6 coexistirán. Se espera que la transición demore años. El IETF creó diversos protocolos y herramientas para ayudar a los administradores de redes a migrar las redes a IPv6. Las técnicas de migración pueden dividirse en tres categorías:

Dual-stack: como se muestra en la figura 1, la técnica dual-stack permite que IPv4 e IPv6 coexistan en el mismo segmento de red. Los dispositivos dual-stack ejecutan pilas de protocolos IPv4 e IPv6 de manera simultánea.

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Tunelización: como se muestra en la figura 2, el protocolo de túnel es un método para transportar un paquete IPv6 en una red IPv4. El paquete IPv6 se encapsula dentro de un paquete IPV4, de manera similar a lo que sucede con otros tipos de datos.

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Traducción: como se muestra en la figura 3, la traducción de direcciones de red 64 (NAT64) permite que los dispositivos habilitados para IPv6 se comuniquen con los dispositivos habilitados para IPv4 mediante una técnica de traducción similar a NAT para IPv4. Un paquete IPv6 se traduce a un paquete IPv4 y viceversa.

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ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES IP

Para que una empresa u organización admita hosts de red, por ejemplo, servidores web a los que se accede desde Internet, esa organización debe tener asignado un bloque de direcciones públicas. Se debe tener en cuenta que las direcciones públicas deben ser únicas, y el uso de estas direcciones públicas se regula y se asigna a cada organización de forma independiente. Esto es válido para las direcciones IPv4 e IPv6.

La Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA) (http://www.iana.org) administra las direcciones IPv4 e IPv6. La IANA administra y asigna bloques de direcciones IP a los Registros Regionales de Internet (RIR). Haga clic en cada uno de los RIR de la ilustración para ver más información.

Los RIR se encargan de asignar direcciones IP a los ISP, quienes a su vez proporcionan bloques de direcciones IPv4 a las organizaciones y a los ISP más pequeños. Las organizaciones pueden obtener sus direcciones directamente de un RIR, según las políticas de ese RIR.

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INTRODUCCIÓN A IPV6

A principios de la década de 1990, los problemas con IPv4 preocuparon al Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) que, en consecuencia, comenzó a buscar un reemplazo. Esto tuvo como resultado el desarrollo de IP versión 6 (IPv6). IPv6 supera las limitaciones de IPv4 y representa una mejora importante con características que se adaptan mejor a las demandas de red actuales y previsibles.

Las mejoras de IPv6 incluyen lo siguiente:

  • Mayor espacio de direcciones: Las direcciones IPv6 se basan en el direccionamiento jerárquico de 128 bits en comparación con los 32 bits de IPv4.
  • Mejor manejo de paquetes: Se redujo la cantidad de campos del encabezado de IPv6 para hacerlo más simple.
  • Se elimina la necesidad de NAT: Al tener un número tan grande de direcciones IPv6 públicas, la NAT entre las direcciones IPv4 privadas y públicas ya no es necesaria. Esto evita algunos problemas de aplicación inducidos por NAT que tuvieron algunas aplicaciones que necesitan conectividad completa.
  • El espacio de direcciones IPv4 de 32 bits ofrece aproximadamente 4 294 967 296 direcciones únicas. Una de las principales mejoras de diseño de IPv6 con respecto a IPv4 es el encabezado de IPv6 simplificado.

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