Fundamentos de IPv6

Protocolo de Internet versión 6 IPv6

Debido al crecimiento del Internet y la sofisticación de los dispositivos electrónicos, las soluciones propuestas con el fin de escalar el espacio de direccionamiento de Internet IPv4, no serán suficientes para cubrir la necesidad de las mismas en los próximos años. Como consecuencia de este escenario, el Grupo Especial sobre Ingeniería de Internet elaboró una serie de especificaciones para definir un protocolo IP de Siguiente Generación que actualmente se conoce como Protocolo de Internet versión 6.

Espacio mayor de direccionamiento

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. 

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.
• El encabezado de IPv6 es más eficiente que el de IPv4: tiene menos campos y se elimina la suma de verificación del encabezado.
• Puede hacerse diferenciación de tráfico utilizando los campos del encabezado.
• Las nuevas extensiones de encabezado reemplazan el campo Opciones de IPv4 y proveen mayor flexibilidad.
• IPv6 fue esbozado para manejar mecanismos de movilidad y seguridad de manera más eficiente que el protocolo IPv4.
• Se crearon varios mecanismos junto con el protocolo para tener una transición sin problemas de las redes IPv4 a las IPv6.

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:

1. 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. 
2. 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. 
3. 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.

Unicast agrupa los siguientes tipos:

• Enlace Local (Link-Local).
• Sitio Local (Site-Local).
• Agregable Global (Aggregatable Global).
• Loopback.
• Sin-Especificar (Unspecified).
• Compatible con IPv4.

Anycast agrupa:

• Agregable Global (Aggregatable Global).
• Sitio Local (Site Local).
• Enlace Local (Link Local).

Multicast agrupa:

• Asignada (Assigned).
• Nodo Solicitado (Solicited Node).

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.

 

Formato preferido de dirección IPv6

 

Es también conocido como formato completo y se compone de los ocho campos de 16 bits hexadecimales separados por dos puntos. Cada campo de 16 bits representa cuatro caracteres hexadecimales y los valores que puede tomar el campo de 16 bit van de 0x0000 a 0xFFFF. A continuación se presentan ejemplos de direcciones IPv6 en el formato preferido.

 

Formato comprimido

En IPv6 es común que se presenten cadenas grandes de ceros dentro de las direcciones. Para simplificar su escritura se ha convenido en utilizar una sintaxis especial en donde se suprimen los valores consecutivos de ceros ante dos situaciones: campos sucesivos de ceros y campos con ceros al inicio.

 

Campos sucesivos de ceros

Para simplificar la longitud de una dirección IPv6, cuando se presentan de uno a múltiples campos de ceros, es legal representar estos como ceros o :: (doble dos puntos). Sin embargo, es permitido usarlo una sola vez en la escritura de la dirección. En la siguiente tabla se presenta del lado izquierdo las direcciones en formato preferido y resaltado en negro los campos sucesivos de ceros que son sustituidos por los dos puntos dobles y del lado derecho se presenta la dirección en su formato comprimido.

 

 
La dirección FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF es una dirección que no puede ser comprimida.

Campos con ceros al inicio

El segundo método para comprimir direcciones se aplica a cada uno de los campos hexadecimales de 16 bits que tienen uno o más ceros al inicio. Ello involucra que si hay uno o más ceros al inicio de cada campo, estos pueden ser suprimidos para simplificar su longitud y facilitar su lectura y escritura. No obstante, si cada carácter del campo es cero al menos uno debe de ser mantenido. La siguiente tabla muestra del lado izquierdo las direcciones en su Formato Preferido con los ceros iniciales resaltados en negro y del lado derecho están las direcciones en su Formato comprimido con los ceros suprimidos.

Combinación de ambos métodos de compresión

Se pueden combinar la compresión de campos sucesivos de ceros con la compresión de campos con ceros al inicio para simplificar la longitud de la dirección IPv6. En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de la aplicación con ambos métodos de compresión. Al igual que en ejemplos anteriores, los caracteres resaltados en negro son los valores que serán suprimidos.