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Introducción a IP versión 6
Introducción
La versión actual de IP (conocida como versión 4 o IPv4) no ha cambiado sustancialmente desde la publicación de RFC 791 en 1981. IPv4 ha demostrado su robustez, facilidad de implementación e interoperabilidad, y ha superado la prueba que representa ampliar una red interna para convertirla en un servicio global de las dimensiones actuales de Internet. Esto es un tributo a su diseño inicial.
Sin embargo, en el diseño inicial no se previó lo siguiente:
Las direcciones IPv4 son relativamente escasas, lo que ha obligado a algunas organizaciones a utilizar el Traductor de direcciones de red (NAT, Network Address Translator) para asignar múltiples direcciones privadas a una sola dirección IP pública. Aunque NAT permite reutilizar el espacio de direcciones privadas, no admite la seguridad basada en estándares en la capa de red o la asignación correcta de todos los protocolos de nivel superior y puede crear problemas cuando se conectan dos organizaciones que utilizan el espacio de direcciones privadas.
Además, la creciente proliferación de dispositivos y aparatos conectados a Internet apunta a que el espacio de direcciones públicas de IPv4 se agotará dentro de un tiempo.
Debido a la forma en la que se asignan los Id. de red IPv4, existen normalmente más de 70.000 rutas en la tabla de enrutamiento de los enrutadores troncales de Internet. La infraestructura actual del enrutamiento de IPv4 en Internet es una combinación de enrutamiento plano y jerárquico.
La mayor parte de las implementaciones actuales de IPv4 deben configurarse manualmente o mediante un protocolo de configuración de direcciones con estado, como el Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol). Ante un número mayor de equipos y dispositivos que utilizan IP, existe la necesidad de emplear una configuración de direcciones más sencilla y automática, así como otros parámetros de configuración no basados en la administración de una infraestructura DHCP.
La comunicación privada a través de un medio público como Internet requiere servicios de cifrado que protejan los datos que se envían ante posibles observaciones o modificaciones durante el tránsito. Aunque ahora existe un estándar para ofrecer seguridad a los paquetes de IPv4 (conocida como seguridad de Protocolo Internet o IPSec), es opcional y prevalecen las soluciones propietarias.
Aunque existen estándares de QoS para IPv4, el tráfico en tiempo real se basa en el campo Type of Service (TOS o Tipo de servicio) de IPv4 y en la identificación de la carga, normalmente mediante un puerto UDP o TCP. Por desgracia, el campo Type of Service de IPv4 presenta una funcionalidad limitada y con el tiempo han surgido distintas interpretaciones locales. Además, la identificación de la carga mediante un puerto TCP y UDP no es posible cuando la carga de paquetes IPv4 está cifrada.
Para resolver estas preocupaciones, el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF, Internet Engineering Task Force) ha desarrollado un conjunto de protocolos y estándares conocidos como IP versión 6 (IPv6). Esta nueva versión, antes denominada IP: la siguiente generación (IP-The Next Generation o IPng), incorpora los conceptos de muchos métodos propuestos para actualizar el protocolo IPv4. El diseño de IPv6 se ha diseñado intencionalmente para que afecte lo menos posible a los protocolos de nivel superior e inferior al evitar que se agreguen aleatoriamente nuevas características.
Características de IPv6
A continuación se enumeran las características del nuevo protocolo IPv6:
En las secciones siguientes se describe cada uno de estos tipos de túnel más detalladamente.
Nuevo formato de encabezado
El encabezado de IPv6 presenta un nuevo formato diseñado para que la carga de trabajo del encabezado sea mínima. Para ello, se mueven los campos de opciones y los que no son esenciales a encabezados de extensión que se colocan tras el encabezado de IPv6. El encabezado optimizado de IPv6 proporciona un procesamiento más eficiente en los enrutadores intermedios.
Los encabezados de IPv4 no pueden funcionar conjuntamente con los encabezados de IPv6. Un host o un enrutador deben utilizar una implementación de IPv4 e IPv6 para reconocer y procesar ambos formatos de encabezado. El nuevo encabezado de IPv6 es sólo el doble de grande que el de IPv4, aunque las direcciones de IPv6 son cuatro veces mayores que las de IPv4.
Gran espacio de direcciones
IPv6 tiene direcciones IP de origen y destino de 128 bits (16 bytes). Aunque con 128 bits se pueden expresar más de 3,4x1038 combinaciones posibles, el gran espacio de direcciones de IPv6 se ha diseñado para permitir varios niveles de subredes y asignaciones de redes de la red troncal de Internet a las subredes individuales de una organización.
Aunque actualmente sólo se asigna
un pequeño número de las direcciones posibles para los hosts, hay muchas
direcciones disponibles para su uso en el futuro. Con un número de direcciones
disponibles mucho mayor, dejan de ser necesarias las técnicas de conservación
de direcciones, como la distribución de NAT.
Direccionamiento jerárquico e infraestructura de enrutamiento eficientes
La direcciones globales de IPv6
utilizadas en la parte IPv6 de Internet están diseñadas para crear una
infraestructura de enrutamiento jerárquica eficiente que se puede resumir,
basada en la aparición de múltiples niveles de proveedores de servicios
Internet. En Internet IPv6, los enrutadores troncales tienen tablas de
enrutamiento mucho más pequeñas, que corresponden a la infraestructura de
enrutamiento de Agregadores de nivel superior. Para obtener más información,
consulte "Direcciones de unidifusión global agregables".
Configuración de direcciones sin estado y con estado
Para simplificar la configuración
de hosts, IPv6 permite la configuración de direcciones con estado, como la
configuración de direcciones en presencia de un servidor DHCP, y la
configuración de direcciones sin estado (configuración de direcciones en
ausencia de un servidor DHCP). Con una configuración de direcciones sin estado,
los hosts de un vínculo se configuran automáticamente con direcciones IPv6 para
el vínculo (que se denominan direcciones locales de vínculo) y con direcciones
derivadas de prefijos anunciados por enrutadores locales. Incluso en ausencia
de un enrutador, los hosts del mismo vínculo pueden configurarse
automáticamente con direcciones locales de vínculo y se comunican sin
configuración manual.
Seguridad integrada
La compatibilidad con IPSec es un
requisito del conjunto de protocolos IPv6. Este requisito proporciona una
solución basada en estándares en respuesta a las necesidades de seguridad de
red y aumenta la interoperabilidad entre distintas implementaciones de IPv6.
Mayor compatibilidad con QoS
Los nuevos campos del encabezado de
IPv6 definen cómo se identifica y se controla el tráfico. La identificación del
tráfico mediante un campo Flow Label (Etiqueta de flujo) en el encabezado de
IPv6 permite a los enrutadores identificar y proporcionar un tratamiento
especial a los paquetes que pertenecen a un flujo, un conjunto de paquetes que
viaja entre un origen y un destino. Como el tráfico se identifica en el
encabezado de IPv6, se puede proporcionar compatibilidad con QoS incluso si la
carga de paquetes está cifrada mediante IPSec.
Nuevo protocolo para la interacción de nodos vecinos
El protocolo Neighbor Discovery
(Descubrimiento de vecino) para IPv6 consiste en un conjunto de mensajes del
Protocolo de mensajes de control de Internet para IPv6 (ICMPv6, Internet
Control Message Protocol for IPv6) que administran la interacción de nodos
vecinos (nodos que se encuentran en el mismo vínculo). Neighbor Discovery
reemplaza al Protocolo de resolución de direcciones (ARP, Address Resolution
Protocol) basado en difusión, al protocolo de descubrimiento de enrutadores
de ICMPv4 y a los mensajes Redirect (Redirección) de ICMPv4 con mensajes
Neighbor Discovery de unidifusión y multidifusión.
Capacidad de ampliación
IPv6 se puede ampliar fácilmente
con nuevas características si se agregan encabezados de extensión tras el encabezado
de IPv6. A diferencia de las opciones del encabezado de IPv4, que sólo permite
40 bytes de opciones, el tamaño de los encabezados de extensión de IPv6 sólo
está limitado por el tamaño del paquete de IPv6.