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Tipos de direcciones IPv6
Hay
tres tipos de direcciones IPv6:
1.
Unidifusión
Una dirección de unidifusión identifica a una sola
interfaz en el ámbito del tipo de dirección de unidifusión. Con la tipología de
enrutamiento de unidifusión apropiada, los paquetes dirigidos a una dirección
de unidifusión se entregan a una sola interfaz. Para ajustarse a los sistemas
de equilibrio de carga, RFC 2373 permite que varias interfaces utilicen la
misma dirección, siempre y cuando las distintas interfaces aparezcan como una
sola interfaz para la implementación de IPv6 en el host.
2.
Multidifusión
Una dirección de multidifusión identifica a varias
interfaces. Con la topología de enrutamiento de multidifusión apropiada, los
paquetes dirigidos a una dirección de multidifusión se entregan a todas las
interfaces identificadas por la dirección.
3.
Cualquier
difusión
Una dirección para cualquier difusión identifica a varias
interfaces. Con la topología de enrutamiento apropiada, los paquetes dirigidos
a una dirección para cualquier difusión se entregan a una sola interfaz, la más
próxima que identifica la dirección. La interfaz "más próxima" se
define como la más cercana en términos de distancia de enrutamiento. Una
dirección de multidifusión se utiliza para la comunicación "de uno a
muchos", con entrega a varias interfaces. Una dirección para cualquier
difusión se utiliza para la comunicación "de uno a uno de muchos",
con entrega a una sola interfaz.
En todos los casos, las direcciones IPv6 identifican interfaces, no nodos. Un nodo se identifica mediante cualquier dirección de unidifusión asignada a una de sus interfaces.
Nota En RFC 2373 no se define una dirección de difusión. Todos los tipos de direccionamiento IPv4 se realizan en IPv6 mediante direcciones de multidifusión. Por ejemplo, la subred y las direcciones de difusión limitada de IPv4 se reemplazan por la dirección de multidifusión de todos los nodos de ámbito local de vínculo de FF02::1.
Vínculos y subredes
De forma similar a IPv4, el prefijo de subred de IPv6 (Id. de subred) se asigna a un único vínculo. Se pueden asignar varios Id. de subred al mismo vínculo. Esta técnica se denomina red múltiple.
Direcciones IPv6 de unidifusión
Los siguientes tipos de direcciones son direcciones IPv6 de unidifusión:
Direcciones de unidifusión global agregables
Las direcciones de unidifusión global agregables, identificadas mediante FP 001, equivalen a las direcciones IPv4 públicas. Se pueden enrutar globalmente y es posible el acceso a las mismas en la parte de IPv6 de Internet, conocida como 6bone (red troncal de IPv6).
Como su nombre indica, las direcciones
de unidifusión global agregables están diseñadas para ser agregadas o resumidas
de modo que se obtenga una infraestructura de enrutamiento eficiente. A
diferencia de la tecnología Internet basada en IPv4, que es una mezcla de
enrutamiento plano y jerárquico, la tecnología Internet basada en IPv6 se
diseñó desde el principio para permitir un direccionamiento y un enrutamiento
jerárquicos eficientes. El ámbito (la región de la red interna IPv6 en la que
la dirección es única) de una dirección de unidifusión global agregable es toda
la red Internet de IPv6.
En la figura 4 se muestra la
estructura de una dirección de unidifusión global agregable.
Figura 4 Dirección de unidifusión
global agregable
Los campos de la dirección de unidifusión global agregable son:
TLA ID (Id. de TLA): indica el Agregador de nivel superior (TLA, Top Level Aggregator) para la dirección. El tamaño de este campo es de 13 bits. TLA identifica el nivel superior de la jerarquía de enrutamiento. La asociación IANA administra los TLA, que se asignan a registros locales de Internet que, a su vez, asignan TLA individuales a grandes proveedores de servicios Internet (ISP) de largo alcance. Un campo de 13 bits permite hasta 8.192 TLA distintos. Los enrutadores del nivel superior de la jerarquía de enrutamiento en Internet de IPv6 (denominados enrutadores libres predeterminados) no tienen una ruta predeterminada, sólo rutas con prefijos de 16 bits que corresponden a los TLA asignados.
Res: bits reservados para uso futuro al expandir el tamaño del Id. de TLA o del Id. de NLA. El tamaño de este campo es de 8 bits.
NLA ID (Id. de NLA): indica el Agregador de nivel siguiente (NLA, Next-Level Aggregator) para la dirección. El Id. de NLA se utiliza para identificar un sitio de cliente específico. El tamaño de este campo es de 24 bits. El Id. de NLA permite a un ISP crear varios niveles de jerarquía de direccionamiento dentro de una red para organizar el enrutamiento y el direccionamiento de los ISP en un nivel inferior e identificar sitios. La estructura de la red de los ISP es transparente para los enrutadores libres predeterminados.
SLA ID (Id. de SLA): indica el Agregador de nivel de sitio (SLA, Site-Level Aggregator) para la dirección. El Id. de SLA puede servir a una organización para identificar subredes dentro de su sitio. El tamaño de este campo es de 16 bits. La organización puede utilizar estos 16 bits en su sitio para crear 65.536 subredes o niveles múltiples de jerarquía de direccionamiento y una infraestructura de enrutamiento eficiente. Con una flexibilidad de 16 bits para las subredes, un prefijo de unidifusión global agregable asignado a una organización equivale a asignar a esa organización un Id. de red de Clase A de IPv4 (siempre y cuando el último octeto se utilice para identificar nodos en subredes). La estructura de la red del cliente es transparente para los ISP.
Interface ID (Id. de
interfaz): indica la interfaz de una subred específica. El tamaño de este campo
es de 64 bits.
Los campos de una dirección de unidifusión global agregable crean la estructura en tres niveles que se muestra en la figura 5.
Figura 5 Estructura en tres niveles
de la dirección de unidifusión global agregable
La topología pública es la colección de ISP grandes y pequeños que proporcionan acceso a la parte IPv6 de Internet. La topología del sitio es la colección de subredes del sitio de una organización. El identificador de interfaz identifica a una interfaz específica de una subred en el sitio de una organización. Para obtener más información acerca de las direcciones de unidifusión global agregables, consulte RFC 2374.
Direcciones de unidifusión de uso local
Hay dos tipos de direcciones de unidifusión de uso local:
Los nodos utilizan las direcciones locales de vínculo identificadas mediante FP 1111 1110 10 cuando se comunican con nodos vecinos en el mismo vínculo. Por ejemplo, en una red IPv6 de vínculo único sin enrutador, las direcciones locales de vínculo se utilizan para la comunicación entre los hosts del vínculo. Las direcciones locales de vínculo equivalen a direcciones IPv4 configuradas automáticamente en sistemas que ejecutan Microsoft Windows con el prefijo 169.254.0.0/16. El ámbito de una dirección local de vínculo es el vínculo local.
Se necesita una dirección local de
vínculo para los procesos Neighbor Discovery (Descubrimiento de vecino) y
siempre se configura automáticamente, incluso en ausencia de todas las demás
direcciones de unidifusión. Para obtener más información acerca del proceso de
configuración automática para direcciones de vínculo local, consulte
"Configuración automática de direcciones".
En la figura 6 se muestra la estructura de la dirección local de vínculo.
Figura 6 Dirección local de vínculo
Las direcciones locales de vínculo siempre empiezan por FE80. Con el identificador de interfaz de 64 bits, el prefijo para las direcciones locales de vínculo es siempre FE89::/64. Un enrutador IPv6 nunca reenvía el tráfico de vínculo local más allá del vínculo.
Las direcciones locales de sitio, identificadas mediante FP 1111 1110 11, equivalen al espacio de direcciones privadas de IPv4 (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16). Por ejemplo, las intranets privadas que no tienen una conexión directa enrutada a Internet de IPv6 pueden utilizar direcciones locales de sitio sin entrar en conflicto con direcciones de unidifusión global agregables. No se puede tener acceso a las direcciones locales de sitio desde otros sitios y los enrutadores no deben reenviar el tráfico local fuera del sitio. Las direcciones locales de sitio se pueden utilizar junto con las direcciones de unidifusión global agregables. El ámbito de una dirección local de sitio es el sitio (la red interna de la organización).
A diferencia de las direcciones
locales de vínculo, las direcciones locales de sitio no se configuran
automáticamente y deben asignarse a través de procesos de configuración de
direcciones sin estado y con estado. Para obtener más información, consulte
"Configuración automática de direcciones".
En la figura 7 se muestra la estructura de la dirección local de sitio.
.
Figura 7 Dirección local de sitio
Los primeros 48 bits son siempre fijos para las direcciones locales de sitio, que empiezan por FEC0::/48. Después de los 48 bits fijos hay un identificador de subred de 16 bits (campo Subnet ID o Id. de subred) que proporciona 16 bits, con el que se pueden crear subredes en una organización. Con 16 bits, se pueden tener hasta 65.536 subredes en una estructura de subredes plana o se pueden subdividir los bits de orden superior del campo Id. de subred para crear una infraestructura de enrutamiento agregable y jerárquica. Después del campo Subnet ID hay un campo Interface ID (Id. de interfaz) que identifica una interfaz específica en una subred.
La dirección de unidifusión global agregable y la dirección local de sitio comparten la misma estructura aparte de los 48 bits de la dirección. En las direcciones de unidifusión global agregables, el Id. de SLA identifica la subred en una organización. Para las direcciones locales de sitio, el Id. de subred realiza la misma función. Debido a esto, puede crear una infraestructura de enrutamiento de subredes que se utiliza para direcciones de unidifusión global agregables y locales de sitio.
Direcciones IPv6 especiales
A continuación se muestran direcciones IPv6 especiales:
La dirección no especificada (0:0:0:0:0:0:0:0 ó ::) sólo se utiliza para indicar la ausencia de una dirección. Equivale a la dirección IPv4 no especificada 0.0.0.0. La dirección no especificada se suele utilizar como dirección de origen para paquetes que intentan comprobar la unicidad de una dirección provisional. La dirección no especificada no se asigna nunca a una interfaz ni se utiliza como dirección de destino.
La dirección de bucle de retroceso (0:0:0:0:0:0:0:1 ó ::1) se utiliza para identificar una interfaz de bucle de retroceso, lo que permite que un nodo se envíe paquetes a sí mismo. Equivale a la dirección IPv4 de bucle de retroceso 127.0.0.1. Los paquetes dirigidos a la dirección de bucle de retroceso nunca deben enviarse a través de un vínculo o reenviarse mediante un enrutador de IPv6.
Direcciones de compatibilidad
Para ayudar a la migración de IPv4 a IPv6 y a la coexistencia de ambos tipos de hosts, se definen las siguientes direcciones:
La dirección compatible con IPv4, 0:0:0:0:0:0:w.x.y.z o ::w.x.y.z (donde w.x.y.z es la representación decimal con puntos de una dirección IPv4), es utilizada por nodos de doble pila que se comunican con IPv6 sobre una infraestructura de IPv4. Los nodos de doble pila son nodos con protocolos IPv4 e IPv6. Cuando se utiliza la dirección compatible con IPv4 como destino de IPv6, el tráfico de IPv6 se encapsula automáticamente con un encabezado de IPv4 y se envía al destino mediante la infraestructura de IPv4.
La dirección asignada de IPv4, 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z o ::FFFF:w.x.y.z, se utiliza para representar un nodo que es sólo de IPv4 ante un nodo IPv6. Se utiliza únicamente para la representación interna. La dirección asignada de IPv4 nunca se utiliza como dirección de origen o de destino de un paquete IPv6.
Direcciones NSAP e IPX
Para proporcionar un medio de asignar direcciones de Punto de acceso a servicios de red (NSAP, Network Service Access Point) y de Intercambio de paquetes entre redes (IPX, Internetwork Packet Exchange) a direcciones IPv6, se definen direcciones NSAP e IPX.
Las direcciones NSAP utilizan FP 0000001 y asignan los últimos 121 bits de la dirección IPv6 a una dirección NSAP. Para obtener más información acerca de los cuatro tipos de asignaciones de direcciones NSAP, consulte RFC 1888.
Las direcciones IPX utilizan FP 0000010 y asignan los últimos 121 bits de la dirección IPv6 a una dirección IPX. Aún no se ha definido la asignación de una dirección IPX a una dirección IPv6.
Direcciones IPv6 de multidifusión
En IPv6, el tráfico de multidifusión funciona del mismo modo que en IPv4. Los nodos IPv6 ubicados arbitrariamente pueden atender al tráfico de multidifusión en una dirección de multidifusión IPv6 arbitraria. Los nodos IPv6 pueden escuchar a varias direcciones de multidifusión simultáneamente. Los nodos pueden unirse a un grupo de multidifusión o abandonarlo en cualquier momento.
Las direcciones de multidifusión utilizan FP 11111111. Es fácil clasificar una dirección IPv6 como de multidifusión, ya que siempre empieza por "FF". Las direcciones de multidifusión no se pueden utilizar como direcciones de origen o como destinos intermedios en un encabezado Routing (Enrutamiento).
Además de FP, las direcciones de multidifusión
incluyen una estructura adicional para identificar sus indicadores, ámbito y
grupo de multidifusión.
En la figura 8 se muestra la dirección de multidifusión IPv6.
Figura 8 Dirección de multidifusión
IPv6.
Los campos del encabezado son los siguientes:
Flags (Indicadores): muestra los indicadores establecidos en la dirección de multidifusión. El tamaño de este campo es de 4 bits. Según RFC 2373, el único indicador definido es el indicador de provisionalidad, Transient (T). El indicador T utiliza el bit de orden inferior del campo Flags. Cuando se establece en el valor 0, el indicador T indica que la dirección de multidifusión es una dirección asignada de forma definitiva (bien conocida) por la Autoridad de números asignados de Internet (IANA, Internet Assigned Numbers Authority). Cuando se establece en el valor 1, el indicador T especifica que la dirección de multidifusión es transitoria (no está definitivamente asignada).
Scope (Ámbito): indica el ámbito de la red interna de IPv6 para la que está previsto el tráfico de multidifusión. El tamaño de este campo es de 4 bits. Además de la información proporcionada por los protocolos de enrutamiento de multidifusión, los enrutadores utilizan el ámbito de multidifusión para determinar si se puede reenviar el tráfico de multidifusión.
En la tabla 3 se muestran los valores definidos para el campo Scope.
Tabla 3 Valores definidos para el campo Scope
|
Valor |
Ámbito |
|
0 |
Reservado |
|
1 |
Ámbito local de nodo |
|
2 |
Ámbito local de vínculo |
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5 |
Ámbito local de sitio |
|
8 |
Ámbito local de organización |
|
E |
Ámbito global |
|
F |
Reservado |
Por ejemplo, el tráfico con la dirección de multidifusión FF02:: tiene un ámbito local de vínculo. Un enrutador IPv6 nunca reenvía este tráfico más allá del vínculo local.
Id. de grupo: identifica el grupo de multidifusión y es único en el ámbito. El tamaño de este campo es de 112 bits. Los Id. de grupo asignados definitivamente son independientes del ámbito. Los Id. de grupo transitorios sólo son relevantes para un ámbito determinado. Las direcciones de multidifusión comprendidas entre FF01:: y FF0F:: son direcciones bien conocidas y reservadas.
Para identificar todos los nodos de los ámbitos locales de nodo y de vínculo, se definen las siguientes direcciones:
Para identificar todos los enrutadores de los ámbitos locales de nodo, de vínculo y de sitio, se definen las siguientes direcciones:
Con 112 bits en el Id. de grupo, es
posible tener 2112 Id. de grupo. Sin embargo, debido a la forma en
la que las direcciones de multidifusión IPv6 se asignan a las direcciones MAC
de multidifusión Ethernet, RFC 2373 recomienda asignar el Id. de grupo a partir
de los 32 bits de orden inferior de la dirección de multidifusión IPv6 y
establecer en cero los demás bits del Id. de grupo original. Al utilizarse
únicamente los 32 bits de orden inferior, cada Id. de grupo se asigna a una
dirección MAC de multidifusión Ethernet única.
En la figura 9 se muestra la dirección de multidifusión IPv6 modificada.
Figura 9 Dirección de multidifusión
IPv6 modificada con un Id. de grupo de 32 bits.
Dirección de nodo solicitado
La dirección de nodo solicitado facilita una consulta eficiente de los nodos de red durante la resolución de direcciones. En IPv4, la trama de solicitud de ARP se envía a la difusión de nivel MAC, lo que afecta a todos los nodos del segmento de red, incluidos los que no utilizan IPv4. IPv6 utiliza el mensaje Neighbor Discovery (Descubrimiento de vecino) para realizar la misma operación. Sin embargo, en vez de utilizar la dirección de multidifusión de todos los nodos de ámbito de vínculo local como destino del mensaje Neighbor Solicitation (Solicitud de vecino), lo que afectaría a todos los nodos IPv6 del vínculo local, se utiliza la dirección de multidifusión de nodo solicitado. La dirección de multidifusión de nodo solicitado consta del prefijo FF02::1:FF00:0/104 y los últimos 24 bits de la dirección IPv6 que se va a resolver.
Por ejemplo, para el nodo con la dirección IPv6 local de vínculo FE80::2AA:FF:FE28:9C5A, la dirección de nodo solicitado correspondiente es FF02::1:FF28:9C5A. Para resolver la dirección FE80::2AA:FF:FE28:9C5A en la dirección de su nivel de vínculo, un nodo puede enviar un mensaje Neighbor Solicitation a la dirección de nodo solicitado FF02::1:FF28:9C5A. El nodo que utiliza la dirección FE80::2AA:FF:FE28:9C5A escucha el tráfico de multidifusión en la dirección del nodo solicitado y, para las interfaces que corresponden a una tarjeta adaptadora de red física, habrá registrado la dirección de multidifusión correspondiente con la tarjeta adaptadora de red.
El resultado del uso de la dirección de multidifusión de nodo solicitado es que, para las resoluciones de direcciones, algo que ocurre comúnmente en los vínculos, no se necesita un mecanismo que afecte a todos los nodos de la red. Si se utiliza la dirección de nodo solicitado, muy pocos nodos se ven afectados durante la resolución de direcciones. En la práctica, debido a la relación existente entre la dirección MAC de Ethernet, el Id. de interfaz y la dirección de nodo solicitado, la dirección de nodo solicitado actúa como dirección de pseudo-unidifusión para una resolución de direcciones eficiente.
Direcciones IPv6 para cualquier difusión
Una dirección para cualquier difusión se asigna a varias interfaces. La infraestructura de enrutamiento reenvía los paquetes dirigidos a una dirección de unidifusión a la interfaz más próxima a la que esté asignada la dirección para cualquier difusión. Para facilitar la entrega, la infraestructura de enrutamiento debe conocer las interfaces a las que se asignan direcciones para cualquier difusión y su "distancia" en términos de medida de enrutamiento. Actualmente, las direcciones para cualquier difusión sólo se utilizan como direcciones de destino y se asignan únicamente a los enrutadores. Las direcciones para cualquier difusión se asignan fuera del espacio de direcciones de unidifusión y el ámbito de una dirección para cualquier difusión es el ámbito del tipo de dirección de unidifusión desde el que se asigna la dirección para cualquier difusión.
La dirección para cualquier
difusión de Subred-Enrutador está predefinida y es necesaria. Se crea a partir
del prefijo de subred para una interfaz dada. Para crear la dirección para
cualquier difusión de Subred-Enrutador, los bits del prefijo de subred quedan
fijos en sus valores correspondientes y los bits restantes se establecen en 0.
La figura 10 ilustra la dirección para cualquier difusión de Subred-Enrutador.
Figura 10 Dirección para cualquier difusión de Subred-Enrutador
Todas las interfaces de enrutador conectadas a una subred se asignan a la dirección para cualquier difusión de Subred-Enrutador de la subred. La dirección para cualquier difusión de Subred-Enrutador se utiliza para la comunicación con uno o varios enrutadores conectados a una subred remota.
Direcciones IPv6 para un host
Por lo general, un host IPv4 con un solo adaptador de red tiene una única dirección IPv4 asignada al adaptador. Sin embargo, un host IPv6 suele tener varias direcciones IPv6, incluso con una sola interfaz. A un host IPv6 se le asignan las siguientes direcciones de unidifusión:
Un host IPv6 típico es multitarjeta (tiene varias interfaces o direcciones) porque tiene al menos dos direcciones con las que puede recibir paquetes (una dirección local de vínculo para el tráfico del vínculo local y una dirección agregable o local de sitio que se puede enrutar).
Además, cada host escucha el tráfico en las siguientes direcciones de multidifusión:
Direcciones IPv6 para un enrutador
A un enrutador IPv6 se le asignan las siguientes direcciones de unidifusión:
Además, cada enrutador escucha el tráfico en las siguientes direcciones de multidifusión: