Características de IPv6

El protocolo IPv6 es la nueva versión del protocolo IP, IPv6, ha sido diseñado por el IETF, para reemplazar de forma gradual al protocolo IPv4. En esta versión se han mantenido algunas funciones del protocolo anterior, y se han eliminado algunas funciones que se utilizan con poca frecuencia.

Para esta publicación he tomado la mayor parte de la documentación del Proyecto IPv6 en la RAU, (Red Académica Uruguaya), http://www.rau.edu.uy/ipv6, pues considero que es una documentación completa y esta escrita de una manera fácil de entender.

Características Principales de IPv6

• Mayor espacio de direcciones. El tamaño de las direcciones IP cambia de 32 bits a 128 bits, para soportar: mas niveles de jerarquías de direccionamiento y mas nodos direccionables.

• Simplificación del formato del Header. Algunos campos del header IPv4 se quitan o se hacen opcionales

• Paquetes IP eficientes y extensibles, sin que haya fragmentación en los routers, alineados a 64 bits y con una cabecera de longitud fija, mas simple, que agiliza su procesado por parte del router.

• Posibilidad de paquetes con carga útil (datos) de mas de 65.355 bytes.

• Seguridad en el núcleo del protocolo (Ipsec). El soporte de IPsec es un requerimiento del protocolo IPv6.

• Capacidad de etiquetas de flujo. IPv6 puede ser usada por un nodo origen para etiquetar paquetes pertenecientes a un flujo (flow) de tráfico particular, que requieren manejo especial por los routers IPv6, tal como calidad de servicio no por defecto o servicios de tiempo real. Por ejemplo video conferencia.

• Autoconfiguración: la autoconfiguración de direcciones es mas simple, los 64 bits superiores son configurados por un mensaje desde el router (Router Advertisement) y los 64 bits mas bajos se obtienen con la dirección MAC (en formato EUI-64). En este caso, el largo del prefijo de la subred es 64, por lo que no hay que preocuparse mas por la máscara de red.

• Renumeración y "multihoming": facilitando el cambio de proveedor de servicios.

• Características de movilidad, la posibilidad de que un nodo mantenga la misma dirección IP, a pesar de su movilidad.

• Ruteo más eficiente en el backbone de la red, debido a la jerarquía de direccionamiento basada en aggregation.

• Calidad de servicio (QoS) y clase de servicio (CoS).

• Capacidades de autenticación y privacidad

Direccionamiento IPv6

Las direcciones son de 128 bits e identifican interfaces individuales o conjuntos de interfaces. Al igual que en IPv4 en los nodos se asignan a interfaces.

Se clasifican en tres tipos:

• Unicast identifican a una sola interfaz.Un paquete enviado a una dirección unicast es entregado sólo a la interfaz identificada con dicha dirección. [RFC 2373] [RFC 2374]

• Anycast identifican a un conjunto de interfaces. Un paquete enviado a una dirección anycast, será entregado a alguna de las interfaces identificadas con la dirección del conjunto al cual pertenece esa dirección anycast. [RFC 2526]

• Multicast identifican un grupo de interfaces. Cuando un paquete es enviado a una dirección multicast es entregado a todos las interfaces del grupo identificadas con esa dirección.

En el IPv6 no existen direcciones broadcast, su funcionalidad ha sido mejorada por las direcciones multicast. [RFC 2375]

Representación de las direcciones IPv6

Existen tres formas de representar las direcciones IPv6 como strings de texto.

• x:x:x:x:x:x:x:x donde cada x es el valor hexadecimal de 16 bits, de cada uno de los 8 campos que definen la dirección. No es necesario escribir los ceros a la izquierda de cada campo, pero al menos debe existir un número en cada campo.

Ejemplos:

FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210
1080:0:0:0:8:800:200C:417A

• Como será común utilizar esquemas de direccionamiento con largas cadenas de bits en cero, existe la posibilidad de usar sintacticamente :: para representarlos.El uso de :: indica uno o mas grupos de 16 bits de ceros. Dicho símbolo podrá aparecer una sola vez en cada dirección.

Por ejemplo:

1080:0:0:0:8:800:200C:417A unicast address
FF01:0:0:0:0:0:0:101 multicast address
0:0:0:0:0:0:0:1 loopback address
0:0:0:0:0:0:0:0 unspecified addresses

podrán ser representadas como:

1080::8:800:200C:417A unicast address
FF01::101 multicast address
::1 loopback address
:: unspecified addresses

Para escenarios con nodos IPv4 e IPv6 es posible utilizar la siguiente sintaxis:
x:x:x:x:x:x:d.d.d.d, donde x representan valores hexadecimales de las seis partes más significativas (de 16 bits cada una) que componen la dirección y las d, son valores decimales de los 4 partes menos significativas (de 8 bits cada una), de la representación estándar del formato de direcciones IPv4.
Ejemplos:

0:0:0:0:0:0:13.1.68.3
0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38

o en la forma comprimida

::13.1.68.3
::FFFF:129.144.52.38 

 Representación de los prefijos de las direcciones

Los prefijos de identificadores de subredes, routers y rangos de direcciones IPv6 son expresados de la misma forma que en la notación CIDR utilizada en IPv4.
Un prefijo de dirección IPv6 se representa con la siguiente notación:

direccion-ipv6/longitud-prefijo, donde

direccion-ipv6: es una dirección IPv6 en cualquiera de las notaciones mencionadas anteriormente.

longitud-prefijo: es un valor decimal que especifica cuantos de los bits más significativos, representan el prefijo de la dirección.

Direcciones Global Unicast

Formato de las direcciones global unicast 

Prefijo de ruteo global: es un prefijo asignado a un sitio, generalmente está estructurado jerárquicamente por los RIRs e ISPs.
Identificador de Subred: es el identificador de una subred dentro de un sitio. Está diseñado para que los administradores de los sitios lo estructuren jerárquicamente
Identificador de Interfaz: es el identificador de una interfaz. En todas las direcciones unicast, excepto las que comienzan con el valor binario 000, el identificador de interfaz debe ser de 64 bits y estar construído en el formato Modified EUI-64.

El formato para este caso es el siguiente:

  Calculo de una Dirección IPv6 utilizando la MAC

Una dirección MAC configurada manualmente o por software, no debería ser usada para derivar de ella el identificador de interfaz, pero si no hubiera otra fórmula, su propiedad debe reflejarse en el valor del bit U/L.

DNS

El almacenamiento actual de direcciones de Internet en el Domain Name System (DNS) de IPv4 no se puede extender fácilmente para que soporte direcciones IPv6 de 128 bits, ya que las aplicaciones asumen que a las consultas de direcciones se retornan solamente direcciones IPv4 de 32 bits.

Para poder almacenar las direcciones IPv6 se definieron las siguientes extensiones (ver RFC 3596)

• un nuevo tipo de registro, el registro AAAA. Se usa para almacenar direcciones IPv6, porque las extensiones están diseñadas para ser compatibles con implementaciones de DNS existentes.

• un nuevo dominio para soportar búsquedas basadas en direcciones IPv6. Este dominio es IP6.ARPA.

• Redefinición de las consultas existentes, que localizan direcciones IPv4, para que puedan también procesar direcciones IPv6.

Los cambios son diseñados para ser compatibles con el software existente. Se mantiene el soporte de direcciones IPv4.