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Introducción a Internet Protocol versión 6 (IPv6)

El Protocolo de Internet versión 6 (IPv6) es un conjunto de protocolos estándar para la capa de red de Internet. IPv6 está diseñado para resolver muchos de los problemas de la versión actual del conjunto de protocolos de Internet (conocido como IPv4) sobre el agotamiento de direcciones, la seguridad, la configuración automática, la extensibilidad, etc. IPv6 amplía las funcionalidades de Internet para habilitar nuevos tipos de aplicaciones, incluidas las aplicaciones punto a punto y móviles. A continuación se muestran los principales problemas del protocolo IPv4 actual:

  • Agotamiento rápido del espacio de direcciones.

    Esto ha llevado al uso de Los traductores de direcciones de red (NAT) que asignan varias direcciones privadas a una sola dirección IP pública. Los principales problemas creados por este mecanismo son la sobrecarga de procesamiento y la falta de conectividad de un extremo a otro.

  • Falta de compatibilidad con la jerarquía.

    Debido a su organización de clases predefinida inherente, IPv4 carece de compatibilidad jerárquica verdadera. Es imposible estructurar las direcciones IP de una manera que realmente asigna la topología de red. Este defecto de diseño crucial crea la necesidad de tablas de enrutamiento de gran tamaño para entregar paquetes IPv4 a cualquier ubicación de Internet.

  • Configuración de red compleja.

    Con IPv4, las direcciones deben asignarse estáticamente o usar un protocolo de configuración como DHCP. En una situación ideal, los hosts no tendrían que confiar en la administración de una infraestructura DHCP. En su lugar, podrían configurarse en función del segmento de red en el que se encuentran.

  • Falta de autenticación integrada y confidencialidad.

    IPv4 no requiere compatibilidad con ningún mecanismo que proporcione autenticación o cifrado de los datos intercambiados. Esto cambia con IPv6. La seguridad del protocolo de Internet (IPSec) es un requisito de compatibilidad con IPv6.

Un nuevo conjunto de protocolos debe cumplir los siguientes requisitos básicos:

  • Enrutamiento a gran escala y direccionamiento con poca sobrecarga.
  • Configuración automática para varias situaciones de conexión.
  • Autenticación integrada y confidencialidad.

Direccionamiento IPv6

Con IPv6, las direcciones tienen 128 bits de longitud. Una razón para este espacio de direcciones grande es subdividir las direcciones disponibles en una jerarquía de dominios de enrutamiento que reflejan la topología de Internet. Otra razón es asignar las direcciones de los adaptadores de red (o interfaces) que conectan los dispositivos a la red. IPv6 cuenta con una funcionalidad inherente para resolver direcciones en su nivel más bajo, que se encuentra en el nivel de interfaz de red y también tiene funcionalidades de configuración automática.

Representación de texto

A continuación se muestran las tres formas convencionales que se usan para representar las direcciones IPv6 como cadenas de texto:

  • Formato hexadecimal con dos puntos:

    Este es el formulario n:n:n:n:n:n:n:npreferido. Cada n representa el valor hexadecimal de uno de los ocho elementos de 16 bits de la dirección. Por ejemplo: 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.

  • Formulario comprimido:

    Debido a la longitud de la dirección, es habitual tener direcciones que contengan una cadena larga de ceros. Para simplificar la escritura de estas direcciones, use la forma comprimida, en la que una sola secuencia contigua de 0 bloques se representa mediante un símbolo de dos puntos (::). Este símbolo solo puede aparecer una vez en una dirección. Por ejemplo, la dirección FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562 de multidifusión en formato comprimido es FFED::BA98:3210:4562. La dirección 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0 unicast en formato comprimido es 3FFE:FFFF::8:800:20C4:0. La dirección 0:0:0:0:0:0:0:1 de retorno en formato comprimido es ::1. La dirección 0:0:0:0:0:0:0:0 no especificada en formato comprimido es ::.

  • Formulario mixto:

    Este formulario combina direcciones IPv4 e IPv6. En este caso, el formato de dirección es n:n:n:n:n:n:d.d.d.d, donde cada n representa los valores hexadecimales de los seis elementos de dirección de 16 bits de orden superior IPv6, y cada d representa el valor decimal de una dirección IPv4.

Tipos de direcciones

Los bits iniciales de la dirección definen el tipo de dirección IPv6 específico. El campo de longitud variable que contiene estos bits iniciales se denomina prefijo de formato (FP).

Una dirección de unidifusión de IPv6 se divide en dos partes. La primera parte contiene el prefijo de dirección y la segunda parte contiene el identificador de interfaz. Una manera concisa de expresar una combinación de dirección o prefijo IPv6 es la siguiente: ipv6-address/prefix-length.

A continuación se muestra un ejemplo de una dirección con un prefijo de 64 bits.

3FFE:FFFF:0:CD30:0:0:0:0/64.

El prefijo de este ejemplo es 3FFE:FFFF:0:CD30. La dirección también se puede escribir en un formato comprimido, como 3FFE:FFFF:0:CD30::/64.

IPv6 define los siguientes tipos de direcciones:

  • Dirección de unidifusión:

    Identificador de una sola interfaz. Un paquete enviado a esta dirección se entrega a la interfaz identificada. Las direcciones de unidifusión se diferencian de las direcciones de multidifusión por el valor del octeto de orden superior. El octeto de orden superior de las direcciones de multidifusión tiene el valor hexadecimal de FF. Los demás valores de este octeto identifican una dirección de unidifusión. A continuación se presentan diferentes tipos de direcciones unicast:

    • Direcciones locales de vínculo:

      Estas direcciones se usan en un único vínculo y tienen el siguiente formato: FE80::*InterfaceID*. Las direcciones locales de vínculo se usan entre los nodos de un vínculo para la configuración de direcciones automáticas, la detección de vecinos o cuando no hay enrutadores presentes. Una dirección local de vínculo se usa principalmente en el inicio y cuando el sistema aún no ha adquirido direcciones de ámbito mayor.

    • Direcciones locales de sitio:

    Estas direcciones se usan en un único sitio y tienen el siguiente formato: FEC0::*SubnetID*:*InterfaceID*. Las direcciones locales de sitio se usan para direccionar dentro de un sitio sin necesidad de un prefijo global.

    • Direcciones de unidifusión IPv6 globales:

    Estas direcciones se pueden usar a través de Internet y tienen el formato siguiente: *GlobalRoutingPrefix*::*SubnetID*:*InterfaceID*.

  • Dirección de multidifusión:

    Identificador de un conjunto de interfaces (que normalmente pertenecen a distintos nodos). Un paquete enviado a esta dirección se entrega a todas las interfaces identificadas por la dirección. Los tipos de direcciones de multidifusión reemplazan las direcciones de difusión IPv4.

  • Dirección de anycast:

    Identificador de un conjunto de interfaces (que normalmente pertenecen a distintos nodos). Un paquete enviado a esta dirección se entrega solo a una interfaz identificada por la dirección. Esta es la interfaz más cercana identificada por las métricas de enrutamiento. Las direcciones de difusión por proximidad se toman del espacio de direcciones de unidifusión y no se pueden distinguir sintácticamente. La interfaz a la que se realiza el direccionamiento realiza la distinción entre las direcciones de unidifusión y de difusión por proximidad como una función de su configuración.

En general, un nodo siempre tiene una dirección local de vínculo. Puede tener una dirección local de sitio y una o varias direcciones globales.

Enrutamiento IPv6

Un mecanismo de enrutamiento flexible es una ventaja de IPv6. Debido a la manera en que se asignaron y se asignan los identificadores de red IPv4, los enrutadores que están en las redes troncales de Internet deben mantener tablas de enrutamiento de gran tamaño. Estos enrutadores deben conocer todas las rutas para reenviar paquetes que pueden dirigirse a cualquier nodo de Internet. Con su capacidad de agregar direcciones, IPv6 permite direccionamiento flexible y reduce drásticamente el tamaño de las tablas de enrutamiento. En esta nueva arquitectura de direccionamiento, los enrutadores intermedios deben realizar un seguimiento solo de la parte local de su red para reenviar los mensajes correctamente.

Detección de equipos cercanos

Algunas de las características proporcionadas por la detección de vecinos son:

  • Detección de enrutadores: Esto permite a los hosts identificar enrutadores locales.
  • Resolución de direcciones: Esto permite a los nodos resolver una dirección de capa de vínculo para una dirección de próximo salto correspondiente (un reemplazo del Protocolo de resolución de direcciones [ARP]).
  • Configuración automática de direcciones: Esto permite a los hosts configurar automáticamente direcciones locales y globales del sitio.

La detección de vecinos usa el protocolo de mensajes de control de Internet para los mensajes IPv6 (ICMPv6) que incluyen:

  • Anuncio de enrutador: Enviado por un enrutador de forma pseudo-periódica o en respuesta a una solicitud de enrutador. Los enrutadores IPv6 usan anuncios de enrutador para anunciar su disponibilidad, prefijos de dirección y otros parámetros.
  • Solicitud de enrutador: Enviado por un host para solicitar que los enrutadores en el vínculo envíen un anuncio de enrutador inmediatamente.
  • Solicitud de vecino: Enviado por nodos para la resolución de direcciones, la detección de direcciones duplicadas o para comprobar que un vecino sigue siendo accesible.
  • Anuncio vecino: Enviado por nodos para responder a una solicitud de vecino o notificar a los vecinos un cambio en la dirección de la capa de vínculo.
  • Redirigir: Enviado por enrutadores para indicar una mejor dirección de próximo salto a un destino determinado para un nodo de envío.

Configuración automática de IPv6

Un objetivo importante para IPv6 es admitir node Plug and Play. Es decir, debería ser posible conectar un nodo a una red IPv6 y tenerlo configurado automáticamente sin intervención humana.

Tipos de configuración automática

IPv6 admite los siguientes tipos de configuración automática:

  • Configuración automática con estado:

    Este tipo de configuración requiere un cierto nivel de intervención humana porque necesita un servidor de Protocolo de configuración dinámica de host para IPv6 (DHCPv6) para la instalación y administración de los nodos. El servidor DHCPv6 mantiene una lista de nodos a los que proporciona información de configuración. También mantiene la información de estado para que el servidor sepa cuánto tiempo está en uso cada dirección y cuándo podría estar disponible para la reasignación.

  • Configuración automática sin estado:

    Este tipo de configuración es adecuado para organizaciones pequeñas y personas. En este caso, cada host determina sus direcciones a partir del contenido de los anuncios de enrutador recibidos. El uso del estándar IEEE EUI-64 para definir la parte del identificador de red de la dirección permite dar por supuesto que la dirección de host del vínculo es exclusiva.

Independientemente de cómo se determine la dirección, el nodo debe comprobar que su dirección potencial es única para el vínculo local. Para ello, envía un mensaje de convocatoria de vecino a la dirección potencial. Si el nodo recibe cualquier respuesta, sabe que la dirección ya está en uso y debe determinar otra dirección.

Movilidad de IPv6

La proliferación de dispositivos móviles ha introducido un nuevo requisito: un dispositivo debe poder cambiar arbitrariamente las ubicaciones en Internet IPv6 y mantener las conexiones existentes. Para proporcionar esta funcionalidad, a un nodo móvil se le asigna una dirección principal a la que siempre se puede acceder. Cuando el nodo móvil está en casa, se conecta al vínculo principal y usa su dirección principal. Cuando el nodo móvil está lejos de casa, un agente principal, que suele ser un enrutador, retransmite mensajes entre el nodo móvil y los nodos con los que se comunica.

Deshabilitar o habilitar IPv6

Para usar el protocolo IPv6, asegúrese de que está ejecutando una versión del sistema operativo que admita IPv6 y asegúrese de que el sistema operativo y las clases de red estén configurados correctamente.

Pasos de configuración

En la tabla siguiente se enumeran varias configuraciones.

¿Está habilitado el sistema operativo IPv6? ¿Código IPv6 habilitado? Descripción
❌ No ❌ No Puede analizar las direcciones IPv6.
❌ No ✔️ Sí Puede analizar las direcciones IPv6.
✔️ Sí ❌ No Puede analizar direcciones IPv6 y resolver direcciones IPv6 mediante métodos de resolución de nombres no marcados como obsoletos.
✔️ Sí ✔️ Sí Puede analizar y resolver direcciones IPv6 mediante todos los métodos, incluidos los marcados como obsoletos.

IPv6 está habilitado de forma predeterminada. Para configurar este modificador en una variable de entorno, use la variable de entorno DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6. Para obtener más información, consulte Variables de entorno de .NET: DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6.

Consulte también

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