IPV6 - Parte 1 de 2 - Fundamentos

IPV6

Hola amigos, en el post de hoy conoceremos la IPV6; el IPv6 nació debido al crecimiento de los dispositivos que necesitan de una dirección IP para interactuar en la red, como sabemos la dirección IP son 4 octetos, esto quiere decir que aunque tenga una capacidad de millones de direcciones estás son limitadas, y en la actualidad y con el crecimiento del IoT o el internet de las cosas mas dispositivos necesitan una dirección única para conectarse a Internet.

Otra de las razones del IPv6 es la seguridad, ya que al paquete se le agrega un campo de autenticación lo cual hace que al llegar el paquete a su destino se valide que es un paquete seguro y que no ha sido modificado en el trayecto.

Otra de las ventajas del IPv6 es la eliminación del NAT, ya que cada dirección será única para cada dispositivo y se configurara automáticamente ya que la dirección del dispositivo se hará junto con su mac address.

Las IPv6 usan en lugar del sistema binario, el sistema hexadecimal el cual el peso de los valores se muestra de la siguiente manera:

Como vemos el binario que hace referencia al número 2, solo cuenta con 2 posiciones, mientras que el Hexadecimal que hace referencia al número 16 cuenta con 16 posiciones; como podemos observar los valores del 10 al 15 son sustituidos por letras las cuales van de la A a la F, mientras que en el sistema decimal el cual nosotros usamos en el día a día hace referencia al número 10 ya que son 10 posiciones; recordemos que el 0 en computación cuenta como la primera posición y no toma el número 1 como la primera posición o desde comienza a contar, al contrario de como se suele utilizar en el día a día para contar los objetos.

*Otro sistema numérico utilizado es el octal el cual hace referencia al número 8 y esta representado de la posición 0 a la 7.

Para entender un poco el hexadecimal se muestran unos ejemplos de conversión de hexadecimal a decimal.

Para conocer un poco mas de la IPv6 vamos a ver algunas características:

El direccionamiento se mueve de 32 bits (IPv4) a 128 bits (IPv6)

Cuando convertimos de Hexadecimal a Binario hay que recordar que son 4 bits por número:

Se divide en 8 grupos de 4 carácteres hexadecimales.

Provee un mecanismo para simplificar la dirección Ipv6.

REGLAS DE SIMPLIFICACIÓN

Estas reglas de simplificación lo veremos con el siguiente ejemplo:

1.- Tenemos la siguiente IPv6:

2001:0050:0000:0000:0000:0AB4:1E2B:98AA

Lo primero es eliminar los grupos de ceros consecutivos y se agregan dos puntos (::) en su lugar, quedando la IPv6 de la siguiente manera:

2001:0050::0AB4:1E2B:98AA

2.- Con el resultante, solo quitamos los ceros que se encuentren a la izquierda de cada grupo.

2001:50::AB4:1E2B:98AA

con esto ya tenemos una IPv6 simplificada.

TIPOS DE COMUNICACIÓN

En la IPv6 existe diferentes tipos de comunicación como en IPv4.

Como vemos en IPv6 se elimina el broadcast y se agrega un nuevo tipo de comunicación el cual es el Anycast.

Dentro de los tipos de comunicación IPv6 se encuentran los siguientes:

Unicast: Este tipo de comunicación es uno a uno, lo podemos ver al compartir un archivo entre dos PCs o al visitar un sitio web.

Multicast: Este tipo de comunicación es uno a muchos, se puede entender cuando se tiene una videollamada con algunos otras personas desde diferentes dispositivos, otro ejemplo es cuando hacemos una imagen de una computadora y al replicarla todas las PCs toman su configuración inicial.

Anycast: Este tipo de comunicación es exclusivo de Ipv6 y tiene la particularidad de que podemos tener IP duplicadas y poder llegar a la IP mas cercana, esto lo podemos ver por ejemplo si tenemos un servidor web en USA y otro en Brasil, al tratar de alcanzar la página web nos responderá con la IP que tienen ambos servidores, solo que nos enrutara al mas cercano, en este caso al servidor de USA.

TIPOS DE DIRECCIONES

En IPv6 se tienen 3 tipos de direcciones que se pueden tener al mismo tiempo, ya que cada una tiene una función especial, las cuales son:

Link-local Scope Address (L2)

• Esta dirección se usa solo para conexiones locales, es decir a equipos que se encuentran en la misma red, y funciona en capa 2.
• Estas direcciones no son enrutables, es decir no se conocen a nivel ruteo en internet.
• Esta dirección se utiliza para el protocolo Neighbor discovery protocol.
• Estas direcciones siempre se encuentran con el inicio FE80::/64 que representa la porción de red. Esta dirección se crea con el prefijo de red y la dirección mac address del dispositivo. Los ultimos 64 bits son 48 bits de la Mac address y en medio de la mac address se coloca el prefico FFFE.

Este es un ejemplo de dirección link-local:

simplificando queda de la siguiente manera:

FE80::0019:D1FF:FE22:DCF3

FE80::19:D1FF:FE22:DCF3

Unique/Site-Local scope address (Organización)

Esta dirección es parecida a una IP privada de IPv4, estas tampoco son enrutables a internet.

Estas direcciones están en el bloque FC00::/7; este a su vez se divide en dos FC00::/8 y FD00::/8, el segmento que se utiliza para asignación de PCs es el FD00::/8, para formar una dirección IP para una PC y que sea valida, se agrega una cadena aleatoria de 40 bits.

Por ejemplo si tenemos la siguiente cadena aleatoria E45DCA92E3, usando el prefijo FD00::/8, queda de la siguiente manera:

Primera red

FDE4:5DCA:92E3::/64

Ultima red

FDE4:5DCA:92E3:FFFF::/64

Algunas reglas para las redes:

• Usar el prefijo FD como los primeros dos dígitos hexadecimales.
• Elejir una ID global única de 40 bits.
• Agregue el ID global a FD para crear un prefijo de 48 bits, que se usa como el prefijo de todas sus direcciones.
• Usar los siguientes 16 bits como un campo de subred.
• Tenga en cuenta que la estructura deja un campo de ID de interfaz de 64 bits (Hosts).

GLOBAL LOCAL

Las direcciones Global Unicast en IPv6 son el equivalente de las direcciones IP públicas en IPv4.

Los primeros 3 bits de estas direcciones IP están compuestos por los valores 001 (en notación binaria), por lo tanto, el prefijo de estás direcciones IP siempre tendrá un valor hexadecimal de 2000 con una máscara /3.

Los posibles prefijos que podrían ser utilizados para representar direcciones IP del tipo Global Unicast serían:

2000 (010) – dirección válida Global Unicast

3000 (011) – dirección válida Global Unicast

Teniendo la IP:

2000:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b

Tenemos entonces que de los primeros 64 bits de un total de 128 bits, los 3 bits primeros representan el Prefijo Global. 

Los siguientes 45 bits identifican la red asignada a las organizaciones. 

Los siguientes 16 bitsrepresentan la subred (Subnet ID) en caso de realizarse una subdivisión de la red (Subnetting).

En resumen, los primeros 64 bits de una dirección IPv6 los podemos dividir en tres componentes:

• Prefijo Global (3 bits)
• Red (45 bits)
• Subred (16 bits)

Los últimos 64 bits representan la porción de host que se genera con la mac address.

Espero que este post les haya aclarado un poco mas acerca de la nueva IPv6, en el siguiente post veremos como se configura una IPv6 en un dispositivo.