ipv4 vs ipv6 trabajo
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IPv4 vs IPv6
INTEGRANTES: Berríos S. Jesús F
Frontado P. Roberto L.
Muñoz R. Manuel E.
FECHA: 24 de Octubre de 2014.
Universidad Católica Andrés Bello Facultad de Ingeniería
Escuela Ingeniería de Telecomunicaciones Cátedra de Sistemas Telemáticos Prof. Ana Montero
INTRODUCCION
Internet Protocol versión 6(IPv6) es un mejora importante sobre IPv4, el cual actualmente se
enfrenta a grandes desafíos. Diseñado en 1970, IPv4 fue inicialmente introducido en una red de
pocos nodos. En 1990 se expandió a una gran base de usuarios finales, expandiendo sus
capacidades. Desde entonces, nuevas aplicaciones con nuevos requerimientos adicionales como
movilidad, nodos para servidores, alcance global y comunicaciones end-to-end serán desplegadas.
IPv6 es una importante base para estas aplicaciones ya que provee mejores sustanciales sobre
IPv4 tales como, mayor cantidad de direcciones IP, mejoras en la eficiencia al enrutar un paquete
IPv6.
IPv4 ya ha sido desplegado y esta masivamente difundido en todas las redes del mundo, y seguirá
siendo una gran parte dominante en nuestra época.
Los métodos de transición de los cuales se hablara en este trabajo, son métodos que ayudaran a
aligerar el proceso de cambio de IPv4 a IPv6, y asegurar que coexistan juntos en este periodo.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Es un hecho que se han acabado las direcciones IPv4, ya no queda ningún rango disponible para
ningún ISP. Por ahora no lo notamos, pero a medida que el tiempo transcurra sabremos de
tecnologías que pudieron haberse implantado pero han sido frenadas por la ausencia de estas
direcciones.
Ipv6 es un sistema de direcciones mucho más escalable, potente y amplio que IPv4, utiliza un
sistema de direcciones basado en 128 bits, con lo que posee una gama mucho más amplia de
direcciones.
La transición de IPv4 a IPv6 es necesaria. Ya que como mencionamos anteriormente las
direcciones IPv4 se han agotado, por lo tanto, las empresas deben prepararse para implementar
IPv6 en todos sus productos y servicios. Esta transición no es cuestión de eliminar IPv4 y sustituirlo
inmediatamente con IPv6, debido principalmente a factores económicos.
IPv4 no desaparecerá de la noche a la mañana. En realidad, coexistirá durante un tiempo con IPv6
y será reemplazado gradualmente por éste. Por este motivo, IPv6 incluye técnicas de migración
que abarcan cada caso de actualización de IPv4 concebible.
IPV4
El desarrollo de la pila de protocolo TCP/IP a principios de los 80, trajo como un elemento
importante el direccionamiento lógico de los hosts con el uso de direcciones de 32 bits
denominadas direcciones IP, ubicadas en la capa de red y que se representan con 4 bytes
separados por puntos (A.B.C.D., donde cada letra tiene un valos entres 1 y 255); pero actualmente,
se dice que este rango de direcciones se está agotando.
Para comprender los problemas de direccionamiento IP que enfrentan los administradores de red
en la actualidad, hay que tener en cuenta que el espacio de direcciones de IPv4 proporciona
aproximadamente 4 294 967 296 direcciones únicas. De éstas, sólo es posible asignar 3700
millones de direcciones porque el sistema de direccionamiento IPv4 separa las direcciones en
clases y reserva direcciones para multicast, pruebas y otros usos específicos.
A partir de cifras muy recientes dadas a conocer en enero de 2007, aproximadamente 2400
millones de las direcciones IPv4 disponibles ya están asignadas a usuarios finales o ISP. Esto deja
unas 1300 millones de direcciones disponibles del espacio de direcciones IPv4. Si bien parece ser
una cifra importante, el espacio de direcciones IPv4 se está agotando.
En la última década, la comunidad de Internet ha analizado el problema del agotamiento de las
direcciones IPv4 y se han publicado enormes cantidades de informes. Algunos de ellos predecian
que las direcciones IPv4 se agotarán para el año 2010, otros dicen que esto no ocurrirá hasta el
2013, pero como se podría observar, todavía se mantiene el direccionamiento IPv4 en nuestro
entorno.
El crecimiento de Internet, acompañado por una capacidad informática en crecimiento, ha
extendido el alcance de las aplicaciones basadas en IP.
El conjunto de números de direcciones se está reduciendo por los siguientes motivos:
Crecimiento de la población: la población de Internet está creciendo, además, los usuarios
permanecen conectados durante más tiempo, lo que hace que reserven direcciones IP durante
períodos más prolongados y se comuniquen con una cantidad creciente de peers cada día.
Usuarios móviles: la industria ha colocado más de mil millones de teléfonos móviles. Se han
vendido más de 20 millones de dispositivos móviles habilitados para IP, incluidos los asistentes
digitales personales (PDA, Personal Digital Assistants), pen tablets, blocs de notas y lectores de
código de barras. Cada día se conectan más dispositivos habilitados para IP. Los teléfonos
antiguos no necesitaban direcciones IP, pero los nuevos sí las necesitan.
Transporte: Los automóviles más recientes están habilitados para IP, para permitir el monitoreo
remoto y proporcionar mantenimiento y asistencia con rapidez. Lufthansa ya brinda conectividad a
Internet en sus vuelos. Más empresas de transporte, incluido el transporte marítimo,
proporcionarán servicios similares.
Productos electrónicos para los consumidores: los dispositivos para el hogar permiten la
supervisión remota mediante la tecnología IP. Las grabadoras de video digital (DVR, Digital Video
Recorders) que descargan y actualizan guías de programas de Internet son un ejemplo. Las redes
domésticas pueden conectar estos dispositivos.
IPv4 vs IPv6
IPv6 no existiría si no fuera por el agotamiento evidente de las direcciones IPv4 disponible. Sin
embargo, más allá del mayor espacio de direcciones IP, el desarrollo de IPv6 presentó
oportunidades para aplicar lo aprendido a partir de las limitaciones de IPv4 y crear así un protocolo
con funciones nuevas y mejoradas.
La mayor simplicidad de la arquitectura de encabezados y el funcionamiento del protocolo significa
que se reducen los gastos operativos. Las funciones de seguridad incorporadas posibilitan
prácticas de seguridad más sencillas que muchas redes actuales necesitan. Sin embargo, tal vez la
mejora más importante ofrecida por IPv6 son las funciones de configuración automática de
direcciones que ofrece.
En la figura 1 se muestra el encabezado Ipv4:
Figura 1: Encabezado IPv4
En la figura 2 se muestra el encabezado IPv6:
Figura 2: Encabezado IPv6
Ajustes importantes:
- Los campos de fragmentación se quitaron del encabezado básico
- Las opciones IP se sacaron del encabezado base
- Se elimina el campo de checksum del encabezado
- El campo de longitud del encabezado se elimina
- EL campo de longitud no incluye el encabezado IPv6
- La alineación (alignment) cambia de 32 a 64 bits
Puntos revisados:
- TTL (tiempo de vida) -> hop limit (límite de saltos)
- Protocol -> next header (próximo encabezado)
- Precedencia y TOS -> traffic class (clase de tráfico)
- Direcciones incrementados de 32 bits a 64 bits
Ampliado:
- Se agrega el campo de etiqueta de flujo (flow label)
Internet está evolucionando con rapidez de un conjunto de dispositivos estacionarios a una red
fluida de dispositivos móviles. IPv6 permite a los dispositivos móviles adquirir direcciones y pasar
de una dirección a otra con rapidez a medida que se conectan a diferentes redes externas, sin
necesidad de contar con un agente externo. (Un agente externo es un router que puede funcionar
como punto de conexión para un dispositivo móvil cuando éste hace roaming desde la red propia a
una red externa).
La configuración automática de direcciones también significa que la conectividad en red plug-and-
play es más sólida. La configuración automática admite consumidores que pueden tener una
combinación indistinta de computadoras, impresoras, cámaras digitales, radios digitales, teléfonos
IP, dispositivos del hogar habilitados para Internet y juguetes robóticos conectados a las redes
domésticas. Muchos fabricantes ya integran IPv6 en sus productos.
MEJORAS QUE OFRECE IPv6
Direccionamiento IP mejorado
Un espacio de direcciones más grande ofrece varias mejoras, entre ellas:
- Más posibilidad de conexión y flexibilidad global.
- Mejor agrupación de los prefijos IP anunciados en las tablas de enrutamiento.
- Hosts con múltiples conexiones. La multiconexión es una técnica para aumentar la confiabilidad
de la conexión a Internet de una red IP. Con IPv6, un host puede tener varias direcciones IP a
través de un enlace ascendente físico. Por ejemplo, un host puede conectarse a varios ISP.
- Configuración automática que puede incluir direcciones de capa de enlace de datos en el espacio
de la dirección.
- Más opciones plug-and-play para más dispositivos.
- Redireccionamiento de extremo a extremo de público a privado sin traducción de direcciones. - - -
Esto hace que las redes entre peers (P2P) sea más funcional y fácil de implementar.
- Mecanismos simplificados para renumeración y modificación de direcciones
Mayor movilidad y seguridad
La movilidad y la seguridad ayudan a asegurar el cumplimiento con las funciones de los estándares
de IP móvil y seguridad de IP (IPsec). La movilidad permite a las personas que tienen dispositivos
de red móviles, muchos de ellos con conectividad inalámbrica, conectarse a diferentes redes.
El estándar de IP móvil del IETF está disponible tanto para IPv4 como IPv6. El estándar permite
que los dispositivos móviles puedan desplazarse sin que se generen interrupciones en las
conexiones de red establecidas. Los dispositivos móviles utilizan una dirección propia y una
dirección de respaldo para lograr esta movilidad. Con IPv4, estas direcciones se configuran de
manera manual.
Con IPv6 las configuraciones son dinámicas, lo que hace que los dispositivos habilitados para IPv6
tengan movilidad incorporada.
IPsec está disponible tanto para IPv4 como IPv6. Aunque las funciones son básicamente idénticas
para los dos entornos, IPsec es obligatorio en IPv6, lo que hace que Internet IPv6 sea más segura.
TRANSICIÓN DE IPV4 A IPV6
En la actualidad hay tres enfoques principales:
- Stack doble
- Tunneling 6a4
- NAT-PT, tunneling ISATAP y tunneling Teredo (métodos de último recurso)
El consejo actual para hacer la transición a IPv6 se trata de "usar stack doble cuando pueda y
tunneling cuando no tenga otra opción".
Estrategias de transición a IPv6:
La transición de IPv4 no requiere que las actualizaciones de todos los nodos sean simultáneas.
Hay muchos mecanismos de transición que permiten una integración fluida de IPv4 e IPv6. Hay
otros mecanismos que permiten que los nodos IPv4 se comuniquen con nodos IPv6. Para
diferentes situaciones se requieren diferentes estrategias.
STACK DOBLE:
El método de stack doble es un método de integración en el que un nodo tiene implementación y
conectividad para redes IPv4 e IPv6. Es la opción recomendada y requiere que se ejecuten IPv4 e
IPv6 simultáneamente. El router y los switches se configuran para admitir ambos protocolos; el
protocolo preferido es IPv6. Cada nodo tiene dos stacks de protocolos con la configuración en la
misma interfaz o en varias interfaces.
El enfoque de stack doble para la integración de IPv6, en el que los nodos tienen stacks de IPv4 e
IPv6, será uno de los métodos de integración más comúnmente utilizados. Un nodo de stack doble
elige qué stack utilizar en función de la dirección de destino del paquete. Un nodo de stack doble
debe preferir utilizar IPv6 cuando esté disponible. Las aplicaciones antiguas que sólo admiten IPv4
siguen funcionando igual que antes. Las aplicaciones nuevas y las modificadas aprovechan las dos
capas IP.
Se ha definido una nueva interfaz de programación de aplicaciones (API, Application Programming
Interface) para admitir direcciones y solicitudes DNS de IPv4 e IPv6. Una API facilita el intercambio
de mensajes o datos entre dos o más aplicaciones de software diferentes. Un ejemplo de API es la
interfaz virtual entre dos funciones de software, por ejemplo, un procesador de textos y una hoja de
cálculo. La API se integra en las aplicaciones de software para traducir IPv4 a IPv6 y viceversa
mediante la aplicación del mecanismo de conversión IP. Las aplicaciones nuevas pueden utilizar
tanto IPv4 como IPv6.
La experiencia en la conversión de aplicaciones IPv4 a IPv6 sugiere que para la mayoría de las
aplicaciones hay un cambio mínimo en algunos lugares puntuales del código fuente. Esta técnica
es conocida y se ha aplicado en el pasado para otras transiciones de protocolo. Permite la
actualización gradual de las aplicaciones, una por una, a IPv6.
En la figura 3, se observa que con este método se tienen hosts IPv4 que se pueden comunicar con
hosts IPv6, gracias a los routers de stack doble, es decir, admiten los dos protocolos.
Figura 3: Red Ipv4-Ipv6 usando Stack Doble
TUNELIZACIÓN IPv6:
La segunda técnica de transición más importante es el tunneling. Tunelizar paquetes es un
mecanismo por medio del cual un paquete es encapsulado y llevado como carga útil dentro de un
paquete IPv6. El paquete resultante es llamado “paquete tunelizado IPv6”. El camino entre la
fuente y el destino del “paquete tunelizado” es llamado “túnel IPv6”. La técnica es llamada
“tunelización IPv6” (IPv6 tunneling).
La tunelización IPv6 es una técnica que establece un “enlace virtual” entre dos nodos IPv6
para transmitir paquetes de datos como carga útil de paquetes IPv6. Desde el punto de vista de
dos nodos este “enlace virtual” llamado “túnel IPv6”, aparece como un enlace punto a punto sobre
el cual IPv6 actúa como un protocolo de capa de enlace. Los dos nodos IPv6 juegan
roles específicos. Un nodo encapsula los paquetes originales recibidos desde otros nodos o desde
él mismo y envía los “paquetes tunelizados” resultantes a través del túnel. El otro
nodo desencapsula el “paquete tunelizado” recibido y envía los paquetes originales resultantes
hacia su destino, posiblemente a él mismo. El nodo encapsulador es llamado nodo punto de
entrada al túnel y es la fuente de los paquetes tunelizados. El nodo desencapsulador es llamado
nodo punto de salida al túnel y es el destino de los paquetes tunelizados.
Un túnel IPv6 es un mecanismo unidireccional. El flujo de paquetes de túnel toma lugar en
una dirección entre el nodo punto de entrada del túnel y el nodo punto de salida del túnel. Un túnel
bi-direccional se puede obtener fusionando dos mecanismos unidireccionales, es
decir, configurando dos túneles, cada uno en dirección opuesta al otro, el nodo punto de entrada de
un túnel es el nodo punto de salida del otro túnel.
Existen varias técnicas de tunneling, entre ellas:
- Tunneling manual de IPv6 sobre IPv4: un paquete de IPv6 se encapsula dentro del protocolo
IPv4. Este método requiere routers de stack doble.
- Tunneling dinámico 6to4: establece automáticamente la conexión de islas de IPv6 a través de la
red IPv4, normalmente Internet. Aplica dinámicamente un prefijo IPv6 válido y único a cada isla de
IPv6, lo que posibilita la implementación rápida de IPv6 en una red corporativa sin recuperación de
direcciones de los ISP o los registros. En este método los primeros 64 bits de la dirección destino
IPv6 estan compuestos de la siguiente manera: los primeros 16 bits son siempre 2002, los
próximos 32 bits son la dirección IPv4 y los últimos 16 bits están disponibles para utilizar multiples
subredes IPv6.
Otras técnicas de tunneling menos utilizadas incluyen:
- Tunneling del protocolo de direccionamiento automático de túnel dentro de un sitio
(ISATAP, Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol): mecanismo de tunneling de capa
superior automática que utiliza la red IPv4 subyacente como capa de enlace para IPv6. Los
túneles del ISATAP permiten que los hosts de stack doble individuales IPv4 o IPv6 de un sitio se
comuniquen con otros hosts similares a través de un enlace virtual y creen así una red IPv6
mediante la infraestructura IPv4.
- Tunneling Teredo: tecnología de transición a IPv6 que proporciona tunneling automático de host
a host en lugar de tunneling de gateway. Este enfoquetransmite tráfico IPv6 unicast si hay hosts de
stack doble (hosts que ejecutan tanto IPv6 como IPv4) detrás de una o varias NAT IPv4.
El tunneling es una técnica de integración y transición intermedia, y no debe considerarse como
una solución definitiva. El objetivo final debe ser una arquitectura IPv6 nativa. En la figura XX se
muestra un ejemplo de una red que usa Tunneling.
En la figura 4, se muestra una red la comunicación entre dos redes IPv6, a través de una red IPv4
usando la estrategia de Tunneling:
Figura 4: Red IPv6- Ipv4-Ipv6, estrategia de Tunneling
Un túnel configurado en forma manual equivale a un enlace permanente entre dos dominios IPv6
sobre un enlace troncal IPv4. El uso principal es para conexiones estables que requieren
comunicación segura periódica entre dos routers de borde, entre un sistema final y un router de
borde o para conexión con redes IPv6 remotas. Los routers de borde deben ser de stack doble y la
configuración no puede cambiar dinámicamente a medida que cambian las necesidades de la red y
de enrutamiento.
Los administradores configuran una dirección IPv6 estática de manera manual en una interfaz de
túnel y asignan las direcciones IPv4 estáticas configuradas manualmente al origen y al destino
del túnel. El host o el router de cada extremo de un túnel configurado debe admitir stacks de
protocolos IPv4 e IPv6. Los túneles configurados manualmente pueden establecerse entre dos
routers de borde o entre un router de borde y un host.
TRADUCCIÓN DE PROTOCOLOS NAT (NAT-Protocol Translation, NAT-PT):
Es posible para los nodos que solo soportan IPv6 en la red IPv6 comunicarse con nodos que solo
soportan IPv4 en la red IPv4. Sin embargo, estos mecanismos requieren una traducción de
protocolo entre IPv4 e IPv6 en la frontera de los dos tipos de redes.
Esta traducción permite la comunicación directa entre hosts que utilizan versiones diferentes del
protocolo IP. Estas traducciones son más complejas que IPv4 NAT. En este momento, esta técnica
de traducción es la opción menos favorable y debe utilizarse como último recurso.
El funcionamiento básico de NAT-PT se compone de tres elementos:
- El dispositivo sólo IPv6 (nodo) que se encuentra en una red IPv6
- El dispositivo sólo IPv4 (nodo) que se encuentra en una red IPv4
- El router NAT-PT que se encuentra entre los dos dispositivos de red y está ejecutando
el protocolo de traducción.
En la figura 5 se muestra una red con el funcionamiento de este protocolo:
Figura 5: Red IPv4-Ipv6, estrategia de NAT-PT
COSTOS
El principal problema de la migración es que la mayoría de los equipos entregados por CANTV, por
no decir todos, no soportan IPv6, es decir, no son capaces de implementar los protocolos utilizados
en redes IPv6, a su vez muchos de los routers que las personas poseen en sus casas presentan el
mismo problema, por lo tanto estamos hablando de un gran problema económico en el cual habría
que cambiar los equipos que no son compatibles por unos que puedan enrutar direcciones IPv6 e
IPV4.
Según un artículo en la página www.siliconweek .es: La migración de IPv4 a IPv6 en el caso del
gobierno federal de EEUU, han puesto una cifra: entre 25.000 y 75.000 millones de dólares.
CONCLUSIÓN
El nivel de complejidad para migrar hacia IPv6 es enorme, particularmente por lo grande de
algunas organizaciones, tanto del gobierno federal, como de empresas privadas, ya sean locales o
multinacionales. El principal obstáculo asociado al despliegue a gran escala de IPv6, es migrar la
enorme base instalada de equipos y redes IPv4 con sus correspondientes aplicaciones. El requisito
de actualizar las redes para que admitan IPv6 representa un importante desafío económico para
las organizaciones.
En la mayoría de las empresas que han empezado a adoptar IPv6 en sus redes, se utiliza una
combinación entre stack doble y tunneling, los dispositivos que ya soportan IPv6 funcionan sin
problemas, y aplicaciones antiguas que solo funcionen con IPv4 podrán comunicarse si se poseen
routers que admitan ambos protocolos IP. Además si una aplicación o dispositivo solo admite IPv6,
esta podrá comunicarse con dispositivos IPv4 gracias al método de “tunneling” que esencialmente
integra la IP destino (en formato IPv4) en una dirección IPv6 para poder lograr una comunicación.
BIBLIOGRAFÍA
- http://ipv4to6.blogspot.com/
- http://www.ipref.info/
- Curriculum del Curso Cisco CCNA-Exploration 4: Acceso a la WAN.
- http://neo.lcc.uma.es/
- http://www.siliconweek.es/knowledge-center/knowledge-center-infraestructuras/como-
elegir-la-mejor-estrategia-para-migrar-a-ipv6-328