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Conozca IP Versión 6 (IPv6)

Nueva numeración para alivianar la escasez de IP Versión 4

Introducción

Existe en el día de hoy un problema bastante serio, los IP tradicionales que conocemos, correspondientes a IP Versión 4, de la forma 192.0.2.1, se encuentran prácticamente agotados, quedando solo algunos pocos en las entidades de distribución, por ejemplo LACNIC para Latino América y El Caribe, solo le quedan 3.550.000, del órden de 14.000 redes "Clase C" (Noviembre 2014, solo 1.000.000 en Julio 2016), a partir de Febrero de 2017, LACNIC agotó la reserva de IPs para ampliación. Ahora solo se asignan IPs a quienes soliciten por primera vez.

IP versión 6, conocido con la sigla IPv6, se definió originalmente en el RFC2460 publicado en Diciembre de 1998 y actualizado en Julio de 2017 por RFC8200. En principio se estimaba el agotamiento de IPv4 cercano al año 2000, pero la masificación del NAT, los Virtual Host, la recuperación de segmentos IP en desuso por parte de IANA (ente regulador en Internet) nos ha permitido sobrevivir estos años, aunque cuando un Proveedor de Internet o Datacenter requieren IPs y lo solicitan a LACNIC para nuestro caso, se parece al chiste:

ISP: Señores LACNIC, necesito 5 redes clase C
LACNIC: ... ¿4?, para qué necesitas 3, si con 2 te alcanza ... Toma, ahí tienes 1, ¡Cuídala!

El lanamiento oficial de IPv6 se realizó el 6 de Junio de 2012. Luego de 5 años se tiene del orden de 17% de uso a nivel de usuarios, que ha sido el segmento más dificil del alcanzar. LACNIC definió como política entregar un bloque IPv6 a todos quienes solicitan IPv4, con lo que han logrado un alto porcentaje de miembros con asignación de IPv6, y ahora depende de ellos implementarlo.

Mayores diferencias de IPv6 frente a IPv4

Tamaño de 128 bits

Las direcciones IPv6 cuentan con 128 bits, de los cuales se pueden designas un máximo de 64 bits para redes y un mínimo de 64 bits para el host

Formato

Dado que contamos con muchos más bits, se cambia el formato de escritura, definiendolo en números hexadecimales en 8 gupos de 4 dígitos separados por ":" (dos puntos)

Seguridad

La implementació de IPv6 permite seguridad mediante IPsec.

Eficiencia

Se optimizan los encabezados, como el caso de eliminación del códigos de validación de la trama IP, que en IPv4 debía recalcular un CRC por cada router que circulaba, delegando ésta validación a la capa de transporte (Ethernet por ejemplo). Se mejora la asignación de prioridades privilegiando, por ejemplo, comunicaciones de voz

Autoconfiguración

Automáticamente se genera una dirección de alcance local (fe80::/7), además existen protocolos DHCPv6 similar a DHCP utilizado en versión 4 y SLAAC (stateless address autoconfiguration), mediante Neighbor Discovery, se indica la red donde reside el equipo y su dirección se completa de forma automática.

Multicast

Se mejora la conectividad Multicast, donde un único paquete puede ser distribuido a múltiples equipos, existiendo direcciones específicas por tipo de equipo, como ff01::2 para todos los routers locales.

Sin Broadcast

Desaparece el uso de dirección Broadcast de IPv4, en su lugar se utilizan direcciones Multicast según el alcance necesario

Desaparece NAT

Ya no se requiere el uso de NAT, dado que cada equipo cuenta con visibilidad en Internet, lo que favorece las comunicaciones como Telefonía IP (SIP) o cámaras de vigilancia IP. Las restricciones de acceso deben ser aplicadas como filtros en routers o firewall

Mayor órden en la asignación de Direcciones

La distribución de direcciones IPv6 se ha realizado de manera más ordenada, de manera de poder concentrar mayor densidad de dispositivos bajo una ruta. Los ISP tendrán segmentos suficientemente grandes, con lo que bastaría una solo ruta para la interacción entre ellos. Con IPv4 ten&íacute;n una colección de bloques dispersos.

Direcciones IPv6

Las direcciones IPv6 está conformado por 128 bits, 4 veces los 32 bits utilizados por IPv4. Éstos 128 bits se anotan en 8 grupos de 4 caracteres hexadecimales (0-9 y a-f) separados por ":" (dos puntos) como:

2001:0db8:1234:0000:0000:0000:0072:0abc

Se ve bastante extenso, pero afortunadamente existen alguna reglas para reducir su tamaño:

  1. Los "0" (cero) a la izquierda de cada grupo pueden ser omitidos
  2. Múltiples grupos con valor 0000 pueden ser fundidos como "::", pero solo 1 vez

Con lo que el mismo IPv6 anterior, puede ser anotado como:

2001:db8:1234::72:abc

Redes y Hosts

Con IPv6 ya no se utilizan los conceptos de Clase utilizados en IPv4, que desfavereció la distribución de las redes. Se tienen algunos prefijos definidos para uso particulares:

RedDescripción
::1/128 Loopback, dirección para referenciarse a si mismo, como 127.0.0.1 en IPv4
fe80::/10 Local Link, Ofrece conectividad para el segmento local, se configura por defecto por lo general se determina la dirección del equipo en base a la MAC Address de la interface. Comunmente se agrega un sufijo "%interface" como "%23" o "%eth0" con objeto de poder distinguir sobre que interface se trabaja, dado que si existe más de 1 interface en el equipo, se tendrán múltiples direcciones en la red fe8::/10. Es equivalente a dirección IPv4 de la red 169.254.0.0/16
fc00::/7 Dirección local única, para uso dentro de la corporación. Ruteable solo en el ámbito privado, sin salida a Internet.
ff00::/16 Direcciones Multicast, para comunicación con múltiples equipos de manera simultánea, reemplaza en parte el Broadcast utilizado en IPv4.
2000::/3 Direcciones acceso global, con salida a Internet. Se tienen direccciones de 2000:: a 3fff::

Se tienen algunas direcciones reservadas para usos especiales:

RedDescripción
2001:db8::/32 Documentación, cada vez que se de alguna dirección como ejemplo en alguna documentación, se sugiere utilizar alguna de ésta red. A su vez, cuando se observan direcciones de dicha red, se entiende que son de ejemplo.
2001::/32 Tuneles Teredo, utilizados como mecanismo de transición a IPv6
::ffff:0:0/96 Direcciones IPv4 mapeadas en IPv6, donde los últimos 32 bits corresponden a la dirección IPv4 (en hexadecimal), en ocasiones se escriben como ::ffff:192.0.2.1. Se especifica en RFC4291
2002::/16 Direccionamiento 6to4 utilizado como mecanismo de transición a IPv6
64:ff9b::/96Traducción IPv4-IPv6, Conocida también como NAT64, especificada en RFC6052 y RFC6146

DNS

Las direcciones IPv6 se registran en DNS con el tipo AAAA en el archivo de zona como:

...
servidor.example.com.      IN      AAAA      2001:db8:312::1
...

¿Mi equipo soporta IPv6?

A nivel de switch, no requieren nada especial para operar con IPv6 dado que no intervienen en la capa IP, pero si es necesario en el router, si se trata de uno de perfil alto (Cisco, Juniper, Extreme Networks) es probable que si lo soporte, o requiera una actualización de software, pero deberá validarlo.

Muchos PC y servidores ya cuentan con IPv6 de forma nativa:

¿Quienes se encuentran operando bajo IPv6?

Vemos grandes instituciones y compañías que se encuentran operando con IPv6, de las que podemos destacar:

Convivencia IPv6 e IPv4

Dual Stack

Consiste en configurar ambos protocolos con sus respectivos IP, Gateway y DNS, El sistema operativo y aplicación se encargan de establecer la comunicación priviligiando la conectividad en IPv6 por sobre IPv4, así, el navegador primero identifica el host en la URL y busca el registro AAAA en DNS para conexión IPv6, si no existe, continua con el mecanismo tradicional buscando registro A para dirección IPv4.

Este mecanismo es utilizado en asignaciones convencionales, o conexiones 6in4, 6to4 y Teredo, para la configuración de los equipos internos

6to4

Mecanismo que puede proveer de IPv6 a todos los equipos bajo un router con IP público sin depender del ISP. Se asigna una dirección con prefijo 2002::/16, así por ejemplo, si nuestra IP pública es 200.10.3.16, nuestra red IPv6 será 2002:c80a:03:10::/48

Para la comunicación con equipos en otras redes IPv6, se utiliza una Gateway IPv4 con dirección 192.88.99.1, la que se configura (o asume por defecto) en el router como parte de los parámetros 6to4.

6in4

Al igual que el caso anterior, no cuenta con requisitos especiales por parte del ISP. Utiliza el protocolo 41 (No es TCP, ni UDP) para la generación de un tunel con el proveedor de servicio 6in4, como:

Teredo

Desarrollado por Microsoft, proporsiona conectividad IPv6 a un equipo en particular. Establece un tunel con un servidor Teredo por medio del puerto 3544/UDP, lo que le permite operarar a travez de las conexiones NAT. Provee una dirección en la red 2001:0::/32.

Se encuentra disponible en equipos Microsoft Windows, y en quipos Linux y OSX por medio del paquete miredo.

¿Cómo afecta al usuario final?

Aunque aun falta mucho para que los ISP nos entreguen IPv6 en las conexiones domiciliarias, podemos hacernos una idea de como será el servicio. El ISP asignará no solo un IP, sino que más bien una red, que a los menos será de 64 bits, con lo que teóricamente podemos conectar miles de millones de equipos, la limitante real radica en los switch a utilizar, y que en general admiten hasta 8.000 direcciones MAC.

Según recomendación de diferentes organismos de Internet (RIPE, Lacnic, ICAN) los tamaños de asignación de redes debieran ser del órden de:

Bits de prefijoDescripción
48 Corporaciones e instituciones de gran tamaño, aunque se discute que podría considerarse incluso para usuarios domiciliarios
56 Para SOHO y usuarios domiciliarios
64 Dispositivos móviles (Internet en el móvil)

En Chile, nuestro NIC (www.nic.cl), encargado de la administración de los dominios .cl, ya se encuentra habilitado para el manejo de IPv6.

Podremos ver en una primera fase los servicios Web y Mail con soporte Dual Stack, incrementando paulatinamente los servicios. Se estima que los primeros pasos de IPv6 por parte de los ISP se comiencen a dar el año 2018, probablemente por la escases de IP Versión 4, los ISP se verán forzados a proveer el servicio a los clientes por medio de un IPv4 con NAT (o puntualmente CGNAT, utilizando direccionamiento 100.64.0.0/10 según RFC6598), lo que podrán complementar con IPv6.

Pasarán muchos años en que debamos mantener la dualidad de IP, o al menos contar con mecanismos de transición, hasta llegar a un punto en que IPv4 desaparezca a nivel mundial, pero para ello pueden pasar unos 15 años, a menos que se impulsen políticas para acelerar dicho cambio.

Si está evaluando la compra de equipos, especialmente Routers, procure que éstos cuenten con soporte para IPv6, o tendrá que considerar su reemplazo en unos 2 años.

LACNIC administra la asiganción de IPv6 para Latinoamérica

Al igual que la asignación de IPv4, la responsabilidad de su administración está en LACNIC, el cual tiene los siguientes bloques de direcciones a distribuir:

Los bloques mayores que se entregan a ISP son /32, y los más pequeños son /48 que se orienta a grandes Empresas o Instituciones (Estado, Universidades, Bancos, Industrias, etc.). Si sus necesidades están por debajo de ésto, deberáa solicitar el bloque de IP a su ISP.

¿Quienes están utilizando IPv6 en Chile?

Veamos algunos de los sitios web que operan con IPv6:

SitioObservaciones
www.nic.clNativo
www.subtel.cl
www.subtel.gob.cl
Nativo
www.google.clNativo
www.blogspot.clNativo
www.sodimac.clPor CDN (Cloudflare)
www.tvn.cl
www.24horas.cl
Por CDN (Cloudflare)
www.laborum.clPor CDN (Cloudflare)
www.lapolar.clPor CDN (Akamai)
www.adidas.clPor CDN (Akamai)
www.redgol.clPor CDN (Cloudflare)
www.dalealbo.clPor CDN (Cloudflare)
www.larojadeportes.clPor CDN (Cloudflare)
www.2gis.clPor CDN (Cloudflare)
www.exon.clPor CDN (Cloudflare)
www.puranoticia.clPor CDN (Cloudflare)
www.chilewarez.clPor CDN (Cloudflare)
www.chilehardware.clPor CDN (Cloudflare)
www.fmbox.clPor CDN (Cloudflare)
www.tarreo.cl
www.tarreo.com
Por CDN (Cloudflare)

En Julio de 2017, podemos ver que algunos Datacenter e ISP empresariales cuentan con IPv6 en su Core, pero no lo ofrecen de forma base en sus planes, el cliente debe solicitarlo explícitamente.

... y dar de baja IPv4, probablemente estemos hablando de 2030

Escrito por: Luis Hernán de la Barra, 10/11/2014

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