Carrera: LICENCIATURA EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN DE LAS
ORGANIZACIONES
Materia: 740 - REDES INFORMATICAS
Tema: Protocolo IP Version 6
Edición: Julio 2019
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Contenido
Protocolo de Internet versión 6 (Internet Protocol version 6, IPv6) ...................................................................................... 3
Objetivo del Tema ............................................................................................................................................................... 3
Introducción ........................................................................................................................................................................ 3
Espacio mayor de direccionamiento ................................................................................................................................... 3
Direccionamiento ................................................................................................................................................................ 3
Tipos de direcciones IPv6 .................................................................................................................................................... 3
Direcciones Unicast y Anycast ............................................................................................................................................ 4
Ejecución del comando ifconfig .......................................................................................................................................... 5
Direcciones IP Version 6...................................................................................................................................................... 5
Características de IPv6 ........................................................................................................................................................ 6
Jerarquía de direcciones – Agregación de prefijos de red .................................................................................................. 7
Renumeración ..................................................................................................................................................................... 7
Modos de configuración de IPv6 ........................................................................................................................................ 7
Movilidad ............................................................................................................................................................................ 7
Seguridad en IPv6................................................................................................................................................................ 8
Configuración automática de direcciones y descubrimiento de vecinos ........................................................................... 8
Mecanismos de Transición.................................................................................................................................................. 9
Notación de Direcciones IPv6: Formato preferido o completo .......................................................................................... 9
Notación de Direcciones IPv6: Formato comprimido ......................................................................................................... 9
Direcciones IPv6 en recursos de red ................................................................................................................................. 11
IPv6 y Subredes ................................................................................................................................................................. 11
Para ampliar… ....................................................................................................................................................................... 12
Reflexionando juntos… ......................................................................................................................................................... 13
Bibliografía ............................................................................................................................................................................ 13
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Protocolo de Internet versión 6 (Internet Protocol version 6, IPv6)
Objetivo del Tema
Conocer las características y funcionalidades del Protocolo
IPv6 por cuanto su uso es inminente para identificar a cada
uno de los dispositivos interconectados en Internet.
Introducción
Debido al crecimiento de Internet y la sofisticación de los dispositivos electrónicos, la solución
propuesta es aumentar el espacio de direccionamiento de Internet IPv4.
El Grupo Especial sobre Ingeniería de Internet (Internet Engineering Task Force o IETF) elaboró una
serie de especificaciones para definir un protocolo IP de Siguiente Generación, lo que dio lugar a: IP
Next Generation, IPng que actualmente se conoce como Protocolo de Internet versión 6.
IPv6 es un protocolo encargado de dirigir y encaminar los paquetes en la red Internet.
Espacio mayor de direccionamiento
El IPv6 incrementa el tamaño de la dirección IP de 32 bits a 128 bits para soportar más niveles en la
jerarquía de direccionamiento y un número mayor de nodos direccionables.
Direccionamiento
Las direcciones IPv6 son asignadas a interfases, no a nodos, por lo que cada interfase de un nodo
necesita al menos una dirección unicast.
Tipos de direcciones IPv6
Unicast. Se utiliza únicamente para identificar una interfase de un nodo IPv6. Un paquete enviado a
una dirección unicast es entregado a la interfase identificada por esa dirección.
Multicast. Se utiliza para identificar a un grupo de interfases IPv6. Un paquete enviado a una
dirección multicast es procesado por todos los miembros del grupo multicast.
Anycast. Se asigna a múltiples interfases (usualmente en múltiples nodos). Un paquete enviado a
una dirección anycast es entregado a una de estas interfases, usualmente la más cercana.
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Unicast agrupa los siguientes tipos:
• Enlace Local (Link-Local).
• Sitio Local (Site-Local).
• Agregable Global (Aggregatable Global).
• Loopback.
• Sin-Especificar (Unspecified).
• Compatible con IPv4.
Anycast agrupa:
• Agregable Global (Aggregatable Global).
• Sitio Local (Site Local).
• Enlace Local (Link Local).
Multicast agrupa:
• Asignada (Assigned).
• Nodo Solicitado (Solicited Node).
Direcciones Unicast y Anycast
Los primeros 64bits identifican el prefijo de red, y son usados para enrutamiento.
El prefijo de enrutamiento o (routing prefix) junto con el identificador de subred o (subnet id))
están situados en los 64 bits más significativos de la dirección ipv6.
El tamaño del routing prefix puede variar; un prefijo de mayor tamaño significa un tamaño
menor para subnet id.
El subnet id permite a los administradores de red definir subredes dentro de la red disponible.
Los segundos 64 bits representan al identificador del interface (interface identifier) son generados
automáticamente con la dirección MAC del interface y el algoritmo EUI-64 modificado (inserta
“FF:FE”) en el medio.
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Ejecución del comando ifconfig
# ifconfig /all
rl0:flags=8943<UP,BROADCAST,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
inet 10.0.0.10 netmask 0xffffff00 broadcast 10.0.0.255
inet6 fe80::200:21ff:fe03:08:e1%rl0 prefixlen 64 scopeid 0x1
ether 00:00:21:03:08:e1(dirección MAC de la tarjeta de red)
media: Ethernet autoselect (100baseTX )
status: active
Direcciones IP Version 6
Se compone de ocho campos de 16 bits hexadecimales separados por dos puntos, lo que representa
128 bits.
Cada campo de 16 bits representa cuatro caracteres hexadecimales y los valores que puede tomar
cada campo de 16 bit van de 0000 a FFFF.
A una sola interfase se le pueden asignar múltiples direcciones IPv6 de cualquier tipo (unicast,
anycast, multicast). Por lo cual un nodo puede ser identificado por la dirección de cualquiera de sus
interfases.
Existe la posibilidad de asignar una dirección unicast a múltiples interfases para balanceo de cargas.
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Características de IPv6
El diseño del protocolo agrega múltiples beneficios en seguridad, manejo de calidad de servicio, una
mayor capacidad de transmisión y mejora la facilidad de administración.
El esquema de direcciones de 128 bits provee una gran cantidad de direcciones IP, con la
posibilidad de asignar direcciones únicas globales a nuevos dispositivos.
La dirección IPv6 se diseñó para ser subdividida en dominios de enrutamiento jerárquico que
reflejan la topología del Internet actual. Los múltiples niveles de jerarquía permiten juntar rutas,
promoviendo un enrutamiento eficiente y escalable al Internet.
El proceso de autoconfiguración permite que los nodos de la red IPv6 configuren sus propias
direcciones IPv6, facilitando su uso.
La transición entre proveedores de IPv6 es transparente para los usuarios finales con el mecanismo
de renumerado.
La difusión ARP es reemplazada por el uso de multicast en el dispositivo local (router).
El encabezado de IPv6 es más eficiente que el de IPv4: tiene menos campos y se elimina la suma
de verificación del encabezado. Además, el encabezado es de longitud fija lo que genera una
reducción en los ciclos de CPU de los ruteadores al momento de enviar los paquetes de IPv6. Lo
anterior conlleva un mejor desempeño de la red.
A través de la Etiqueta de Flujo (campo del encabezado) puede hacerse diferenciación de tráfico.
La Etiqueta de Flujo es usada por el nodo fuente para solicitar un manejo especial de secuencias específicas de
paquetes. La etiqueta está dirigida al procesamiento de la estación destino, no para los ruteadores, y es de gran utilidad
para aplicaciones como videoconferencias y voz sobre protocolo de Internet (VoIP). Asimismo, agrupa todas aquellas
que requieren un tratamiento especial de Calidad de Servicio (Quality of Service, QoS) en los ruteadores de la
trayectoria.
Las nuevas Extensiones de Encabezado reemplazan el campo Opciones de IPv4 y proveen mayor
flexibilidad. Se presenta un campo llamado Siguiente Encabezado dentro de cada Extensión de
Encabezado que permite una mejor eficiencia en el procesamiento de los paquetes.
IPv6 sustituye el campo Opciones al final del encabezado de IPv4 por las Extensiones de Encabezado, formando un
encadenamiento de encabezados enlazados por un campo llamado Siguiente Encabezado. Se presenta un campo
Siguiente Encabezado dentro de cada Extensión de Encabezado usado por IPv6. Este diseño con extensiones permite
una mejor eficiencia en el procesamiento de los paquetes, ya que asegura que los ruteadores y nodos computan los
encabezados dirigidos a ellos a lo largo de la trayectoria.
Se crearon varios mecanismos junto con el protocolo para tener una transición sin problemas de las
redes IPv4 a las IPv6.
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Jerarquía de direcciones – Agregación de prefijos de red
Un espacio mayor de direcciones de IPv6 permite mayores distribuciones de direcciones a las
organizaciones y a los proveedores de servicios de Internet (ISPs). Al tener una gran disponibilidad
de direcciones se posibilita el uso de un solo prefijo grande para toda la red de una organización y,
por ende, el ISP puede sumar las rutas (agregar) de todos los prefijos de sus clientes en un solo
prefijo y anunciarlo al Internet IPv6.
Cuando un usuario final cambia su proveedor de IPv6, el cual le proveía de direccionamiento IPv6,
entonces también debe cambiar su prefijo de IPv6 para preservar su agregación global. Al mismo
tiempo, el cambiar de proveedor implica una renumeración de la red.
Renumeración
El proceso de renumeración de IPv6 fue diseñado para ser transparente entre los proveedores de
IPv6 y los usuarios finales. Esto se logra con el mecanismo de autoconfiguración que permite una
renumeración sencilla a las computadoras con sólo enviarles el nuevo prefijo IPv6 para la red.
Modos de configuración de IPv6
Autoconfiguración
Esta funcionalidad permite que un ruteador IPv6 envíe, a través del enlace local, la
información de red a las computadoras y que ellas puedan configurarse correctamente.
La información enviada es el prefijo de IPv6 del enlace local y la ruta por defecto del mismo
protocolo.
Mediante este mecanismo cada computadora y servidor de IPv6 añade su dirección de capa
de enlace (dirección MAC) en el formato EUI-64 al prefijo de IPv6 de unicast global único
anunciado en la subred.
Configuración mediante servidor
Las computadoras que utilizan IPv6 pueden obtener sus parámetros y direcciones de
configuración de un servidor de DHCP versión 6. Este modo es llamado Configuración de
Direcciones con Estado IPv6.
Movilidad
Cualquier nodo IPv6 puede usar un IP Móvil tanto como lo requiera.
IPv6 Móvil utiliza dos Extensiones de Encabezado: un Encabezado de Enrutamiento para el registro
y un Encabezado de Destino para entrega del datagrama entre los nodos móviles y sus nodos fijos
correspondientes.
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Seguridad en IPv6
La seguridad dentro del protocolo IPv6 está basada en el protocolo IPSec, lo que permite sesiones
de seguridad de extremo a extremo.
Por lo que se logra:
• Limitar el acceso a sólo aquellos autorizados.
• Certificar la autenticación de la persona que envía los datos.
• Encriptar los datos transmitidos a través de la red.
• Asegurar la integridad de los datos.
• Invalidar la repetición de sesiones, para evitar que no sean repetidas por usuarios maliciosos.
• Una implementación de IPv6 incluye inserciones de Encabezados de Autenticación (AH,
Authentication Headers) y extensión de encabezados de Carga de Seguridad Encapsulada
(ESP, Encapsulating Security Payload).
AH, Authentication Headers: provee integridad, autenticación del nodo fuente y protección
contra repetición.
ESP, Encapsulating Security Payload: provee confidencialidad, autenticación del nodo fuente,
integridad interna del paquete y protección contra repetición.
Configuración automática de direcciones y descubrimiento de vecinos
El protocolo ND (Neighbor Discovery, descubrimiento de vecinos) de IPv6 facilita la configuración
automática de direcciones IPv6. La configuración automática consiste en la capacidad de un host
de IPv6 de generar automáticamente sus propias direcciones IPv6, cosa que facilita la administración
de direcciones y supone un ahorro de tiempo.
El protocolo ND se corresponde con una combinación de los siguientes protocolos IPv4: Address
Resolution Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP), Router Discovery (RDISC), e
ICMP Redirect.
Los enrutadores de IPv6 utilizan el protocolo ND para anunciar el prefijo de sitio de IPv6. Los hosts
de IPv6 utilizan el descubrimiento de vecinos con varias finalidades, entre las cuales está solicitar el
prefijo de un enrutador de IPv6.
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Mecanismos de Transición
Actualmente no existe una fecha definida para dejar de utilizar IPv4 o comenzar a utilizar IPv6
completamente, por lo que al diseñar IPv6 se optó por incluir mecanismos que permitan una
coexistencia de ambos esquemas de direccionamiento y que en el largo plazo permitan tener una
transición sin complicaciones hacia IPv6.
Estos esquemas son: Nodos de Doble Pila sobre redes IPv4, Islas de Nodos de Sólo IPv6 sobre
redes IPv4, Nodos de IPv4 que puedan comunicarse con redes IPv6 y Nodos de IPv6 que puedan
comunicarse con redes IPv4.
Notación de Direcciones IPv6: Formato preferido o completo
Se compone de los ocho campos de 16 bits hexadecimales separados por dos puntos.
Cada campo de 16 bits representa cuatro caracteres hexadecimales y los valores que puede tomar
el campo de 16 bit van de 0x0000 a 0xFFFF.
A continuación se presentan ejemplos de direcciones IPv6 en el formato preferido.
Notación de Direcciones IPv6: Formato comprimido
En IPv6 es común que se presenten cadenas grandes de ceros dentro de las direcciones. Para
simplificar su escritura se ha convenido en utilizar una sintaxis especial en donde se suprimen los
valores consecutivos de ceros ante dos situaciones: campos sucesivos de ceros y campos con ceros
al inicio.
Campos sucesivos de ceros
Para simplificar la longitud de una dirección IPv6, cuando se presentan de uno a múltiples
campos de ceros, es legal representar estos como ceros o :: (doble dos puntos). Sin embargo,
es permitido usarlo una sola vez en la escritura de la dirección.
En la siguiente tabla se presenta del lado izquierdo las direcciones en formato preferido y
resaltado en negro los campos sucesivos de ceros que son sustituidos por los dos puntos
dobles y del lado derecho se presenta la dirección en su formato comprimido.
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La dirección FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF es una dirección que no puede ser comprimida.
Campos con ceros al inicio
El segundo método para comprimir direcciones se aplica a cada uno de los campos
hexadecimales de 16 bits que tienen uno o más ceros al inicio. Ello involucra que si hay uno o
más ceros al inicio de cada campo, estos pueden ser suprimidos para simplificar su longitud y
facilitar su lectura y escritura. No obstante, si cada carácter del campo es cero al menos uno
debe de ser mantenido. La siguiente tabla muestra del lado izquierdo las direcciones en su
Formato Preferido con los ceros iniciales resaltados en negro y del lado derecho están las
direcciones en su Formato comprimido con los ceros suprimidos.
Combinación de ambos métodos de compresión
Se pueden combinar la compresión de campos sucesivos de ceros con la compresión de
campos con ceros al inicio para simplificar la longitud de la dirección IPv6. En la siguiente
tabla se muestra un ejemplo de la aplicación con ambos métodos de compresión. Al igual que
en ejemplos anteriores, los caracteres resaltados en negro son los valores que serán
suprimidos.
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Los bloques contiguos de ceros se pueden comprimir empleando “::”. Esta operación sólo se puede
hacer una vez.
Ejemplo: 2001:0:0:0:0:0:0:4 -> 2001::4.
Ejemplo no válido: 2001:0:0:0:2:0:0:1 -> 2001::2::1 (debería ser 2001::2:0:0:1 ó 2001:0:0:0:2::1).
Direcciones IPv6 en recursos de red
Los dos puntos (:) en las direcciones IPv6 pueden entrar en conflicto con otras sintaxis: URIs y
URLs. Los dos puntos se han utilizado tradicionalmente como separación entre una dirección ip y el
puerto de red. Para solucionar este problema, las direcciones IPv6 se encierran entre corchetes, por
ejemplo:
http://[2001:db8:85a3:8d3:1319:8a2e:370:7348]/
Cuando la URL contiene un número de puerto, la notación es:
https://[2001:db8:85a3:8d3:1319:8a2e:370:7348]:443/
IPv6 y Subredes
En IPv6 la única forma aceptable de representar una máscara de red es mediante notación CIDR.
Aunque las direcciones estén en formato hexadecimal, el valor de la máscara de red se mantiene
como un valor decimal. La siguiente tabla muestra ejemplos de direcciones IPv6 y prefijos de red
utilizando el valor de red en notación CIDR.
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Para ampliar…
Para facilitar la comprensión del tema, dejamos a disposición material útil:
IPV6 el nuevo protocolo de internet – Tiempo 2:08
https://www.youtube.com/watch?v=6VaCgvhEVX8
Ipv6 Introducción
https://www.youtube.com/watch?v=p9_vpilbFZU – Tiempo 10:39
Ipv6 Formato de Direcciones
https://www.youtube.com/watch?v=EULzJtd5a6U - Tiempo 17:35
IPv6 - 1 - La nueva Internet Tiempo: 9:03
https://www.youtube.com/watch?v=5KdMPsuV3os
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Reflexionando juntos…
¿Por qué razón surge el protocolo IP Versión 6?
¿Cómo está compuesta la Dirección IP Versión 6 de mi PC?
Para responder esta inquietud recuerde:
Acceder a la línea de comandos: cmd.
Ejecutar el comando: ipconfig /all
Puede suceder que su PC no tengo corriendo aún el Protocolo IPv6, en tal caso, trate de
identificar con el mismo comando la dirección física o dirección MAC y la dirección IPv4.
Bibliografía
https://es.wikipedia.org/wiki/IPv6
http://www.ipv6.mx/index.php/informacion/fundamentos/ipv6
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