Protocolo IPV4 y protocolo IPV6
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alvador Escudero Martínez 1º de Bachillerato B
Trabajo de Tecnologías de la Información y la Comunicación 1º Bachillerato
ÍNDICE 1. Introducción. 1.1. Término IP. 1.2. Direcciones IP públicas. 1.3. Direcciones IP privadas. 1.4. Rangos de direcciones IP privadas. 1.5. Rangos de direcciones IP privadas. CLASE A. 1.6. Rangos de direcciones IP privadas. CLASE B. 1.7. Rangos de direcciones IP privadas. CLASE C. 1.8. ¿Pueden existir direcciones IP públicas o privadas iguales? 1.9. Dominio web. 1.10. URL. 1.11. Las hipergliaciones. 1.12. ¿Qué relación tiene una dirección IP pública y un dominio web? 1.13. Máscara privada. 1.14. DHCP (Protocolo de Configuración Dinámica del Host). 1.15. DNS (Sistema de Nombres de Dominio).
2. Protocolo IPV4. 2.1. Significado del protocolo IPV4. 2.2. Funcionalidad. 2.3. Componentes. 2.4. Origen del Protocolo IPV4. 2.5. Modos de direccionamiento. 2.6. Cabecera IPV4. 2.7. Representaciones de direcciones. 2.8. Asignación. 2.9. Redes privadas. 2.10. Capa de Red: Volumen IP. 3. Protocolo IPV6. 3.1. Significado dl Protocolo IPV6.
3.2. Origen del Protocolo IPV6. 3.3. Características del Protocolo IPV6. 3.4. Cabecera del Protocolo IPV6. 3.5. Mecanismos de Transmisión a IPV6. 3.6. Ventajas del Protocolo IPV6. 3.7. Desventajas del Protocolo IPV6. 3.8. Funcionalidad del Protocolo IPV6. 4. Referencias Bibliográficas
1. Introducción. 1.1. Término IP. Antes de nada, tenemos que hacer referencia lo que respecta al término protocolo IP. IP significa internet protocol, en español protocolo de internet y es un protocolo de interconexión de redes basados en Internet, y que fue la primera versión implementada en 1983 para la producción de ARPANET. Este engloba al conjunto de protocolos que, al igual que otros muchos como HTTP, TCP, UDP, etc., se encarga de establecer las comunicaciones en la mayoría de nuestras redes. Para ello, asigna una dirección única e irrepetible a cada dispositivo que trata de comunicarse en Internet. ¡Hasta una nevera puede tener una dirección IP! Entendemos dispositivo como, por ejemplo, un router, un servidor, un teléfono, un ordenador, una televisión, etc. No existe dispositivo en el mundo que pueda comunicarse con otro sin tener una IP. Las direcciones IP son los nombres numéricos que se asignan a un dispositivo a modo de “matrícula” para que pueda ser llamado por otros dispositivos. Existen dos tipos de IP: las direcciones IP públicas y las direcciones IP privadas. Tanto las direcciones IP públicas como las privadas están construidas en cuatro bloques numéricos. Cada bloque es un número del 0 al 255 y está separado por un punto (“.”). Por ejemplo, una dirección IP pública podría ser 63.45.12.34 y una dirección IP privada, 192.168.0.11.
1.2. Direcciones IP públicas. Para poder comprender lo que son en sí los protocolos IPV4 e IPV6, primero debemos tener una serie de conocimientos básicos y para ello se va a definir qué son las IP públicas y privadas. Una IP pública es la identificación que te asigna tu proveedor de internet para ser reconocido en Internet. Al igual que tú no puedes salir con el coche a la calle sin una matrícula, tampoco podrás salir a Internet sin una referencia o identificación.
Normalmente estas direcciones IP suelen ser rotadas por tu ISP (proveedor de internet) cada vez que reinicias el router o cada cierto tiempo. A estas direcciones IP se las conoce como direcciones IP dinámicas. Si por algún motivo necesitamos tener una dirección IP estática o fija para un dispositivo, debemos ponernos en contacto con el ISP y solicitar que nos la pongan manualmente.
1.3. Direcciones IP privadas. Una dirección IP privada es exactamente lo mismo que las direcciones IP públicas, solo que estas se caracterizan por ser fijas para cada dispositivo y no son accesibles desde Internet. El típico ejemplo es el de una casa donde dispositivos como un ordenador, un móvil, una televisión y hasta una lavadora están conectados a una misma red WiFi o cable. Esta red asigna una dirección IP fija e irrepetible a cada dispositivo para que se puedan reconocer entre ellas. Existen diferentes rangos de direcciones IP privadas que veremos a continuación. De momento, quiero ponerte un ejemplo de cómo sería tener direcciones IP privadas en un ámbito de hogar pequeño:
Router: 192.168.0.1 Móvil de papá: 192.168.0.10 Móvil de mamá: 192.168.0.11 Mi móvil: 192.168.0.13 Impresora: 192.168.0.12 Tablet: 192.168.0.98
Lo subrayado en amarillo representa los dígitos de variación entre los diferentes dispositivos.
1.4. Rangos de direcciones IP privadas. A diferencias de las direcciones IP públicas, las privadas tienen asignado un rango en función del tipo de red que veremos a continuación. Las direcciones IP públicas son libres, te puede tocar cualquiera:
Rango clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255. Rango clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255. Rango clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255.
1.5. Rangos de direcciones IP privadas. CLASE A. Usada para las redes gigantescas, como las de las empresas internacionales. El primer bloque de la dirección es usado para identificar la red, mientras los otros tres bloques son usados para identificar a los dispositivos (xxx.yyy.yyy.yyy). Esto nos permite crear hasta 126 redes distintas y tener un máximo de 16.777.214 equipos conectados por red.
1.6. Rangos de direcciones IP privadas. CLASE B. Usadas por redes de tamaño mediano, como puede ser una universidad o instituciones de similar envergadura. Utiliza los dos primeros bloques para identificar la red, mientras que los dos restantes son utilizados para identificar a los dispositivos conectados (xxx.xxx.yyy.yyy). Esto nos permite crear un mayor número de redes, pero menos equipos conectados por red (16.384 redes y 65.534 equipos).
1.7. Rangos de direcciones IP privadas. CLASE C. Las que el 99% de la población usamos. Son reservadas para pequeñas redes domésticas. Los tres primeros bloques son usados para identificar la red y el último como
identificador de equipo (xxx.xxx.xxx.yyy). Esto nos hace tener más redes distintas aún, pero menor número de equipos por red (2.097.152 redes y 254 equipos por red). Luego existen otro tipo de rangos, pero no los vamos a ver. Si ya es difícil ver las de clase A y B, las D e Y más todavía. Como decía antes, las de clase C son las que vemos a diario y empiezan por 192.168.X.X. Hay que tener muy claro que tu dirección IP privada es totalmente diferente a la dirección IP pública. Esta última solo la usarás cuando salgas a navegar por Internet.
1.8. ¿Pueden existir direcciones IP públicas o privadas iguales? La respuesta es no y sí. Vaya, te habrás quedado estupefacto. Te explico. Una dirección IP pública jamás puede estar duplicada, ya que cada conexión a Internet es única. Dentro de una red privada, las direcciones IP privadas tampoco pueden estar duplicadas. Pero sí es posible que, por ejemplo, un amigo tuyo sí tenga una dirección IP privada para uno de sus dispositivos y que pueda coincidir con una dirección IP privada tuya que tengas para un dispositivo. Esto se debe a que, por ejemplo, cualquier hogar tiene una red con direcciones IP privadas para sus dispositivos pero no quiere decir que la red de la casa de tu amigo deba tener direcciones IP privadas diferentes. Es decir, en cada hogar existe un router y este router asigna direcciones IP privadas a cada dispositivo que pueden coincidir con las direcciones IP privadas asignadas por el router de la casa de tu amigo a sus dispositivos.
1.9. Dominio web. Un dominio o nombre de dominio, es un conjunto de caracteres (nombre) que nos permiten asociar una dirección IP física a un nombre más fácil de recordar. De forma, que para acceder a un recurso web, no tengamos que recordar la dirección ip 89.21.21.199, si no que podamos acceder con www.ejemplo.es Se trata de un nombre único que se muestra después del signo @ en las direcciones de correo electrónico y después de www. o https:// en las direcciones web. Para adquirir uno debemos acudir a alguna de las entidades del ICANN autorizadas para la comercialización de estos recursos. Siendo ellos los responsables del cobro, la gestión de la identidad así como los plazos de renovación. Por otro lado, ICANN coordina estos identificadores únicos en todo el mundo. Sin esa coordinación, no tendríamos un Internet global y podría darse errores de comunicación.
1.10. URL. Para evitar confusiones se va a describir también lo que es una URL. Una URL (localizador de recursos uniforme es una dirección web completa, mientras que un dominio es nombre del sitio web. URL son las siglas en inglés de Uniform Resource Locator, que en español significa Localizador Uniforme de Recursos. Como tal, el URL es la dirección específica que se asigna a cada uno de los recursos disponibles en la red con la finalidad de que estos puedan ser localizados o identificados. Así, hay un URL para cada uno de los recursos (páginas, sitios, documentos, archivos, carpetas) que hay en la World Wide Web. El URL fue creado por Tim Berners-Lee y usado por primera vez en 1991. No obstante, a partir de 1994, el concepto de URI (Uniform Resource Identifier) que en español significa Identificador Uniforme de Recurso, absorbió al de URL, debido a que el primero era más general. Sin embargo, URL sigue siendo la designación más usual fuera de los ámbitos especializados. El URL es usado para encontrar un recurso en Internet. Por ejemplo, si quieres buscar un artículo en nuestra página 'significados.com' sabes que el URL que te va a llevar a él es
https://www.significados.com. Esta dirección se compone de:
'https://' que sería el protocolo de acceso para las páginas de internet. Otro ejemplo es el 'ftp://' que es el protocolo para descarga de ficheros. 'www' que es la dirección del recurso. '.significados' sería el nombre del dominio y '.com' es el tipo de dominio. Estos pueden ser genéricos como .net, .org, .mobi o territoriales como .mx, .ar, .cl. Hoy en día el tipo de dominio se está diversificando pudiente contener frases completas como .google o .maps.
1.11. Las hipergliaciones. Las hiperligaciones o links son aquellas palabras que tienen un URL ligada a ella y su símbolo es la unión de dos eslabones de una cadena. Por ejemplo, puedes querer saber sobre el significado HTML clicando en la hiperligación aquí. Las hiperligaciones o links son aquellas palabras que tienen un URL ligada a ella y su símbolo es la unión de dos eslabones de una cadena. Por ejemplo puedes querer saber sobre el significado HTML clicando en la hiperligación aquí. Por otro lado, URL son también las siglas de la Universidad Rafael Landívar, de Guatemala, y la Universidad Ramón Llull, de Barcelona, España. El URL es una dirección simple que combina cuatro elementos de información fundamentales: el protocolo (por ejemplo, HTTP o HTTPS), el servidor o anfitrión con que se establece la comunicación, el puerto de red en el servidor para conectarse y, finalmente, la ruta al recurso o archivo que al que se está procurando acceder en el servidor. Por ejemplo: http://www.direccion.org/ejemplo/item.html.
1.12. ¿Qué relación tiene una dirección IP pública y un dominio web? Cuando nació Internet existían muy pocos servidores y la única forma de acceder a ellos era saber su dirección IP pública. Si una persona quería acceder a un recurso determinado no valía con escribir, por ejemplo, recursos.com (más que nada porque aún no existían los nombres de dominio), sino que tenía que conocer la dirección IP del servidor donde estaba alojado ese recurso. Imaginemos que la dirección IP de ese servidor fuera: 156.87.234.176. ¿Verdad que no es útil, eficiente ni fácil recordar todos esos números? Los centros de datos seguían creciendo y cada vez albergaban más servidores con más información diferente. ¡Sería una locura tener que apuntar o recordar cada dirección IP para cada recurso! Por eso nacieron los nombres de dominio que conocemos muy bien hoy en día. Actualmente, usamos los famosos DNS (Domain Name Servers) para suplantar con un nombre de dominio a una dirección IP. Ahora, para acceder a un material de recursos.com ya no hay que poner la IP 156.87.234.176 sino indicar recursos.com. Usar nombres de dominio tiene una lista de ventajas enorme frente a usar direcciones IP:
Son más fáciles de recordar que una dirección IP Son más cortos Son más atractivos para usos con fines publicitarios, por ejemplo Sirven para crear branding/marca Son más fáciles de escribir De la misma forma, varios nombres de dominio pueden apuntar a una misma dirección IP
1.13. Máscara privada. La máscara de red es una combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red de ordenadores.1 Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP es el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host. La máscara de red permite hacer que una misma dirección IP sirva para dos dispositivos. Por ejemplo, podrías tener la dirección 192.160.0.1 bajo dos máscaras distintas haciendo que sirvan para identificar a ambos. Las máscaras también son las que permiten separar las redes en las distintas categorías que ya hemos explicado. La máscara de red es la que dictamina cuántas redes se pueden crear y cuántos hosts pueden existir según la clase de IP privada que tengamos. Recuerda que ya sabemos cuáles son los tipos de clases de IP, las vimos más arriba. Por norma general y seguro que la has visto miles de veces, la principal máscara de red que existe es la 255.255.255.0, que es la que se asigna a redes de tipo C.
Para direcciones IP clase A: 255.0.0.0 Para direcciones IP clase B: 255.255.0.0 Para direcciones IP clase C: 255.255.255.0
Sin entrar en muchos datos muy técnicos ni en la razón, los bloques 255 representan la cantidad de redes que puede haber y los números 0 cuántos host puede haber. No es que puedan existir 255 redes y 0 hosts. Esa es la traducción humana para que podamos entender que si traducimos 255.255.255.0 a código binario, será un código de este tipo: 111111111111111111111100000000. ¿Te acordarías tú de esa cantidad de números de bits del código binario? Esos 1 y 0 son los que dictaminan el tipo de red, el límite de redes que puede haber y los hosts que pueden existir. Por ejemplo, por no complicar mucho la cosa: sabemos que la máscara de red 255.255.255.0, traducido a binario, tiene ocho (8) ceros (0). Ergo si elevamos dos (2) a ocho (8) obtenemos 256. Ese 256 es el número de dispositivos que puede haber conectados a una misma red. Bueno, debemos saber que, aunque teóricamente haya 256 oportunidades, en la práctica tenemos 254 ya que, por ejemplo, una la usamos para broadcast, que suele ser la 192.168.1.255.
Mediante la máscara de red, un sistema (ordenador, puerta de enlace, enrutador, etc.) podrá saber si debe enviar un paquete dentro o fuera de la subred en la que está conectado. Por ejemplo, si el enrutador tiene la dirección IP 192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una dirección IP con formato 192.168.1.X, se envía hacia la red local, mientras que direcciones con distinto formato de dirección IP serán enviadas hacia afuera (Internet, otra red local mayor, entre otros). La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red (máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y 0 los bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación (10.0.0.0/8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado sería: 11111111.00000000.00000000.00000000 A veces llamamos o confundimos router (enrutador) con puerta de enlace: la puerta de enlace es en definitiva la dirección IP del enrutador. Dirección que ha de estar dentro de la subred. La dirección IP del enrutador se programa en el mismo enrutador. La mayoría de los enrutador vienen con una dirección de fábrica, modificable a través de un puerto serie o por red mediante http, telnet u otros protocolos. Esta dirección modificable es la puerta de enlace de la red.
1.14. DHCP (Protocolo de Configuración Dinámica del Host). El protocolo de configuración dinámica de host (en inglés: Dynamic Host Configuration Protocol, también conocido por sus siglas de DHCP) es un protocolo de red de tipo cliente/servidor mediante el cual un servidor DHCP asigna dinámicamente una dirección IP y otros parámetros de configuración de red a cada dispositivo en una red para que puedan comunicarse con otras redes IP. Este servidor posee una lista de direcciones IP dinámicas y las va asignando a los clientes conforme estas van quedando libres, sabiendo en todo momento quién ha estado en posesión de esa IP, cuánto tiempo la ha tenido y a quién se la ha asignado después. Así los clientes de una red IP pueden conseguir sus parámetros de configuración automáticamente. Este protocolo por primera vez se publicó en octubre de 1993 y actualmente está implementado en el protocolo IPV4. Cada dirección IP debe configurarse manualmente en cada dispositivo y, si el dispositivo se mueve a otra subred, se debe configurar otra dirección IP diferente. El DHCP le permite al administrador supervisar y distribuir de forma centralizada las direcciones IP necesarias y,
automáticamente, asignar y enviar una nueva IP si fuera el caso en que el dispositivo es conectado en un lugar diferente de la red. El protocolo DHCP incluye tres métodos de asignación de direcciones IP:
Asignación manual o estática: asigna una dirección IP a una máquina determinada. Se suele utilizar cuando se quiere controlar la asignación de dirección IP a cada cliente, y evitar, también, que se conecten clientes no identificados. Asignación automática: asigna una dirección IP a una máquina cliente la primera vez que hace la solicitud al servidor DHCP y hasta que el cliente la libera. Se suele utilizar cuando el número de clientes no varía demasiado. Asignación dinámica: es el único método que permite la reutilización dinámica de las direcciones IP. El administrador de la red determina un rango de direcciones IP y cada dispositivo conectado a la red está configurado para solicitar su dirección IP al servidor cuando la tarjeta de interfaz de red se inicializa. El procedimiento usa un concepto muy simple en un intervalo de tiempo controlable. Esto facilita la instalación de nuevas máquinas clientes.
Un servidor DHCP puede proveer de una configuración opcional al dispositivo cliente. Dichas opciones están definidas en el RFC 2132. Algunas de las opciones configurables son:
Dirección del servidor DNS Nombre DNS Puerta de enlace de la dirección IP Dirección de Publicación Masiva (broadcast address) Máscara de subred Tiempo máximo de espera del ARP (Protocolo de Resolución de Direcciones según siglas en inglés) MTU (Unidad de Transferencia Máxima según siglas en inglés) para la interfaz Servidores NIS (Servicio de Información de Red según siglas en inglés) Dominios NIS Servidores NTP (Protocolo de Tiempo de Red según siglas en inglés) Servidor SMTP Servidor TFTP Nombre del servidor de nombres de Windows (WINS)
Cuando una dirección registrada o el nombre de host se modifican, es necesario actualizar el servidor de nombres de dominio. Para un administrador, así como para el usuario que se conecta a Internet desde su casa, la actualización manual del DNS en el caso de las direcciones IP variables asignadas dinámicamente por un servidor DHCP conllevaría mucho trabajo. El que no tengan que hacerlo es posible gracias al servidor DHCP, que se encarga de hacer llegar la nueva información al DNS tan pronto como se asigna una nueva dirección IP. El Dynamic Host Configuration Protocol tiene un punto débil y es su capacidad para ser manipulado fácilmente. Como el cliente hace un llamamiento a discreción a todos los servidores DHCP que podrían responder a su petición, a un atacante le sería relativamente sencillo entrar en la red y hacerse pasar por uno de ellos si tuviera acceso a ella. Este denominado servidor DHCP “Rogue” (corrupto) intenta adelantarse con su respuesta al servidor legítimo y si tiene éxito envía parámetros manipulados o inservibles. Si no envía puerta de enlace, asigna una subred a cada cliente o responde a todas las peticiones con la misma dirección IP, este atacante podría iniciar en la red un ataque de denegación de servicio o Denial of Service. Cuando se accede con un dispositivo a una red local o inalámbrica entra en juego de forma automática el DHCP sin tener que modificar la configuración de red. Los ordenadores con sistemas de Microsoft Windows, por ejemplo, hace tiempo que están predefinidos como clientes DHCP que por lo general obtienen automáticamente la dirección IP por asignación dinámica, en la cual los parámetros se han de “prorrogar” o asignar de nuevo cuando el plazo de concesión expira. En las redes locales también puede utilizarse la asignación automática de direcciones fijas siempre y cuando participe un servidor DHCP. En caso de querer revisar la configuración actual de la asignación de direcciones o desactivar el DHCP y adoptar la variante manual, en los siguientes pasos puedes ver cómo hacerlo, pero para ello deberás contar con permisos de administrador.
El problema del agotamiento del rango de direcciones es más bien improbable en el caso de la asignación dinámica. En principio, este procedimiento es ampliamente equiparable con la asignación automática, aunque con una pequeña pero decisiva diferencia: los parámetros de configuración que envía el servidor DHCP no son válidos para un periodo indeterminado de tiempo, sino por un tiempo de “préstamo” definido por el administrador que se conoce como concesión o alquiler de direcciones (lease time). Este indica cuánto tiempo puede acceder un dispositivo a la red con esa dirección. Antes de que se agote (transcurrida la mitad del tiempo), los clientes han de solicitar una prolongación de la concesión enviando una nueva DHCPREQUEST. Si no lo hace, no tiene lugar el DHCP refresh y, en consecuencia, el servidor la libera.
La asignación automática de direcciones mediante el protocolo de configuración dinámica de host tiene lugar en cuatro pasos consecutivos: 1. El cliente DHCP envía un paquete DHCPDISCOVER a la dirección255.255.255.255 desde la dirección 0.0.0.0. Con esta denominada difusión amplia o broadcast, el cliente establece contacto con todos los integrantes de la red con el propósito de localizar servidores DHCP disponibles e informar sobre su petición. Si solo hay un servidor, entonces la configuración es extremadamente sencilla. 2. Todos los servidores DHCP que escuchan peticiones en el puerto 67 responden a la solicitud del cliente con un paquete DHCPOFFER, que contiene una dirección IP libre, la dirección MAC del cliente y la máscara de subred, así como la dirección IP y el ID del servidor. 3. El cliente DHCP escoge un paquete y contacta con el servidor correspondiente con DHCPREQUEST. El resto de servidores también reciben este mensaje de forma que
quedan informados de la elección. Con esta notificación, el cliente también solicita al servidor una confirmación de los datos que le ha ofrecido. Esta respuesta también sirve para confirmar parámetros asignados con anterioridad. 4. Para finalizar, el servidor confirma los parámetros TCP/IP y los envía de nuevo al cliente, esta vez con el paquete DHCPACK (DHCP acknowledged o «reconocido»). Este paquete contiene otros datos (sobre servidores DNS, SMTP o POP3). El cliente DHCP guarda localmente los datos que ha recibido y se conecta con la red. Si el servidor no contara con ninguna dirección más que ofrecer o durante el proceso la IP fuera asignada a otro cliente, entonces respondería con DHCPNAK (DHCP not acknowledged o «no reconocido»).
1.15. DNS (Sistema de Nombres de Dominio). El sistema de nombres de dominio (Domain Name System o DNS, por sus siglas en inglés) es un sistema de nomenclatura jerárquico descentralizado para dispositivos conectados a redes IP como Internet o una red privada. Este sistema asocia información variada con nombres de dominio asignados a cada uno de los participantes. Su función más importante es "traducir" nombres inteligibles para las personas en identificadores binarios asociados con los equipos conectados a la red, esto con el propósito de poder localizar y direccionar estos equipos mundialmente. El servidor DNS utiliza una base de datos distribuida y jerárquica que almacena información asociada a nombres de dominio en redes como Internet. Aunque como base de datos el DNS es capaz de asociar diferentes tipos de información a cada nombre, los usos más comunes son la asignación de nombres de dominio a direcciones IP y la localización de los servidores de correo electrónico de cada dominio. El proceso de solución de DNS incluye la conversión de un nombre de host (como www.example.com) a una dirección IP compatible con el ordenador (como 192.168.1.1). Se otorga una dirección IP a cada dispositivo en Internet, y esa dirección será necesaria para encontrar el dispositivo apropiado de Internet, al igual que se usa la dirección de una calle para encontrar una casa particular. Cuando un usuario quiere cargar una página, se debe traducir lo que el usuario escribe en su navegador web (example.com) a una dirección que el ordenador pueda entender para poder localizar la página web de example.com.
Para entender el proceso detrás de la resolución de DNS, es importante conocer los diferentes componentes de hardware entre los que debe pasar una consulta de DNS. Para el navegador web, la búsqueda de DNS se produce "entre bastidores" y, aparte de la solicitud inicial, no se requiere una interacción por parte del ordenador del usuario. Hay 4 servidores implicados:
Recursor de DNS: se puede considerar al recursor como un bibliotecario al que se le pide que busque un libro en particular en algún lugar de la biblioteca. El recursor DNS es un servidor diseñado para recibir consultas desde equipos cliente mediante aplicaciones tales como navegadores web. Generalmente, el recursor será entonces el responsable de hacer solicitudes adicionales para satisfacer la consulta de DNS del cliente. Servidor de nombres de raíz: es el primer paso para traducir (solucionar) los nombres de host legibles para humanos en direcciones IP. Se puede comparar a un índice en una biblioteca que apunta a diferentes estantes de libros; generalmente sirve como referencia de otras ubicaciones más específicas. Servidor de nombres TLD: el servidor de nombres de dominio de primer nivel (TLD) se puede comparar con un estante de libros en una biblioteca. Este servidor de nombres es el paso siguiente en la búsqueda de una dirección IP específica y aloja la última parte de un nombre de host (en example.com, el servidor TLD es "com"). Servidor de nombres autoritativo: este servidor de nombres final se puede interpretar como un diccionario en un estante de libros, en el que se puede consultar la definición de un nombre específico. El servidor de nombres autoritativo es la última parada en la consulta del servidor de nombres Si el servidor de nombres autoritativo cuenta con acceso al registro solicitado, devolverá la dirección IP del nombre de host solicitado al recursor de DNS (el bibliotecario) que hizo la solicitud inicial.
2. Protocolo IPV4. 2.1. Significado del protocolo IPV4. IPv4 es el nombre del protocolo de Internet utilizado actualmente para las direcciones IP de los dominios. Estas direcciones IP se asignan automáticamente cuando se registra un dominio. IPv4 utiliza direcciones de 32 bits con hasta 12 caracteres en cuatro bloques de tres caracteres cada uno, como 212.227.142.131. El sistema de nombres de dominio (DNS) los convierte en nombres de dominio como 1and1.es. Combinando todos los dígitos es posible un máximo de casi 4.300 millones de direcciones IP que pronto se agotarán. Para seguir facilitando direcciones IP para dominios, el protocolo sucesor IPv6 ya está en uso. Sin embargo, las direcciones IPv4 existentes seguirán siendo válidas. Típicamente, es un método por el cual los datos serán enviados de un dispositivo de computadora a otro dispositivo de computadora a través de Internet. IPv4 es la cuarta versión del Protocolo de Internet que fue adaptado y ahora se utiliza ampliamente en la comunicación de datos a través de diferentes tipos de redes.[1] Se considera como uno de los protocolos básicos de los métodos de trabajo en red basados en estándares en Internet y fue la primera versión que se implementó para la producción durante la época de ARPANET. IP significa un protocolo que se basa en redes de capas con conmutación de paquetes, al igual que Ethernet.
Proporciona una conexión lógica entre diferentes dispositivos de red al proporcionar identificación para cada dispositivo.
2.2.
Foto ilustrativa de la información transmitida por el Protocolo IPV4
2.2. Funcionalidad. IPv4 utiliza un esquema de direcciones de 32 bits que permite un total de 2 a la potencia de 32 direcciones o un poco más de 4 mil millones de direcciones. Esto se basa en el modelo del mejor esfuerzo. El modelo se asegura de que se evite la entrega por duplicado. Todos estos aspectos son manejados por la capa superior de transporte. Esta versión de IP se utiliza como base de Internet, y establece todas las reglas y regulaciones para las redes informáticas que funcionan bajo el principio de intercambio de paquetes. La responsabilidad de este protocolo es establecer conexiones entre dispositivos informáticos, servidores y dispositivos móviles basados en direcciones IP. En el intercambio de información en IPv4, se lleva a cabo por los paquetes IP. Un paquete IP se divide en 2 grandes campos, a saber, el encabezado y el campo de datos. El campo de datos se utiliza para transportar información importante, mientras que un encabezado contiene todas las funciones del protocolo. IPv4 funciona en la capa de red de la pila de protocolos TCP o IP. Su tarea principal es principalmente transferir los bloques de datos desde el host de envío al host de destino, donde los remitentes y los receptores son ordenadores que se identifican de forma única por las direcciones de protocolo de Internet. Lo bueno de la dirección IP es que se utiliza como identificador único para los dispositivos informáticos que están conectados a una red local o a Internet. Se utiliza normalmente para direccionar y transmitir datos a través de la red. Sin esto, el dispositivo no puede determinar dónde está realmente transmitiendo datos. Todos los dispositivos que funcionan a través de una red, como dispositivos informáticos, impresoras de red, teléfonos, servidores y otros, realmente necesitan su propia dirección de red.
Las direcciones de IP son algo similares a los datos del pasaporte. Las direcciones IPv4 se escriben, en la mayoría de los casos, con 4 números decimales que van del 0 al 255 y están separadas por un punto. Por ejemplo: 172.128.1.2 Hay una dirección mínima y una dirección máxima; la dirección mínima posible es 0.0.0.0.0 y la dirección máxima posible es 255.255.255.255.255. Sin esta dirección IP, un dispositivo no será identificado en la red ni podrá intercambiar información con otros dispositivos de la red privada o de una red pública. Además, esta versión de IP funciona en la capa de red del modelo OSI y en la capa de Internet del modelo TCP o IP. Esto le da a la IP la responsabilidad de identificar el host basado en las direcciones lógicas y enrutar los datos entre ellas o entre ellas a través de la red subyacente. Esta IP que tiene un protocolo de 3 capas obtiene los segmentos de datos de la 4ª capa que es el transporte y los divide en lo que se conoce como el paquete. El paquete IP encapsula la unidad de datos que se recibe de la capa anterior y añade su propia información de cabecera.
2.3. Componentes. Las siguientes son las dos partes de una dirección IP, basadas en el diseño original de IPv4:
Identificador de red: esta es una porción de la dirección IP que se utiliza para identificar a individuos o diferentes dispositivos en una red, al igual que una red de área local o Internet. Este es un diseño para asegurar la seguridad de una red y de los recursos relacionados. Este es el octeto más significativo de la dirección. Identificador de host: esto se refiere al nombre que se declara en el programa anfitrión.
2.4. Origen del Protocolo IPV4. Los actuales protocolos de Internet incorporados a los sistemas modernos utilizan tecnologías más complejas e intrincadas que se basan en los desarrollos realizados a partir del protocolo NCP (Network Control Program) de ARPANET (Advanced Research and Project Agency Network). Vinton Cerf y Robert Kahn son conocidos como los antepasados de TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).[6] Trabajando con el TCP, el IP fue introducido como un datagrama que no dependía de un protocolo conectado, sino que contenía una cabecera y una carga útil. La cabecera codificaba las direcciones de origen y destino del paquete de datos mientras que la carga útil transportaba los datos reales. Cerf y Kahn trabajaron con el Departamento de la Agencia de Defensa de los EE.UU. en el ping de la primera versión principal de la IP que todavía se utiliza ampliamente - IPv4.[7]
Más concretamente, el IPv4 se desplegó por primera vez en 1983 para la producción en ARPANET. El IPv4 se describe en la publicación del IETF RFC 791 de 1981, que sustituye a una definición anterior de 1980. Sin embargo, el gobierno de los Estados Unidos se dio cuenta de que la dirección IPv4 presentaba un conjunto limitado de direcciones, sólo alrededor de 4.000 millones de combinaciones posibles, para los 7.000 millones de personas en el mundo y comenzó a utilizar una versión más nueva que ahora se está integrando en las redes existentes: el IPv6.
2.5. Modos de direccionamiento. Los siguientes son los tres tipos diferentes de modos de direccionamiento soportados por IPv4:
Modo de direccionamiento Unicast: esta dirección ayuda a identificar un nodo único de una red. Esto se refiere simplemente a un solo emisor y a un solo receptor, aunque puede utilizarse tanto en el envío como en la recepción. En este modo, los datos se enviarán sólo a un host destinado. El campo de dirección de destino tiene la dirección IP de 32 bits del host de destino. Esta es la forma más común de direccionamiento del Protocolo de Internet.
Modo de direccionamiento de radiodifusión: se refiere a una dirección de red en la que todos los dispositivos conectados a una red de comunicación de acceso múltiple estarán habilitados para recibir diagramas. Un mensaje que será enviado a una dirección de difusión puede ser recibido por todos los hosts conectados a la red. En este modo, el paquete se dirige a todos los hosts en un segmento de una red. El campo de dirección de destino tiene una dirección de difusión especial. Cuando el host ve un paquete en la red, está obligado a procesarlo.
Modo de direccionamiento multidifusión: en IPv4, esto se define por el patrón más significativo de 1110. Esto incluye las direcciones de 224.0.0.0.0 a 239.255.255.255.255. Este modo es una mezcla de los dos modos anteriores. Con este paquete, la dirección de destino contiene una dirección especial que comienza en 224.x.x.x.x y puede ser entretenida por más de un host. Con el crecimiento de Internet, se espera que el número de direcciones IPv4 no utilizadas se agoten, ya que todos los dispositivos como los ordenadores, teléfonos inteligentes y consolas de videojuegos o aquellos que se conectan a Internet necesitarán una dirección.
2.6. Cabecera IPV4. La cabecera hace referencia a la estructura del protocolo IPV4, la cual tiene un tamaño mínimo de 20 Bytes y máximo de 40 Bytes.
Versión (4 bits): identifica la versión del protocolo, siendo 0100 para v4 y 0110 para v6. IHL (4 bits): es el tamaño de la cabecera, que puede ser de 20 bytes hasta 60 bytes o lo qu es lo mismo desde 160 bits a 480 bits. Tiempo de servicio (8 bits): un identificador en caso de que el paquete sea especial, por ejemplo más importante en cuenta a urgencia de entrega. Longitud total (16 bits): refleja el tamaño total que tenga el datagrama o del fragmento en octetos. Identificador (16 bits): se usa si el datagrama es fragmentado para que luego pueda unirse Flags (3 bits) y Offset o posición del fragmento (13 bits): 1º bit será 0, 2º bit (0=divisible, 1 no divisible), 3º bit (0=ultimo fragmento, 1=fragmento intermedio) TTL (8 bits): tiempo de vida del paquete IPv4. Refleja la cantidad de saltos en enrutadores que puede dar, siendo de 64 o 128. Cuando se agota el paquete se elimina. Protocolo: indica el protocolo al que debe entregarse el datagrama en capas superiores, por ejemplo TCP, UDP, ICMP, etc. Checksum: para controlar la integridad del paquee recalculándose cada vez que algún valor anterior cambie.
2.7. Representaciones de direcciones. Las direcciones IPv4 pueden representarse en cualquier notación que exprese un valor entero de 32 bits. La mayoría de las veces se escriben en la notación decimal, la que consta de cuatro octetos de la dirección expresada individualmente en números decimales, y separados uno del siguiente por puntos. La notación CIDR combina la dirección con su prefijo de enrutamiento en un formato compacto, en el que a la dirección le sigue un carácter de barra (/) y el conteo de 1 bits consecutivos en el prefijo de enrutamiento (máscara de subred).
2.8. Asignación. En el diseño original de IPv4, una dirección IP se dividió en dos partes: el identificador de red era el octeto más significativo de la dirección, y por su parte, el identificador de host (anfitrión o huésped) era el resto de la dirección. Este último también fue llamado el campo de descanso. Esta estructura permitía un máximo de 256 identificadores de red, que rápidamente se encontró que eran inadecuados. Para superar este límite, el octeto de dirección más significativo se redefinió en 1981 para crear clases de red, en un sistema que más tarde se conoció como redes con clase. El sistema revisado definió cinco clases. Las clases A, B y C tenían diferentes longitudes de bits para la identificación de la red. El resto de la dirección se usó como anteriormente para identificar un host dentro de una red. Debido a los diferentes tamaños de campos en diferentes clases, cada clase de red tenía una capacidad diferente para direccionar a sus huéspedes. Además de las tres clases para direccionar hosts, la Clase D se definió para el direccionamiento de multidifusión, y la Clase E se reservó para aplicaciones futuras. La división de las redes con clase existentes en subredes comenzó en 1985 con la publicación del RFC 950. Esta división se hizo más flexible con la introducción de máscaras de subred de longitud variable (VLSM) en el RFC 1109 en 1987. En 1993, basado en este trabajo, el RFC 1517 introdujo el Classless Inter-Domain Routing (CIDR),3 que expresa el número de bits (de los más significativos) como, por ejemplo, /24, y el esquema basado en clases se denominaba con clase, en contraste. El CIDR fue diseñado para permitir la repartición de cualquier espacio de direcciones, de modo que se pudieran asignar bloques de direcciones más pequeños o más grandes a los distintos usuarios. La estructura jerárquica creada por el CIDR fue administrada por la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA) y los registros regionales de Internet (RIR). Cada RIR mantiene una base de datos WHOIS de búsqueda pública, la que proporciona información sobre las asignaciones de direcciones IP.
2.9. Redes privadas. De los aproximadamente cuatro mil millones de direcciones definidas en IPv4, cerca de 18 millones de direcciones en tres rangos están reservadas para su uso en redes privadas. Las direcciones de paquetes en estos rangos no son enrutables en la Internet pública; son ignorados por todos los enrutadores públicos. Por lo tanto, los hosts privados no pueden comunicarse directamente con las redes públicas y requieren la traducción de direcciones de red en una puerta de enlace de enrutamiento para este propósito. Dado que dos redes privadas, por ejemplo, dos sucursales, no pueden interoperar directamente a través de la Internet pública, las dos redes deben conectarse a través de Internet a través de una red privada virtual (VPN) o un túnel IP, que encapsula los paquetes, incluidos sus encabezados que contienen el Direcciones privadas, en una capa de protocolo durante la transmisión a través de la red pública. Además, los paquetes encapsulados se pueden cifrar para que la transmisión a través de redes públicas asegure los datos.
2.10. Capa de Red: Volumen IP. En ocasiones, necesitamos fragmentar un determinado paquete en varios datagramas IP de menor tamaño. Por ejemplo, las tramas Ethernet pueden transportar como máximo hasta 1500Bytes (si vuestro router os permite cambiar el MTU, veréis que siempre oscila entre 1480 y 1500 Bytes).
Antes de continuar, debemos conocer un concepto clave, el MTU (Maximum Transmission Unit) o también conocido como unidad máxima de transmisión que es el que limita el tamaño máximo de la trama. Cada datagrama IP se encapsula dentro de una trama de la capa de enlace para ir de un router a otro, aquí es donde actúa el MTU, que fragmentará (si es necesario) el datagrama IP. Ejemplo: Si tenemos un «paquete» de 2000 Bytes y el MTU del enlace es de 1500Bytes necesitaremos enviar 2 datagramas. Supongamos que la transmisión se realiza mediante UDP, por lo que la cabecera es de 20Bytes.
El primer datagrama tendrá un tamaño de 20Bytes+1480Bytes de carga útil. El segundo datagrama tendrá un tamaño de 20Bytes+520Bytes de carga útil.
A cada datagrama fragmentado, hay que añadirle su cabecera correspondiente. Los fragmentos deben ser reensamblados antes de llegar a la capa de transporte del host de destino. El encargado de reensamblar estos fragmentos son los sistemas terminales, para que el núcleo de la red sea lo más simple posible. Cada datagrama fragmentado tiene un identificador que se corresponde con un mismo «paquete», también tiene un controlador a la hora del reensamblado que nos dirá dónde tendremos que colocar el nuevo fragmento (imaginemos que fragmentamos en 1,2 y 3, y luego reensamblamos 1,3 y 2). También tiene un flag para indicar que no hay más fragmentos que enviar para un mismo identificador. En el host de destino, los datos pasan a la capa de transporte cuando la capa de red ha reconstruido totalmente el paquete, si alguno no llega, se descarta. Si usamos TCP pediremos la retransmisión de los datos.
3. Protocolo IPV6. 3.1. Significado dl Protocolo IPV6. El IPv6 es una actualización al protocolo IPv4, diseñado para resolver el problema de agotamiento de direcciones. Su desarrollo comenzó en diciembre de 1998 cuando Steve Deering y Robert Hinden, empleados de Cisco y Nokia publicaron una especificación formal del protocolo a través de un RFC12 y aún continua su implementación. Diseñado por Steve Deering de Xerox PARC IPv6, su objetivo fue sustituir eventualmente a IPv4,[cita requerida] cuyo límite en el número de direcciones de red admisibles está empezando a restringir el crecimiento de Internet y su uso, especialmente en China, India, y otros países asiáticos densamente poblados. El nuevo estándar busca mejorar el servicio globalmente; por ejemplo, proporcionando a futuras celdas telefónicas y dispositivos móviles con sus direcciones propias y permanentes. IPv4 posibilita 4 294 967 296 (232) direcciones de dispositivos diferentes, un número menor a la población mundial, y menor a la cantidad de dispositivos totales. A principios de 2010, quedaban menos del 10 % de IP sin asignar.3 En la semana del 3 de febrero de 2011,4 la IANA (Agencia Internacional de Asignación de Números de Internet, por sus siglas en inglés) entregó el último bloque de direcciones disponibles (33 millones) a la organización encargada de asignar IPs en Asia, un mercado que está en auge y no tardará en consumirlas todas. En cambio, IPv6 admite 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 (2128 o 340 sextillones de direcciones), cerca de 6,7 × 1017 (670 mil billones) de direcciones por cada milímetro cuadrado de la superficie de la Tierra.
3.2. Origen del Protocolo IPV6. En 1981 se creó el protocolo IPv4, el cual utilizaba direcciones de 32 bit, que permitía un total de 4.294.967.296 direcciones. En los 80, esa cifra era abismal, muy por encima de las necesidades de los usuarios de la época. No obstante, a partir de los 90 Internet comenzó a hacerse cada vez más popular; traspasó las fronteras de las grandes corporaciones para
colarse en un número cada vez mayor de hogares. Así, se creó el protocolo IPv6, el cual utiliza direcciones de 128 bits y admite un total de 340 sextillones de direcciones. Hay que tener en cuenta que en el nuevo milenio los dispositivos móviles estaban en pleno auge a la hora de conectarse a Internet; por lo tanto, el protocolo debía dar respuesta a los ordenadores, teléfonos móviles y tabletas. IPv6 terminó de desarrollarse en 1996 y las primeras redes se construyeron en 1999; no obstante, no se implementó hasta 2012. Durante la primera década de operación de Internet basado en TCP/IP, a fines de los 80, se hizo evidente que se necesitaba desarrollar métodos para conservar el espacio de direcciones. A principios de los 90, incluso después de la introducción del rediseño de redes sin clase, se hizo claro que no sería suficiente para prevenir el agotamiento de las direcciones IPv4 y que se necesitaban cambios adicionales. A comienzos de 1992, circulaban varias propuestas de sistemas y a finales de 1992, la IETF anunció una convocatoria para white papers (RFC 1550) y la creación de los grupos de trabajo de "IP de próxima generación" ("IP Next Generation") o (IPng). IPng fue propuesto por el Internet Engineering Task Force (IETF) el 25 de julio de 1994, con la formación de varios grupos de trabajo IPng. Hasta 1996, se publicaron varios RFC definiendo IPv6, empezando con el RFC 2460. [cita requerida] La discusión técnica, el desarrollo e introducción de IPv6 no estuvo exenta de controversia. El diseño fue duramente criticado por la falta de interoperabilidad con IPv4 y otros aspectos por el ingeniero D. J. Bernstein, entre otros. Incidentalmente, IPng (IP Next Generation) no pudo usar la versión número 5 (IPv5) como sucesor de IPv4, ya que ésta había sido asignada a un protocolo experimental orientado al flujo de streaming que intentaba soportar voz, video y audio. Se espera ampliamente que IPv6 sea soportado en conjunto con IPv4 en el futuro cercano. Los nodos solo-IPv4 no son capaces de comunicarse directamente con los nodos IPv6, y necesitarán ayuda de un intermediario.
3.3. Características del Protocolo IPV6. Como se ha comentado, IPV6 fue diseñado como una evolución natural al IPV4. Es decir, todo lo que funcionaba perfectamente en IPV4 se ha mantenido, lo que no funcionaba se ha eliminado, y se ha tratado de añadir nuevas funciones manteniendo la compatibilidad entre ambos protocolos. Las características principales del Protocolo IPV6 son:
Capacidad extendida de direccionamiento: El interés de los diseñadores era que direcciones más largas permitiesen una mejor entrega jerárquica, sistemática y definitiva de las direcciones, y una eficiente agregación de rutas. Con IPv4, se desplegaron complejas técnicas de Classless Interdomain Routing (CIDR) para utilizar de mejor manera el pequeño espacio de direcciones. El esfuerzo requerido para reasignar la numeración de una red existente con prefijos de rutas distintos es muy grande, como se discute en RFC 2071 y RFC 2072. Sin embargo, con IPv6, cambiando el prefijo anunciado por unos pocos routers es posible en principio reasignar la numeración de toda la red, ya que los identificadores de nodos (los 64 bits menos significativos de la dirección) pueden ser auto-configurados independientemente por un nod El tamaño de una subred en IPv6 es de 264 (máscara de subred de 64-bit), el cuadrado del tamaño de la Internet IPv4 entera. Así, las tasas de utilización del espacio de direcciones serán probablemente menor en IPv6, pero la administración de las redes y el ruteo serían más eficientes debido a las decisiones de diseño inherentes al mayor tamaño de las subredes y la agregación jerárquica de rutas.
Autoconfiguración de direcciones libres de estado (SLAAC): Los nodos IPv6 pueden configurarse a sí mismos automáticamente cuando son conectados a una red ruteada en IPv6 usando los mensajes de descubrimiento de routers de ICMPv6. La primera vez que son conectados a una red, el nodo envía una "solicitud de router" (RS: Router Solicitation) de link-local usando multicast pidiendo los parámetros de configuración; y si los routers están configurados para esto, responderán este requerimiento con un "anuncio de router" (RA: router advertisement) que contiene los parámetros de configuración de capa de red. Si la autoconfiguración de direcciones libres de estado no es adecuada para una aplicación, es posible utilizar Dynamic Host Configuration Protocol para IPv6 (DHCPv6) o bien los nodos pueden ser configurados en forma estática.
Multicast: Multicast es la habilidad de enviar un paquete único a destinos múltiples es parte de la especificación base de IPv6. Esto es diferente a IPv4, donde es opcional (aunque usualmente implementado). IPv6 no implementa broadcast, que es la habilidad de enviar un paquete a todos los nodos del enlace conectado. El mismo efecto puede lograrse enviando un paquete al grupo de multicast de enlace-local todos los nodos (all hosts). Por lo tanto, no existe el concepto de una dirección de broadcast y así la dirección más alta de la red (la dirección de broadcast en una red IPv4)
es considerada una dirección normal en IPv6. Muchos ambientes no tienen, sin embargo, configuradas sus redes para rutear paquetes multicast, por lo que en éstas será posible hacer "multicasting" en la red local, pero no necesariamente en forma global. El multicast IPv6 comparte protocolos y características comunes con IPv4, pero también incorpora cambios y mejoras. Incluso cuando se le asigne a una organización el más pequeño de los prefijos de ruteo global IPv6, ésta también recibe la posibilidad de usar uno de los 4.2 billones de grupos multicast IPv6 ruteables de fuente específica para asignarlos para aplicaciones multicast intra-dominio o entre-dominios (RFC 3306). En IPv4 era muy difícil para una organización conseguir incluso un único grupo multicast ruteable entre-dominios y la implementación de las soluciones entredominios eran anticuadas (RFC 2908). IPv6 también soporta nuevas soluciones multicast, incluyendo Embedded Rendezvous Point (RFC 3956), el que simplifica el despliegue de soluciones entre dominios.
Seguridad de Nivel de Red obligatoria: Internet Protocol Security (IPsec), el protocolo para cifrado y autenticación IP forma parte integral del protocolo base en IPv6. El soporte IPsec es obligatorio en IPv6; a diferencia de IPv4, donde es opcional o fue un agregado posterior (pero usualmente implementado). Sin embargo, actualmente no se está usando normalmente IPsec excepto para asegurar el tráfico entre routers de BGP IPv6, aunque también se puede utilizar en OSPFv3 y en movilidad IPv6.
Procesamiento simplificado en los routers: Se hicieron varias simplificaciones en la cabecera de los paquetes, así como en el proceso de reenvío de paquetes para hacer el procesamiento de los paquetes más simple y por ello más eficiente. El encabezado del paquete en IPv6 es más simple que el utilizado en IPv4, así los campos que son raramente utilizados han sido movidos a opciones separadas; en efecto, aunque las direcciones en IPv6 son 4 veces más largas, el encabezado IPv6 (sin opciones) es solamente el doble de largo que el encabezado IPv4 (sin opciones). Los routers IPv6 no hacen fragmentación. Los nodos IPv6 requieren ya sea hacer descubrimiento de MTU, realizar fragmentación extrema a extremo o enviar paquetes del tamaño mínimo MTU para IPv6 (1280 bytes). El encabezado IPv6 no está protegido por una suma de comprobación (checksum); la protección de integridad se asume asegurada tanto por el checksum de capa de enlace y por un checksum de nivel superior (TCP, UDP, etc.). De esta forma los routers IPv6 no necesitan recalcular la suma de comprobación cada vez que algún campo del encabezado (como el contador de saltos o Tiempo de Vida) cambian. Esta mejora puede ser menos necesaria en routers que utilizan hardware dedicado para computar este cálculo y así pueden hacerlo a velocidad de línea (wirespeed), pero es relevante para routers por software. Por este motivo mientras en IPv4 los paquetes UDP pueden tener un checksum de 0, indicando que no hay comprobación de
checksum a este nivel, en IPv6 es necesario que los paquetes UDP incorporen checksum. El campo Tiempo de Vida de IPv4, conocido como TTL (Time To Live), pasa a llamarse Límite de saltos, reflejando el hecho de que ya no se espera que los routers computen el tiempo en segundos que tarda en atravesarlo (que en cualquier caso siempre resulta menor de 1 segundo). Se simplifica como el número de saltos entre routers que se permita realizar al paquete IPv6.
Movilidad: A diferencia de IPv4 móvil (MIPv4), IPv6 móvil (MIPv6) evita el ruteo triangular y por lo tanto es tan eficiente como el IPv6 normal. Los routers IPv6 pueden soportar también Movilidad de Red (NEMO, por Network Mobility) (RFC 3963), que permite que redes enteras se muevan a nuevos puntos de conexión de routers sin reasignación de numeración. Sin embargo, ni MIPv6 ni MIPv4 o NEMO son ampliamente difundidos o utilizados hoy, por lo que esta ventaja es más bien teórica.
Soporte mejorado para las extensiones y opciones: Los cambios en la manera en que se codifican las opciones de la cabecera IP permiten límites menos rigurosos en la longitud de opciones, y mayor flexibilidad para introducir nuevas opciones en el futuro.
Jumbogramas: IPv4 limita los paquetes a 64 KiB de carga útil. IPv6 tiene soporte opcional para que los paquetes puedan superar este límite, los llamados jumbogramas, que pueden ser de hasta 4 GiB. El uso de jumbogramas puede mejorar mucho la eficiencia en redes de altos MTU. El uso de jumbogramas está indicado en el encabezado opcional Jumbo Payload Option.
3.4. Cabecera del Protocolo IPV6. La cabecera de IPv6, descrita principalmente en la RFC 2460, elimina o hace opcionales varios campos de la cabecera de IPv4, consiguiendo una cabecera de tamaño fijo y más simple, con el fin de reducir el tiempo de procesamiento de los paquetes manejados y limitar el coste en ancho de banda de la cabecera de IPv6. La longitud total de la cabecera IPv6 es de 40 bytes (en IPv4 eran 20bytes) y dicha cabecera tiene un tamaño fijo, esto ayuda a los equipos a conmutar tráfico lo que se traduce en mayores prestaciones. Además, hay que tener en cuenta que los campos van alineados a 64bits lo que permite a los nuevos procesadores optimizar el rendimiento. En la siguiente figura podemos ver la estructura de la cabecera IPv6:
Campos de la cabecera IPv6
Versión (4 bits): número de versión del protocolo IPv6.
Clase de Tráfico (8 bits) (Traffic Class): también denominado Prioridad (Priority), o simplemente Clase (Class). En IPv4 sería aproximadamente equivalente al TOS.
Etiqueta de Flujo (20 bits) (Flow Label): para permitir tráficos con requisitos de tiempo real.
Longitud total de carga útil (16 bits) (Payload Length): es la longitud de los propios datos, y puede ser de hasta 65.536 bytes.
Siguiente cabecera (8 bits) (Next Header): dado que en lugar de usar cabeceras de longitud variables se emplean sucesivas cabeceras encadenadas, de ahí que desaparezca el campo de opciones. En muchos casos ni siquiera es procesado por los encaminadores, sino tan sólo extremo a
extremo.
Tiempo de vida o límite de saltos (8 bits) (Hop Limit).
En la nueva cabecera IPv6 hay muchos campos que desaparecen frente a IPv4, esto es debido a que se hacen inecesarios por redundancia. Un ejemplo de campo que desaparece es el campo de desplazamiento de fragmentación, es ligeramente diferente, dado que el mecanismo por el que se realiza la fragmentación de los paquetes es totalmente modificado en IPv6, lo que implica la total inutilidad de este campo. En IPv6 los encaminadores no fragmentan los paquetes, sino que de ser precisa, dicha fragmentación/desfragmentación se produce extremo a extremo. El valor del campo “siguiente cabecera”, indica cual es la siguiente cabecera y así sucesivamente. Las sucesivas cabeceras no son examinadas en cada nodo de la ruta, sino sólo en el nodo o nodos destino finales. Hay una única excepción a esta regla, es cuando el valor de este campo es cero, lo que indica la opción de examinado y proceso “salto a salto” (hopby-hop). De esta forma podemos citar algunos ejemplos, cabeceras con información de encaminado, fragmentación, opciones de destino, autenticación, encriptación, etc., que en cualquier caso, han de ser procesadas en el orden riguroso en que aparecen en el paquete. La MTU (Unidad Máxima de Transmisión), debe de ser como mínimo de 1.280 bytes, aunque se recomiendan tamaños superiores a 1.500 bytes. Los nodos descubren el valor MTU a través de la inspección de la ruta. Se prevé así una optimización de los paquetes y del número de cabeceras, dado el continuo crecimiento de los anchos de banda disponibles así como del incremento del propio tráfico.
3.5. Mecanismos de Transmisión a IPV6. Ante el agotamiento de las direcciones IPv4, y los problemas que este está ocasionando ya, sobre todo en los países emergentes de Asia como India o China, el cambio a IPv6 ya ha comenzado. Se espera que convivan ambos protocolos durante un año, aunque se piensa que la implantación mundial y total en internet de IPv6 se hará realidad hacia finales de 2012, dada la celeridad con la que se están agotando las direcciones IPv4. La red no podrá aguantar mucho más sin el cambio, y de no realizarse pronto este las consecuencias podrían ser muy graves. [cita requerida] Existe una serie de mecanismos que permitirán la convivencia y la migración progresiva tanto de las redes como de los equipos de usuario. En general, los mecanismos de transición pueden clasificarse en tres grupos:
LA DOBLE PILA: La doble pila hace referencia a una "solución de nivel IP con doble pila" (RFC 4213), que implementa las pilas de ambos protocolos, IPv4 e IPv6, en cada nodo de la red. Cada nodo con doble pila en la red tendrá dos direcciones de red, una IPv4 y otra IPv6. o
A favor: fácil de desplegar y extensamente soportado.
o
En contra: la topología de red requiere dos tablas de encaminamiento y dos procesos de encaminamiento. Cada nodo en la red necesita tener actualizadas las dos pilas.
TÚNELES: Los túneles permiten conectarse a redes IPv6 "saltando" sobre redes IPv4. Estos túneles trabajan encapsulando los paquetes IPv6 en paquetes IPv4 teniendo como siguiente capa IP el protocolo número 41, y de ahí el nombre proto-41. De esta manera, se pueden enviar paquetes IPv6 sobre una infraestructura IPv4. Hay muchas tecnologías de túneles disponibles. La principal diferencia está en el método que usan los nodos encapsuladores para determinar la dirección a la salida del túnel.
TRADUCCIÓN: La "traducción" es necesaria cuando un nodo que únicamente soporta IPv4 intenta comunicar con un nodo que solamente soporta IPv6. Los mecanismos de traducción se pueden dividir en dos grupos basados en si la información de estado está guardada o no
3.6. Ventajas del Protocolo IPV6. Para dimensionar la cantidad de direcciones IP que puede suministrar IPV6, basta con afirmar que este protocolo puede asignar una cantidad cercana a los 670 mil millones de direcciones por cada milímetro cuadrado de la superficie de la tierra, con lo cual lograría que cada persona pueda asignarle una IP única a cada uno de sus dispositivos. Otra ventaja de utilizar IPV6 son sus niveles de seguridad, ya que incluye dentro de sus especificaciones procesos de Cifrado de información y la verificación de autenticidad del origen de la misma; IPV6 permite utilizar Jumbogramas (Paquetes de datos de mayor tamaño, hasta de 64 bits). Dentro de las bondades que nos ofrece IPV6 también se incluye el mecanismo Plug and play, facilitando así la pronta conexión de dispositivos a la red, gracias a que la configuración se realiza de forma automática, Plug and play permite que al conectar un dispositivo a una red con IPV6 se le asigne una o más direcciones, lo cual facilita la administración de la red; IPV6 fue pensado y desarrollado para ser escalable permitiendo introducir mejoras a futuro. Al incorporar IPv6 una gran cantidad de direcciones, no será necesario utilizar NAT Traducción de direcciones de red, y sus nuevas capacidades de Plug and Play, seguridad, y QoS implicarán mejores conexiones de voz. El nuevo protocolo tiene como objetivo un Internet sin límites, pero aprovechando la ocasión también se han realizado algunas mejoras. Por ejemplo, el tener una dirección IP más compleja, mucho más larga, hace que descifrar esos datos y realizar un ataque básico pase de llevarnos unos 5 minutos a varios miles de millones de años. Por lo tanto, la seguridad se amplía. Has visto más arriba cómo de diferentes, largas y complejas son las nuevas direcciones, que son del estilo de 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7332. Por eso, con tantas combinaciones de letras y números son más difíciles de descifrar que una sencilla 255.255.255.255. Además, para evitar los temidos problemas de configuración el protocolo lo hace automáticamente. No sería de extrañar que pronto perdamos herramientas que simplificaban esta gestión como los servidores DHCP. Por último, podría ayudar a mejorar los recursos de la web y el tráfico, pero, sobre todo, a no volver a pasar por lo mismo que le ha sucedido al IPv4.
Pero como hemos dicho antes, la mayor ventaja es que la industria y el ciberespacio se aseguran tener suficientes direcciones IP como para poder seguir operando sin problemas durante los próximos años. Eso sí, seguirán conviviendo con las IPv4 mientras haya empresas que las sigan revendiendo, por lo que todavía es pronto para saber si habrá algún tipo de transición abrupta. En cualquier caso, los sistemas operativos modernos tienen espacio para configurar ambas direcciones, por lo que a nivel de usuario no hay nada que te debe preocupar. Para tí, a la hora de conectarte todo seguirá como siempre.
3.7. Desventajas del Protocolo IPV6. La necesidad de extender un soporte permanente requiere una dirección IPv4 o algún tipo de NAT Traducción de direcciones de red en los routers pasarela. Por otra parte a nivel de arquitectura, las direcciones IPv6 son más difíciles de memorizar. La mayoría de redes son IPv4 entonces la implementación total de IPv6 sería muy costosa y tardaría mucho tiempo mientras tanto se requieren la implementación de los mecanismos de transición para la interacción de las 2 redes. Incluyendo a esto, existe aun poco conocimiento técnico sobre protocolos de ruteo en cuanto se refiere a organizaciones o ISP locales en ciertas regiones.
3.8. Funcionalidad del Protocolo IPV6. Las funciones de IPv6 son transparentes para las aplicaciones TCP/IP existentes y coexisten con las funciones de IPv4. A continuación, se indican las principales características de IBM que se ven afectadas por IPv6:
Configuración: Por omisión, IPv6 se inicia al iniciar TCP/IP. Si no desea iniciar IPv6 cuando se inicie TCP/IP, puede establecer el valor del parámetro STRIP6 en el mandato Iniciar TCP/IP (STRTCP) como *NO. Entonces, podrá iniciar IPv6 más tarde especificando STRIP6 (*YES) en un segundo mandato STRTCP. Si configura IPv6, enviará paquetes IPv6 a través de una red IPv6. Consulte Caso práctico: crear una red de área local IPv6 para ver un caso práctico que describe una situación en la que se configura IPv6 en la red. Puede configurar interfaces IPv6 virtuales, y realizar una autoconfiguración de direcciones sin estado de IPv6. Para obtener más información acerca de estas características, consulte la sección Configurar IPv6. Ahora puede usar la interfaz basada en caracteres además de System i Navigator para configurar y personalizar TCP/IP.
Sockets: Desarrollar y probar las aplicaciones de sockets utilizando las interfaces de programación de aplicaciones (API) y las herramientas de IPv6. IPv6 mejora los sockets de forma que las aplicaciones pueden utilizar IPv6 utilizando una familia de direcciones nueva, que es AF_INET6. Estas mejoras no afectan a las aplicaciones IPv4 existentes. Puede crear aplicaciones que utilicen el tráfico IPv4 e IPv6 o sólo el tráfico IPv6.
DNS (sistema de nombres de dominio): DNS da soporte a direcciones AAAA y a un dominio nuevo IP6.ARPA para búsquedas inversas (IP-a-nombre). Una aplicación puede aceptar (o no) direcciones IPv6 de DNS y seguidamente utilizar (o no) IPv6 para la comunicación.
Resolución de problemas relacionados con TCP/IP: Utilice herramientas estándar para la solución de problemas como PING, netstat, rastrear ruta y rastreo de comunicaciones para las redes de IPv6. Ahora, estas herramientas dan soporte al formato de direcciones de IPv6. Consulte Solución de problemas de TCP/IP para resolver problemas relacionados con las redes IPv4 e IPv6.
4. Referencias Bibliográficas http://www.ipv6.mx/index.php/component/content/article/189-ipv4-vs-ipv6-icual-es-ladiferencia https://raiolanetworks.es/blog/que-es-una-direccion-ip/ https://hosting.libnamic.com/blog/que-es-un-dominio-sistema-de-nombres-de-dominiosdns/ https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1scara_de_red https://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_configuraci%C3%B3n_din%C3%A1mica_de_host https://www.ionos.es/digitalguide/servidores/configuracion/que-es-el-dhcp-y-comofunciona/ https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_nombres_de_dominio https://www.cloudflare.com/es-es/learning/dns/what-is-dns/ https://www.profesionalreview.com/2020/02/29/ipv4-vsipv6/#:~:text=La%20direcci%C3%B3n%20IP%20es%20el,y%20preparada%20para%20el%20fu turo. https://es.wikipedia.org/wiki/IPv4 https://www.ionos.es/ayuda/dominios/glosario-explicaciones-sobre-conceptos-y-temasimportantes/ipv4/ https://www.speedcheck.org/es/wiki/ipv4/ https://www.redeszone.net/2011/08/04/la-capa-de-red-volumen-iv-ipv4/ http://www.ipv6go.net/cabecera_ipv6.php https://www.ramonmillan.com/tutoriales/ipv6_parte1.php#:~:text=La%20cabecera%20de%2 0IPv6%2C%20descrita,de%20la%20cabecera%20de%20IPv6. https://www.redeszone.net/tutoriales/redes-cable/deshabilitar-protocolo-ipv6-ordenador/ https://www.ibm.com/docs/es/i/7.1?topic=6-available-ipv6-functions https://axarnet.es/blog/que-es-ipv6?dt=1621152318018 https://www.stackscale.com/es/blog/que-es-ipv6/ https://ipv6.mineco.gob.es/Paginas/index.aspx https://www.xataka.com/basics/ipv6-que-sirve-que-ventajas-tiene https://es.wikipedia.org/wiki/IPv6
En el presente libro se realiza una descripción de los protocolos IPV4 e IPV6, de tal manera que se profundice un poco más en la manera en la que trabajan los ordenadores para interconectarse con internet.