IPv6

Ing. Ricardo Fernando Marroquín

Redes de Computadoras

✔ Comprender qué es IPv6 y por qué existe
✔ Diferenciarlo claramente de IPv4
✔ Entender su estructura básica
✔ Reconocer tipos de direcciones
✔ Interpretar una configuración simple

CRITERIOS DE APRENDIZAJE IPv6

• Direcciones IPv4 insuficientes
• IPv4 (RFC 791) usa 32 bits → ≈ 4.3 mil millones de direcciones

• Con crecimiento de Internet, IoT, móviles, nube → insuficiente.

  IPv6 fue definido inicialmente en RFC 2460, actualizado por RFC 8200 (estándar vigente).

• Ventajas IPv6
  • Mobile IP
  • No NAT
  • IPSEC (seguridad, integridad, autenticación)
  • Más rápido que IPv4

¿Porqué IPv6?

¿Cuántas direcciones IPv4 nos quedan?

• Regional Internet Registry (RIR) es una organización que supervisa la asignación y el registro de recursos de números de Internet dentro de una región particular del mundo
• IPv6 tiene un tamaño de 128 bits, nos proporciona 3.4X10(38) valores únicos de direcciones ip

Diferencias fundamentales

IPv6 elimina la dependencia del NAT y restaura el principio extremo a extremo.

Estructura IPv6

• Tamaño de 128 bits representados en valores hexadecimales
• Cada valor se representa por 4 bits en el sistema binario

IPv6 VRS IPv4

IPv4

32 bits o 4 bytes de longitud

4,200,000,000 direcciones. 

4 octetos

IPv6

128 bits o 16 bytes: Cuatro veces los bits de IPv4

340 Billones de billones de billones (sextillones) de direcciones.

8 hextetos (bloques)

192.168.1.23

2001:0db8:0000:0000:a111:b222:c333:abcd

Principales Características

• Mayor espacio de direccionamiento
• Seguridad:  Incluye IPsec: Autenticación y encripción
• Autoconfiguración: usa mensajes multicast de descubrimiento de routers ICMPv6

Principales Características

• Movilidad: Permite moverse de proveedor a proveedor ISP conservando la misma dirección
• Mecanismos de traducción IPv6 a IPv4
• Calidad de Servicio (QoS) Clase de servicio (CoS)

Representación de direcciones IPv6

128 bits de largo

Expresado en hexadecimal en vez de decimal

Los dos puntos ":" se usan para separar un grupo de 4 caracteres hexadecimales.

Representación de direcciones IPv6

Se representa así:

xxxx : xxxx : xxxx : xxxx : xxxx : xxxx : xxxx : xxxx

Representación de direcciones IPv6

En IPv6, 4 bits representan un único dígito hexadecimal 32 valores hexadecimal= dirección IPv6

Hexteto es el nombre usado por cada bloque de 4 valores hexadecimales usado para referenciar el segmento de 16 bits o cuatro hexadecimales.

REGLA #1: Los ceros se pueden omitir

• Cualquier cero a la izquierda en cualquier hextet puede ser omitido.
• 02AC puede ser representado como 2AC
• 008E puede ser representado como 8E

REGLA #2: Omitir segmentos de todos 0

• Uno o más grupos de ceros correlativos pueden ser sustituidos por un doble dos puntos "::"
• Un doble dos puntos "::" puede ser usado una sola vez dentro de una dirección IPv6 de otra manera la dirección será ambigua.

Prefijo similar a CIDR

• Número decimal que identificará la parte de red y la parte restante equivale a la porción de host que se asignarán a las interfaces.

2001:0D88:0000 : CD30 : 0000:0000:0000:0000 /48

Prefijo de sitio

48bits

ID de subred

16bits

ID de interfaz/host

64bits

/64 (común para LAN)

Tipos de Direcciones

UNICAST

Identificar una interface de nodo IPv6 (un solo dispositivo).  Hay dos tipos Unicast Global y Link Local

• Unicast Global: pueden ser enrutadas a internet y son asignadas por el ISP
• Link local: son usadas por los dispositivos para comunicarse con otros que se encuentran en el mismo segmento (subred) . No se pueden enrutar fuera de un determinado segmento. Estas direcciones se encuentran en el rango FE80::/10, esto significa: FE80:/10, los primeros 10 bits son fijos, no sufren modificación.

2000::/3  Equivalente a ip pública en ipv4

fe80::/10

fe80::1a2b:3c4d:5e6f:7a8b

Text

LINK-LOCAL

• Se genera automáticamente

• Solo válida en la red local

• Siempre existe en interfaces IPv6

Tipos de Direcciones

UNIQUE LOCAL

Equivalente a privadas RFC 1918 en IPv4.

LOOPBACK

Equivalente a 127.0.0.1

fc00::/7

MULTICAST

IPv6 elimina broadcast y usa multicast.

ff00::/8

::1

Interface ID

Unicast

Global Unicast

• Equivalentes a las direcciones IPv4 públicas
• Enrutables
• Empiezan con 2000::/3

2004:A128::32:FEDC:BA98:7865:4321/64

Unicast

UNIQUE LOCAL

• Equivalentes a las direcciones IPv4 privadas
• No son enrutables en Internet
• Empiezan con FC, FD.

FD12:B128:E8E1:1:FEA1:BC98:8865:4421/64

Unicast

LINK LOCAL

• Dirección IPv6 Default en cualquier interfaz habilitada con IPv6
• No son enrutables en Internet

FE80::3E71:58FF:FCE9:64BB/64

Formato:

El prefijo de formato ocupa 10 bits: 1111 1110 10 (FE80::/10)

El resto de los primeros 64 bits son 0

Identificador de host (64 bits)

Multicast

• Identifican a un grupo de interfaces
• Toda dirección multicas se identifica mediante el rango reservado

FF02::1:FF00:0  - FF02::1:FFFF:FFFF

FF00::/8

Anycast

Sirven para identificar a un conjunto de interfaces.

Cuando se envía un paquete a una dirección anycast es entregado a una de estas interfaces más cercana.

Auto configuración

Uno de los cambios más importantes:

SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration)

• El router envía Router Advertisement (ICMPv6 – RFC 4861)

• El host genera su dirección automáticamente

• No requiere DHCP (aunque puede usarse DHCPv6)

Mensaje clave:

"En IPv6, los dispositivos pueden configurarse solos sin servidor DHCP."

Representación

• Obtener el prefijo cuando el prefix length es múltiplo de 4

• Paso 2) Copiar los dígitos hexadecimales de la dirección IPv6 de izquierda a derecha de acuerdo al número calculado anteriormente y el resto de los dígitos tendrán valores de ceros.

• Paso 1) Dividir el prefix length entre 4 cuando sea múltiplo de 4

2001:0db8:0000:0000:0000:8b20:0870:0006 /64

Prefijo

Interface ID

Prefix length

64/4

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000 /64

2001:db8::/64

Representación (<>multiplo 4)

• Paso 2)convertir a binario el dígito hexadecimal encontrado del paso 1

• Paso 1) Encontrar el dígito hexadecimal de la dirección IPv6 donde se encuentra el número de bit que es detallado en el tamaño de prefijo

2001:0db8:0000:abd1:abd2:8b20:0870:0006 /57

d= 1101

2001:0db8:0000:ab80:0000:0000:0000:0000 /57

2001:0db8:0000:abd1:abd2:8b20:0870:0006 /57

• Paso 3)Mantener todos los dígitos de la dirección IPv6 de izquierda a derecha hasta el bit detallado en el tamaño de prefijo

2001:db8:0:ab80:: /57

Ejercicio

AAA:B21A:CCCC:DDDD:1234:2345:3456:4567 /30

Ejercicio 2

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329

1. Aplica Regla 1 (eliminar ceros a la izquierda).

2. Aplica Regla 2 (sustituir secuencias de ceros por ::, si es posible).

Ejercicio 3

1. Se te proporciona la siguiente dirección IPv6 abreviada:

   fe80::1a2b:3c4d:5e6f

Expande la dirección a su forma completa sin omitir ningún grupo de ceros

Ejercicio 4

1. Se te proporciona la siguiente dirección IPv6 con prefijo:

   2001:db8:abcd:1234::1/64

2. Identifica cuál es la parte de red y cuál la parte de host de la dirección.

3. Explica cuántos hosts pueden existir en esta subred.

Ejercicio 5

Preguntas:

1. ¿Cuál es el prefijo de red?

2. ¿Es pública o privada?

3. ¿Cuántos hosts permite un /64?

2001:db8:acad:1::15/64

Dada la dirección:

Otros temas para investigación

• Diseño jerárquico IPv6

• Dual stack

• Túneles (6to4, Teredo)

• Segment routing

• Seguridad avanzada

• Planificación empresarial profunda