IPV6 vs IPV4

Universidad de Córdoba. Brunal Nestor, Espitia Esneyder, Carreño Oscar. Protocolos IPV4 e IPV6.

Resumen— el IPv6, el protocolo de reemplazo del IPv4, resuelve los problemas de dirección de éste y proporciona las funciones necesarias por que satisfacen las necesidades de los mercados emergentes, tales como los dispositivos nómadas de comportamiento personal, entretenimiento en la red y dispositivos controlados por la red usando direcciones, de 128 bits. El IPv4, ofrece varios tipos de direcciones; soporta enrutamientos de tipo prioritarios; proporciona configuraciones automáticas, autenticación de datos, privacidad y la confidencialidad mediante codificación; soporta enrutamiento prioritario. La transición del IPv4 al IPv6 se está llevando a cabo actualmente.

Índice de Términos:Protocolo internet (IP)IPv4IPv6

I. INTRODUCCIÓN

El protocolo internet (IP) es la parte del conjunto de protocolos TCP/IP y es el protocolo de interconexión de redes más utilizadas. Como cualquier protocolo estándar IP de se especifica en dos partes:

A. La interfaz con la capa superior especificando los servicios que proporciona IP.

B. El formato real del protocolo y los mecanismos asociados.

El protocolo internet (IP) ha sido fundamento de internet y virtualmente de todas las redes privadas de múltiples proveedores. Este protocolo está alcanzando el fin de su vida útil y se ha definido un nuevo protocolo mejorado conocido como IPV6 (IP versión 6) para, en última instancia, reemplazar al IPV4.

II. LIMITACIONES DEL IPV4

El motivo que ha conducido a la adopción de una nueva versión mejorada del protocolo IP ha sido la limitación por el campo de dirección de 32 bits en IPv4. Con ese campo, en principio es posible asignar 232 direcciones diferentes, alrededor de 4.000 millones de direcciones posibles. Se podría pensar que este número de direcciones era más que adecuado para satisfacer las necesidades en internet. Sin embargo, a finales de la década de los ochenta se percibió que habría un problema y este problema empezó a manifestarse a comienzos de los noventa. Algunas de las razones por las que es inadecuado utilizar estas direcciones de 32 bits son las siguientes.

A. La estructura en dos niveles de la dirección IP (número de red y números de host) es conveniente pero también es una forma poco económica de utilizar el espacio de direcciones.

Una vez que se asigna un número de red a una red, todos los números de computador de ese número de red se asignan a esa red. El espacio de direcciones para esa red podría estar poco usado, pero en lo que conviene a la efectividad del espacio de direcciones, si se usa un número de red entonces se consumen todas las direcciones dentro de la red. B. El modelo de direccionamiento IP requiere que se le asigne un número de red único a cada red IP independientemente de si la red está realmente conectada a internet.

PROTOCOLOS IPV4 E IPV6

Brunal Néstor, Espitia Esneyder, Carreño Oscar. Universidad de Córdoba, Facultad de ingenierías, Departamento de Ingeniería de Sistemas y

Telecomunicaciones.

1


C. Las redes están proliferando rápidamente. Las mayorías de las organizaciones establecen LAN múltiples, no un único sistema de LAN. D. El uso creciente de TCP/IP en áreas nuevas producirá un crecimiento rápido en la demanda de direcciones únicas IP.

E. La necesidad de un incremento en el espacio de direcciones ha impuesto la necesidad de una nueva versión de IP. Además IP es un protocolo muy viejo y se han definido nuevos requisitos en las áreas de configuración de red, flexibilidad en el encaminamiento y funcionalidad para el tráfico.

III. HISTORIA DEL IPV6

En respuesta a las limitaciones del IPv4 el grupo de trabajo de ingeniería de internet (IETF) emitió una convocatoria de propuestas para una nueva generación de IP (IPNG) en julio de 1992. Se recibieron 21 propuestas, no todas las propuestas eran completas. En diciembre de 1992 había 7 propuestas serias en la mesa; iban desde hacer cambios menores en IP hasta desecharlo y reemplazarlo por un nuevo protocolo completamente diferente. En 1994 emergió el diseño final de IPNG, uno de los hechos destacados del desarrollo fue la publicación del RFC 1752, <<la recomendación para protocolo de nueva generación de IP>> publicado en enero de 199. El RFC 1752 describe los requisitos de IPNG, especifica el formato de la PDU y señala las técnicas de IPNG en las áreas de seguridad, direccionamiento y encaminamiento. Existen otros documentos internet que difieren los detalles del protocolo, ahora llamado oficialmente IPV6; estos incluyen una especificación general del IPV6 RFC 2460, un RFC que trata sobre la estructura de direccionamiento de IPv6 (RFC 2373) y una larga lista adicional.

IV. IPV4 VS IPV6

El IPV6, proporciona una solución que resuelve los problemas corrientes de direccionamiento y es capaz de proveer la funcionalidad necesaria para los mercados emergentes. diseñado como reemplazo evolutivo, el IPV6 mantiene la mayoría de las

funciones del IPV4, relegan ciertas funciones como opcionales que no funcionaban o eran rara vez utilizadas en el IPV4, y agrega una nueva funcionalidad no presente en en el IPV4. Algunas de la diferencias substánciales entre IPV6 y el IPV4 pueden observarse si se examinan el formato y el contenido de sus encabezados, mostrados en la figura 1 y la figura 2. Tres diferencias obvias son: A. El tamaño: la longitud del encabezado IPV4 es variable debido a sus campos de opciones y relleno, pero el IPV6 tiene un número fijo de 320 bits. B. El número de campos: el IPV4 tiene 14 campos, pero el IPV6 tiene solo 8. C. El tamaño del campo: en el IPV4 cada una de las direcciones de fuente y destino son de 32 bits pero de 128 bits en el IPV6. Los campos de dirección constituyen el 80% del encabezado del IPV6 (256 bits), sin esos dos campos el encabezado IPV6 solo es de 64 bits de longitud, lo que lo hace mucho más pequeño que el correspondiente encabezado IPV4.

Formato de un encabezado IPV4, la longitud de cada campo está dada en bits.4 4 8 16 16 3 13 8 8 16 32 32 VARI ABLEV HL ST TL ID F FO TTL P HC SA DA OPT PAD FIGURA 1. Fuente: adaptada del RFC 791, el RFC 1702 y el RFC 1349 Formato y contenido de una cabeza IPV6. La longitud de cada campo está dada en bits.4 4 24 16 8 8 128 128V P FL PL NH HL SA DAFIGURA2. Fuente: adaptada del RFC 1752, el RFC 1883 y el RFC 2373

-V: este campo de 4 bits especifica el número de la versión del protocolo, para IPV6 es 0110. Es el único campo que tiene exactamente el mismo significado y posición en los encabezados IPV4 e IPV6. - P: este campo de 4 bits especifica la prioridad del paquete de datos. Este campo es nuevo para el encabezado IP; no fue parte del IPV4. Hay 24 = 16 diferentes niveles de prioridad.- FL: este campo de flujo de 24 bits .designa paquetes que requieren un manejo especial. Un uso de este campo es proporcionar calidad de

2


servicio QoS mediante RSVP este campo es nuevo para el protocolo IP, no era parte del IPV4.- PL: este campo de 16 bits especifica la longitud de la carga útil de los datos del usuario que sigue al encabezado. El PL del IPV6 reemplaza al campo de longitud total del IPV4, que especifica la longitud del encabezado y los datos. - NH: este siguiente campo de encabezado de 8 bits reemplaza el camp de protocolo del IPV4. NH especifica el tipo de encabezado que sigue inmediatamente al encabezado IPV6. NH permite que los encabezados de extensión sean insertados entre el encabezado IP y los encabezados TCP o UDP que preceden a los datos del usuario. Este campo también reemplaza efectivamente los campos de longitud y opción de los encabezados de los IPV4.- HL: este campo límite de salto de 8 bits se usa para especificar el número de segundos que un paquete puede permanecer activo en internet. El valor de este campo disminuye un segundo cada vez que pasa por un enrutador. HL reemplaza el campo TTL del IPV4 - SA: este campo lleva la dirección fuente IP de 128 bits. Excepto por su longitud, SA tiene exactamente el mismo significado que el campo SA de los UPS. Sin embargo su localización dentro del paquete es diferente. - DA: este campo lleva la dirección destino IP de 128 bits excepto por su longitud, DA tiene el mismo significado que el camp DA de los IPV4s, sin embargo su ubicación dentro del paquete es diferente.

V. CARACTERÍSTICAS DEL IPV6

A. Nuevo formato de encabezadoEl encabezado IPv6 tiene un nuevo formato que está diseñado para reducir al mínimo la sobrecarga del encabezado. Esto se consigue al mover los campos que no son esenciales y los campos de opciones a encabezados de extensión que se colocan a continuación del encabezado IPv6. La simplificación del encabezado IPv6 permite un procesamiento más eficaz en los enrutadores intermedios.Los encabezados IPv4 y los encabezados IPv6 no son interoperables y el protocolo IPv6 no es compatible con el protocolo IPv4. Un host o un

enrutador deben utilizar simultáneamente una implementación de IPv4 e IPv6 para reconocer y procesar ambos formatos de encabezado. El nuevo encabezado IPv6 sólo tiene el doble de tamaño que el encabezado IPv4, a pesar de que las direcciones IPv6 son cuatro veces mayores que las direcciones IPv4.

B. Espacio de direcciones más grandeIPv6 utiliza direcciones de origen y destino de 128 bits (16 bytes). Aunque con 128 bits se pueden proporcionar más de 3,4×1038 combinaciones posibles, el amplio espacio de direcciones de IPv6 se ha diseñado para permitir múltiples niveles de división en subredes y asignación de direcciones de la red troncal Internet a las subredes individuales de una organización.Al tener un número mucho mayor de direcciones disponibles, ya no son necesarias las técnicas de conservación de direcciones, como la implementación de NAT.

C. Infraestructura de direcciones y enrutamiento eficaz y jerárquica

Las direcciones globales de IPv6 que se utilizan en la parte IPv6 de Internet están diseñadas para crear una infraestructura eficaz, jerárquica y que se puede resumir y que tiene en cuenta la existencia de múltiples niveles de proveedores de servicios Internet. En la red Internet IPv6, los enrutadores de red troncal tienen tablas de enrutamiento mucho más pequeñas.

D. Configuración de direcciones con y sin estado

Para simplificar la configuración de los hosts, IPv6 admite la configuración de direcciones con estado, como la configuración de direcciones con la presencia de un servidor DHCP, y la configuración de direcciones sin la presencia de un servidor DHCP). Con la configuración de direcciones sin estado, los hosts de un vínculo se configuran automáticamente con direcciones IPv6 para el vínculo (direcciones locales del vínculo) y con direcciones derivadas de prefijos anunciados por los enrutadores locales. Incluso sin la presencia de un enrutador, los hosts del mismo vínculo se pueden configurar automáticamente con direcciones locales

3


del vínculo y comunicarse sin necesidad de configuración manual.

E. Seguridad integradaLa compatibilidad con IPSec es un requisito del conjunto de protocolos IPv6. Este requisito proporciona una solución basada en estándares para las necesidades de seguridad de red y aumenta la interoperabilidad entre diferentes implementaciones de IPv6.

F. Mejora de la compatibilidad para la calidad de servicio (QoS)

Los nuevos campos del encabezado IPv6 definen cómo se controla e identifica el tráfico. La identificación del tráfico, mediante un campo Flow Label (etiqueta de flujo) en el encabezado, permite que los enrutadores identifiquen y proporcionen un control especial de los paquetes que pertenecen a un flujo dado. Un flujo es un grupo de paquetes entre un origen y un destino. Dado que el tráfico está identificado en el encabezado IPv6, la compatibilidad con QoS se puede obtener de forma sencilla incluso si la carga del paquete está cifrada con IPSec.

G. Nuevo protocolo para la interacción de nodos vecinos

El protocolo Descubrimiento de vecinos en IPv6 consiste en un conjunto de mensajes del Protocolo de mensajes de control de Internet para IPv6 (ICMPv6, <i>Internet Control Message Protocol for IPv6</i>) que administran la interacción de nodos vecinos (es decir, nodos que se encuentran en el mismo vínculo). El descubrimiento de vecinos reemplaza los mensajes de Protocolo de resolución de direcciones (ARP), Descubrimiento de enrutadores ICMPv4 y Redirección ICMPv4 con mensajes eficaces de multidifusión y unidifusión, y proporciona funciones adicionales.

H. Capacidad de ampliaciónIPv6 se puede ampliar con nuevas características al agregar encabezados de extensión a continuación del encabezado IPv6. A diferencia del encabezado IPv4, que sólo admite 40 bytes de opciones, el tamaño de los encabezados de extensión IPv6 sólo está limitado por el tamaño del paquete IPv6.

VI. DIRECCIONES IPV6

A. Descripción general de las direcciones IPv6

Las direcciones IPV6 se asignan a interfaces en lugar de a nodos, teniendo en cuenta que en un nodo puede haber más de una interfaz. Así mismo, se puede asignar más de una dirección ipv6 a una interfaz.

IPv6 abarca tres clases de direcciones:

Unidifusión: Identifica una interfaz de un solo nodo.

Multidifusión: Identifica un grupo de interfaces, en general en nodos distintos. Los paquetes que se envían a una dirección multidifusión se dirigen a todos los miembros del grupo de multidifusión.

Difusión por proximidad: Identifica un grupo de interfaces, en general en nodos distintos. Los paquetes que se envían a una dirección de difusión por proximidad de dirigen al nodo de miembros del grupo de difusión por proximidad que se encuentre más cerca del remitente.

B. Partes de una dirección IPv6

Una dirección IPv6 tiene un tamaño de 128 bits y se compone de ocho campos de 16 bits, cada uno de ellos unido por dos puntos. Cada campo debe contener un número hexadecimal, a diferencia de la notación decimal con puntos de las direcciones IPv4. En la figura siguiente, las equis representan números hexadecimales.

Figura 3: Formato básico de las direcciones IPV6.

4


Los tres campos que están más a la izquierda (48 bits) contienen el prefijo de sitio. El prefijo describe la topología pública que el ISP o el RIR (Regional Internet Registry, Registro Regional de Internet) suelen asignar al sitio.

El campo siguiente lo ocupa el ID de subred de 16 bits que usted (u otro administrador) asigna al sitio. El ID de subred describe la topología privada, denominada también topología del sitio, porque es interna del sitio.

Los cuatro campos situados más a la derecha (64 bits) contienen el ID de interfaz, también denominado token. El ID de interfaz se configura automáticamente desde la dirección MAC de interfaz o manualmente en formato EUI-64.

VII. SEGURIDAD DE IPV6

Por el momento, el número de problemas de seguridad y ataques sobre IPv6 es pequeño debido a que no está desplegado aún a gran escala. Pero, se espera que la tendencia Cambie a medida que los operadores y proveedores de contenidos lo implementen en sus Redes y servicios.

VIII. MIGRACION A IPV6

IPV6 es más que una actualización de un IPV4; es una nueva versión del protocolo internet. Su direccionamiento es diferentes, sus encabezados son más especializados proporciona más opciones, incluidas el control del flujo y la seguridad y soporta autoconfiguración de la movilidad de anfitrión junto con otras nuevas características. La conversión a un IPV6 no puede ocurrir de la noche a la mañana. Es improbable que todo usuario de internet pueda cambiar a un IPV6 en una predeterminada fecha y hora. Más bien la internet debe migrar del ipv4 al ipv6 lenta y metódicamente a lo largo de varios años. Migrar a un IPV6 sin perturbar la operación corriente del internet existente IPV4 es un asunto considerable. Es imperativo que el IPV6 y las funciones claves del IPV6 interoperen durante el periodo de transición el plan actual d emigración a IPV6 soporta varios tipos de transiciones primero, serán permitidas actualizaciones por etapas, esto

significa que cualquier dispositivo IPV4 puede actualizarse al IPV6 independientemente a cualquier otro dispositivo de red, con la excepción de que el servidor DNS debe primero actualizarse para manipular registro de dirección IPV6. Segundo, el despliegue por etapas será soportado, esto significa que pueden instalarse nuevos nodos IPV6 en cualquier momento sin modificaciones necesarias. Tercero, la transición deben soportar las direcciones actuales IP. Así, si un nodo IPv4 es actualizado a IPv6 no tiene que asignársele a él una nueva dirección IPv6; puede seguir usando su dirección existente IPv4. En conjunto esa transición debe ser procesada en dos fases, al final de la fase 1 ambos dispositivos IPv4 e IPv6 coexistieran sobre la internet, al final de la fase 2 solo existirán dispositivos IPv6.

IX. CONCLUSIONES

En principio y lo más importante, el IPv6 resuelve el problema que buscaba resolver: proporcionar una cantidad prácticamente ilimitada de direcciones internet. Los enrutadores procesan con mayor rapidez los paquetes y mejoran por tanto la velocidad real de transporte debido a la simplificación del encabezado, que contiene solo 8 campos.

REFERENCIAS

[1] A. Gallo, .Comunicaciones entre computadoras y tecnologías de redes, 2002, p. 610

[2] Stallings. William, Comunicaciones y redes de computadores. Ed. 7, 2004, pp. 618

[3] Tanenbaun, Andrew, Redes de computadoras, Ed. 4, 2003.

[4] Características de IPv6 , MSDN Library, http://msdn.microsoft.com/eszzes/library/cc780593%28v=ws.10%29.aspx

[5] Guía de administración del sistema: servicios IP, Oracle, https://docs.oracle.com/cd/E19957-01/820-2981/ipv6-overview-10/

[6] R. Hinden, Network Working Group, http://www.ietf.org/rfc/rfc2374.txt?number=2374

[7] R. Hinden, Network Working Group, http://www.ietf.org/rfc/rfc2374.txt?number=2374

5

http://www.ietf.org/rfc/rfc2374.txt?number=2374




https://docs.oracle.com/cd/E19957-01/820-2981/ipv6-overview-10/

https://docs.oracle.com/cd/E19957-01/820-2981/ipv6-overview-10/

http://msdn.microsoft.com/eszzes/library/cc780593(v=ws.10).aspx

http://msdn.microsoft.com/eszzes/library/cc780593(v=ws.10).aspx

http://msdn.microsoft.com/es-es/library/ms123401.aspx

IPV6 vs IPV4

Documents

Transcript of IPV6 vs IPV4