Internet Protocol version 6 Internet Protocol version 6 IPv6IPv6

Ciclo de Conferencias Ciclo de Conferencias Facultad de Tecnología TelecomunicacionesFacultad de Tecnología Telecomunicaciones

Sucre, noviembre de 2011

Marco Antonio Arenas Porcel

Docente de la Academia Cisco - USFX

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1. Introducción

2. Direccionamiento IPv6

3. Asignación de direcciones IPv6

4. Conclusiones

INDICE

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INTRODUCCIÓN

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Dirección IP• Una dirección IP es una etiqueta numérica que identifica, de

manera lógica y jerárquica, a un interfaz (elemento de comunicación/conexión) de un dispositivo dentro de una red que utilice el protocolo IP.

• Es algo parecido al DNI, cada uno tiene su nombre pero el identificativo único que usamos y/o nos piden.

• Por ejemplo a través de Internet los ordenadores se conectan entre sí mediante sus respectivas direcciones IP.

• A los seres humanos nos es más cómodo utilizar otra notación más fácil de recordar, como los nombres de dominio: www.google.com.

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Situación por regiónIPv4 Address ReportThis report generated at 31-Aug-2011 07:59 UTC.

Fuente: http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html

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Situación por regiónIPv4 Address ReportThis report generated at 18-Nov-2011 07:15 UTC.

Fuente: http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html

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Problemática del IPv4• Al tener todos los bloques de direcciones asignados prácticamente,

produce una gran cantidad de rutas en los routers principales de la Internet.

• Este problema se da por la organización de las direcciones basado en clases.

Fuente: http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html

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¿Qué es el IPv6?• Es un protocolo enrutable (dirigir y encaminar los

paquetes en la red)• IPv6 es la versión 6 del Protocolo de Internet.• Fue diseñado en los años 70, por Steve Deering y Craig

Mudge, con el objetivo de interconectar redes.• Adoptado por Internet Engineering Task Force (IETF) en

1994.

Miembro jefe de Cisco e inventor del Multicast

Director de la Xerox PARC

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¿Qué es el IPv6?• IPv6 también se conoce por “IP Next Generation” o

“IPng”.• Esta nueva versión IP está destinada a sustituir al

estándar IPv4• Definida en el RFC 2460.• El 8 de junio el día mundial de IPv6.

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¿Por qué IPv6?• Urgente necesidad para permitir el continuado

crecimiento de Internet, ya que las IPv4 se agotaron.• Las IPv4 llegaron a su fin inminente … lo advirtió el

RFC1519 (en 1993 la clase B se agotaban).– Empezó: Europa, Japón y la región del Pacífico asiático– Causas: Dispositivos móviles (smart phones), Conexiones

Always-on, Demografía de Internet, Crecimiento del BW, Uso ineficiente de direcciones y Virtualización.

• El 3 de febrero de 2011, la IANA asignó los últimos bloques libres a los RIRs (Registro Regional de Internet).

• Las alternativas (NAT, CIDR, RFC 1918) para optimizar IPv4 fueron limitadas y a corto plazo.

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¿Por qué IPv6?• Porque nos brinda muchísimas más direcciones:

– 340282366920938463463374607431768211456 (3.4x1038) =340 sextillones

– Frente a IPv4 = 4.294.967.296

• Para poder darle una dirección IP pública y globalmente accesible a cada dispositivo conectado a Internet.

• Todo esto, incluso si se produce un crecimiento inesperado

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¿Por qué IPv6?

• Ya existen mirrors y sitios web en modo “Dual Stack”– www.iweb.com 209.172.32.36 por ejemplo: 1ce: C01D: bee2: 15:

A5: 900D: a5: 11fe

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Características de IPv6• Capacidad extendida de direccionamiento

– Autoconfiguración no-administrada, Plug-and-play, Multiconexion, Flexibilidad global, Conexión de extremo a extremo

– Usa los principios de enrutamiento sin clase (CIDR)

• Seguridad de Nivel de Red obligatoria (Soporte por defecto de IPSec)

• Encabezado más simple, no hay dirección de broadcast ni es necesario procesar checksums: Multicast– Procesamiento simplificado en los routers

• Mejoras en QoS y etiquetas de flujo en el encabezado.• Mobilidad mejorada por la incorporación del Mobile IP nativamente

en el protocolo – MIPv6• Una solución para multi-homing escalable.• Jumbogramas (paquetes hasta de 4GB).

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Características de IPv6• Flexible para la evolución de redes

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Características de IPv6

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Paquete de Datos (Encabezado Simple)

• El encabezado de IPv4 tiene 20 octetos y 12 campos de encabezado básicos, seguidos por un campo de opciones y una sección de datos (normalmente el segmento de la capa de transporte). El encabezado de IPv6 tiene 40 octetos, tres campos de encabezado de IPv4 básicos y cinco campos de encabezado adicionales.

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Seguridad incorporada (IPSec)

• Seguridad “Extremo a Extremo” en IPv6

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MIPv6 (enrutamiento directo)

• Movilidad IPv6

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Opciones para QoS

• QoS IPv6

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ICMPv6• Es una nueva versión de ICMP y es una parte

importante de la arquitectura IPv6• Combina la funcionalidad de ICMPv4, IGMP y ARP

– Se ejecuta sobre nodos IPv6 en nodos unicast y multicast

• Descubrimiento de vecinos (neighbor discovery ND)• Los nodos que comparten un mismo medio físico usan

ND para:– Descubrir su presencia mutuamente– Determinar la dirección de nivel de enlace de sus vecinos– Encontrar enrutadores– Mantener información sobre alcanzabilidad de los vecinos

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ICMPv6

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IPv6 Multicast• En IPv6 no existe broadcast como en IPv4, y tampoco

es necesario implementar túneles para Multicast.

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¿Y qué ocurrió con IPv5?• IPv5 se utilizó (1979) para definir un protocolo

de transmisión en tiempo real experimental, que no era IP, si no ST. Para evitar confusiones, se decidió no utilizar IPv5 y llamar IPv6 al nuevo protocolo IP.

• En la época de los 70’s el protocolo experimental ST fue creado con propósito experimental, para transmitir voz y video.

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DIRECCIONAMIENTO IPV6

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Direccionamiento IP

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Representación IPv6• Las direcciones IPv6 utilizan dos puntos (:) para separar entradas

en una serie• Formato

• x:x:x:x:x:x:x:x, donde cada x representa 16 bits en formato hexadecimal

• Ceros a la izquierda pueden suprimirse

• Ceros sucesivos pueden representarse como :: una sola vez por dirección

• Ejemplos• 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B

• Podría representarse como 2031:0:130F::9C0:876A:130B• No podría ser 2031::130F::9C0:876A:130B

• FF01:0:0:0:0:0:0:1 FF01::1

• 0:0:0:0:0:0:0:1 ::1

• 0:0:0:0:0:0:0:0 ::

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Representación de direcciones IPv6• Reglas

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Tipos de direcciones IPv6

• Unicast (comunicación uno a uno)– Global (RFC 3587) Inician con 2000::/3 (001) y son asignadas por la IANA

– Link-local FE80::/10

– ULA – Únicas Locales FC00::/7

– IPv4 Mapeadas ::FFFF:IPv4/128

– Site-local (desaprobadas RFC 3879) FEC0::/10

– IPv4 Compatibles (desaprobadas RFC 4291) ::IPv4/128

• Multicast (comunicación de uno a muchos)• FF01::/8 (siempre inician FF0x, la x representa un último digito

hexadecimal que toma un valor entre 1 y 8).

• Uso más eficiente de la red

• Rango mayor de direcciones disponibles

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Tipos de direcciones IPv6

• Anycast (comunicación uno al más cercano)• Un paquete Anycast se envía a la interfaz más cercana: De uno al más

cercano

• Se asignan apartir de prefijos locales

• Identifica una lista de dispositivos o nodos, por lo que la dirección es compartida entre varios dispositivos

• No tienen un direccionamiento especial distinguible

• No puede ser utilizada como dirección de origen, tampoco para direccionar a un host. Solamente puede asignarse a la interfaz de un router

• Se puede utilizar por ejemplo para balanceo de carga o servicios de contenido

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Tipos de direcciones IPv6• Reservadas (son también unicast y para uso de la IETF)

• ::/128 Dirección no especificada (128 bits en cero, dirección fuente que utiliza un host que no conoce su dirección IP)

• ::1/128 Loopback

• 2001:db8::/32 (direcciones para documentación RFC3849)

• Transición• 2002::IPv4::/48 (6to4)

• Privadas– Las direcciones privadas inician en "FE“ y el siguiente dígito hexadecimal es un

valor de 8 a F.

• Una interfaz de un router puede tener asignadas múltiples direcciones de cualquier tipo: unicast, anycast o multicast

• El direccionamiento IPv6 se especifica en el RFC 4291• IPv6 tiene un formato de direcciones que permite la agrupación

ascendente hasta llegar finalmente al ISP.

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Representación de Direcciones IPv6

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Representación de Direcciones IPv6

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Identificadores de Interfaz IPv6

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Alcance de direcciones IPv6 unicast

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Dirección de enlace local (local link)

• Direcciones local link tienen un ámbito limitado al segmento de red local• Se asigna dinámicamente utilizando el prefijo FF80::/10• Se utiliza para la configuración de direccionamiento automático,

descubrimiento de vecinos, y envío de actualizaciones de enrutamiento.• Se puede utilizar para comunicar diversos dispositivos en red que no

necesitan una dirección global• Red no enrutable

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Dirección de enlace local (local link)

• Son independientes del esquema de direccionamiento de una red.

• Se emplea para comunicación entre nodos ubicados en el mismo segmento de una red.

• Siempre que sea posible, se emplea para definir las puertas de enlace

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Direcciones IPv6 Locales Únicas - ULA

• L=0 (uso futuro), L=1 (asignación local)• Estandarizadas en la RFC 4193• Esta direcciones son equivalentes al espacio de direcciones

privadas de IPv4• Puden usarse de conjunto con direcciones de alcance global

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Tipos de Direcciones Privadas• Estas direcciones se subdividen en dos tipos, según su ámbito:

– Las direcciones locales de un sitiositio son direcciones similares a la asignación de direcciones para Internets privadas de RFC 1918 en IPv4. El ámbito de estas direcciones es un sitio o una organización completa. Sin embargo, el uso de direcciones locales de un sitio es problemático y RFC 3879 lo desaprueba desde 2003. En notación hexadecimal, las direcciones locales de un sitio comienzan con "FE" y el tercer dígito hexadecimal está entre "C" y "F". Es así como estas direcciones comienzan con "FEC", "FED", "FEE" o "FEF".

– Las direcciones unicast de enlace local son nuevas dentro del concepto de direccionamiento con IP en la capa de red. Estas direcciones tienen un ámbito más pequeño que las direcciones locales de un sitio, ya que hacen referencia solamente a un enlace físico en particular (red física). Los routers directamente no reenvían datagramas con direcciones link-local, ni siquiera dentro de la organización. Sólo se utilizan para comunicaciones en un segmento en particular de la red física. Se utilizan para comunicaciones de enlace, por ejemplo, configuración automática de direcciones, detección de vecinos y detección de routers. Muchos protocolos de enrutamiento IPv6 también utilizan direcciones link-local. En notación hexadecimal, las direcciones link-local comienzan con "FE" y el tercer dígito hexadecimal es un valor entre "8" y "B". Así es como estas direcciones comienzan con "FE8", "FE9", "FEA" o "FEB".

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Dirección IPv6 Unicast globales

• Formato de las direcciones globales y Anycast es el mismo• Utiliza un prefijo de enrutamiento global que facilita la

agregación de rutas• Una interfaz puede tener diversas direcciones asignadas de

diversos tipos• Una interfaz podría tener direccionamiento local y global

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Dirección IPv6 Unicast global• Las direcciones unicast globales normalmente están compuestas

por un prefijo de enrutamiento global de 48 bits y un ID de subred de 16 bits.

• Las organizaciones individuales pueden utilizar un campo de subred de 16 bits para crear su propia jerarquía de direccionamiento local. Este campo permite a la organización utilizar hasta 65.535 subredes individuales.

• Estas direcciones son asignadas por IANA utiliza el rango de direcciones que comienzan con el valor binario 001 (2000::/3), que es 1/8 del espacio de la dirección IPv6 y es el bloque más grande de direcciones asignadas. IANA está asignando espacio de direcciones IPv6 en los rangos de 2001::/16 a los cinco registros RIR (ARIN, RIPE, APNIC, LACNIC y AfriNIC).

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Direcciones IPv6 para enrutamiento global

• Definido en la RFC 3587• El prefijo global es el valor asignado a una zona (ISP,

Organización, conjunto de redes)• Ha sido diseñado para una estructura jerárquica en mente

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Algunos Grupos Multicast más empleados

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Asignación de Direcciones IPv6

• Fuente: NRO Internet Number Resource Report (28/08/2008)

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Cómo se gestionan las direcciones IP?

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Políticas de asignación IPv6 (por RIR)

• Las asignaciones típicas:– ISP/LIRs/End-User por defecto reciben un bloque /32 desde el

registro regional correspodiente. Puede solicitarce otro prefijo si se justifica.

– Dentro de la ISP/LIR usa /48 , con excepciones para infraestructuras críticas que se distribuye bloques /48 a /128 para usuarios finales

– /48 en caso general, /47 para redes grandes si se justifica– /64 subred única– /128 solo si se conectará a un único dispositivo

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Políticas de asignación IPv6 (por RIR)

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Administración de direcciones IPv6 • Las direcciones IPv6 utilizan identificadores de interfaz para identificar

las interfaces de un enlace.

• Considérelos como la porción de host de una dirección IPv6. Los identificadores de la interfaz deben ser únicos en un vínculo específico. Los identificadores de la interfaz siempre tienen 64 bits y se pueden derivar dinámicamente de una dirección de Capa 2 (MAC).

• Puede asignar un ID de dirección IPv6 de manera estática o dinámica:– Asignación estática con un ID de interfaz manual – Asignación estática con un ID de interfaz EUI-64 – Autoconfiguración sin estado– DHCP para IPv6 (DHCPv6)

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No hay máscara de subred• En IPv4 cada puerto está identificado por una

dirección IP y una máscara de subred.• IPv6 permite implementar subredes, pero ya no se

necesita una máscara de subred.• Del total de 128 bits que componen una dirección, los

primeros 48 identifican el prefijo de red, los 16 siguientes son el identificador de subredes, y los últimos 64 son el identificador de la interfaz (MAC).

• Dado que se han reservado 16 bits para la porción local o de subredes, en una red IPv6 es posible generar 65536 subredes.

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ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES IPV6

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Direcciones IPv6 en cada nodo• Un nodo IPv6 tiene que tener las siguientes

direcciones:– Direcciones de enlace local para cada interfaz– Todas las direcciones unicast y anycast que se

hayan configurado (manual o automáticamente) en cada interfaz.

– Loopback– Direcciones Multicast

• Todos los nodos FF02::1

• Nodo solicitado

– Direcciones multicast de todos los grupos a los que pertenezca

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Ejemplo de configuración IPv6

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Asignación de direcciones IPv6 Unicast

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Asignación de ID de interfaz EUI-64• Otra manera de asignar una dirección IPv6 consiste

en configurar la porción del prefijo (red) de la dirección IPv6 y derivar la porción del ID de la interfaz (host) de la dirección MAC de Capa 2 del dispositivo, que se conoce como ID de la interfaz EUI-64 (Identificador Extendido Universal).

• RouterX(config-if)#ipv6 address ipv6 address 2001:DB8:2222:7272::/64 eui-64eui-64

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EUI-64 para asignación de direcciones

• Este formato extiende la dirección MAC de 48 a 64 bits• Esto se logra insertando “FFFE” a la mitad, entre el OUI y el

ID de interfaz de la dirección MAC• El modelo de autoconfiguración de IP utiliza el formato EUI-

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Configuración automática sin estado

• La configuración automática, como su nombre lo indica, configura automáticamente la dirección IPv6.

• En IPv6 se supone que los dispositivos que no son PC, así como las terminales de computadoras, están conectados a la red (teléfonos celulares, dispositivos inalámbricos y domésticos).

• El mecanismo de configuración automática se introdujo para permitir networking plug-and-play de estos dispositivos a fin de lograr la reducción de los gastos administrativos (sin configuración y sin servidores).

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DHCPv6 (con estado)• DHCPv6 permite que los servidores de DHCP pasen

parámetros de configuración, por ejemplo, direcciones de red IPv6, a nodos IPv6. Ofrece la capacidad de asignación automática de direcciones de red reutilizables y mayor flexibilidad de configuración.

• Este protocolo es una contraparte con estado de la configuración automática sin estado de direcciones IPv6 (RFC 2462) y se puede utilizar por separado o de manera concurrente con la configuración automática de direcciones IPv6 sin estado para obtener parámetros de configuración.

Mas referencias sitio: Mas referencias sitio: http://www.netbsd.org/docs/network/ipv6/

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Ejemplo de Configuración IPv6 (Windows XP)

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Ejemplo de Configuración IPv6 (Windows XP)

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Ejemplo de Configuración IPv6 (Windows XP) - netsh

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Ejemplo de Configuración IPv6 (Windows XP) - netsh

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Ejemplo de Configuración IPv6 (Linux)

• ip addr add 2001:1328: xxxx :: yyyy dev eth0• route –A inet6 add 2001:1328: xxxx ::/64 dev eth0

route –A inet6 add default  gw 2001:1328: xxxx ::zzzz

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Algunos comandos IPv6 (Windows/Linux)

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Algunos comandos IPv6 (Windows/Linux)

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Algunos comandos IPv6 (IOS Cisco)

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Soporte de Sistemas operativos a IPv6

• Toda la flia de Ms Windows superiores a XP• Windows Mobile 6.5• OS X 10.5 (Leopard)• Mac OS X 10.6 (Snow Leopard)• Android 2.2• Linux (Fedora, Ubuntu, SUSE)• iOS 4.1 (iphone)

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Migración a IPv6 • Estrategias de transición para la implementación de

IPv6.

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Migración a IPv6 • Estrategia de doble stack del IOS de Cisco permite

que IPv6 se ejecute junto con IPv4 en una red.

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Migración a IPv6 • tunelización IPv6.

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Protocolos de enrutamiento IPv6

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ConclusionesConclusiones• Ipv6 es apropiado para enfrentar los problemas de escalamiento, provee

mecanismos flexibles para la transición de la red actual Internet y fue diseñado para manejar los nuevos mercados tales como los computadores personales nómadas, entretenimiento en redes, dispositivos móviles y dispositivos de control.

• Ipv6 soporta gran cantidad de direcciones jerárquicas que permiten a la Internet seguir creciendo y proveerla de nuevas capacidades de enrutamiento eficientes.

• Incluye soporte para aplicaciones en tiempo real, selección de proveedores, seguridad extremo-extremo y auto-reconfiguración. Ipv6 esta proyectada para correr en redes de alta velocidad y a la vez ser eficiente en redes de ancho de banda bajo.

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ConclusionesConclusiones• Por otro lado, la eficiencia de Ipv6 se basa en:

– La simplificación del formato del encabezado, que permite reducir los costos de procesamiento del manejo de los paquetes, y mantener los costos del ancho de banda del encabezado tan bajo como sea posible aun cuando se incrementó el tamaño de las direcciones, esto debido a que el encabezado de Ipv6 es la mitad del tamaño del de Ipv4.

– Los cambios en la forma como se codifica en el encabezado las opciones permite mayor eficiencia en el envío de los paquetes, menos limitaciones en la longitud de las opciones y gran flexibilidad para incluir nuevas opciones.

– Las nuevas capacidades de QoS permiten etiquetar los paquetes que pertenecen a un determinado "flujo", el cual puede requerir manejo especial tal como lata calidad de servicio o servicio en tiempo real.

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Email:marcoap@usfx.edu.bo :markituxfor@gmail.com

Ing. Marco Antonio. Arenas Ing. Marco Antonio. Arenas PorcelPorcel

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¿PREGUNTAS?