PROTOCOLO IP v6

INTRODUCCION El Protocolo de Internet versión 6 (Internet Protocol

Version 6, ipv6) es el nivel más reciente del protocolo de Internet (IP). El ipv6 ha sido denominado "IPng" (IP siguiente generación o Next Generation).

El Ipv6 se diseñó para mejorar la versión 4 del IP. Los hosts de red y los nodos intermedios ya sea con Ipv4 o Ipv6 pueden manejar paquetes formateados para cualquier nivel del Protocolo Internet. Los usuarios y proveedores de servicio pueden actualizarse al Ipv6 independientemente, sin tener que coordinarse entre sí. La mejora más resaltante en el Ipv6 sobre el Ipv4 es que las direcciones IP

se alargan de 32 a 128 bits. Esta extensión brinda un considerable crecimiento futuro de Internet y proporciona abundantes direcciones de red.

El Ipv6 describe reglas para tres tipos de dirección:

unicast (de un host a otro), anycast (de un host al uno de varios hosts), y multicast (de un host a múltiples hosts).

Otras ventajas que ofrece el Ipv6 son especificar opciones en una extensión al encabezado que sólo se examina en su destino, acelerando así el rendimiento general de la red. Además, los paquetes pueden identificarse como pertenecientes a un "flujo" particular de modo que a los que son parte de una presentación de multimedia que tiene que llegar en "tiempo real” se les pueda proporcionar una mayor calidad de servicio (quality-of-service) comparados con otros clientes.

LIMITACIONES IPV4Falta de direcciones IP. Además, da limitaciones a

las redes actuales en las aplicaciones multimedia y videoconferencia en tiempo real y se hace evidente la falta de mecanismos de seguridad en la capa de red.

La escasez de direcciones IP limita el crecimiento del Internet.

Tiene un soporte inadecuado para las aplicaciones del siglo XXI. Las nuevas aplicaciones requieren garantías en el tiempo de respuesta, la disponibilidad del ancho de banda y seguridad.

La seguridad es opcional en Ipv4, no fue diseñado para ser seguro.

CONCEPTO DE IPV6

En noviembre de 1994, el RFC 1752 “The Recommendation for the IP Next Generation” dio el origen de la popular Ipv6. Los criterios que se han seguido a lo largo del desarrollo del Ipv6 han sido básicamente para obtener un protocolo sencillo y al mismo tiempo extremadamente consistente y escalable, ya que los equipos actuales y sus grandes capacidades no podrían trabajar con Ipv4.

CARACTERISTICAS DEL IPV6 El espacio de direcciones se amplió a 128 bits. Algunas opciones han sido mejorados, de modo que algunos

campos de Ipv4 han sido eliminados y otros se han convertido en opcionales.

Los campos han sido optimizados de 12 campos en Ipv4 a 8 campos en Ipv6.

Hay flexibilidad en el direccionamiento incluyendo el concepto de anycast (direcciones de cualquier tipo) permitiendo enviar un datagrama para cualquier grupo de computadoras.

Nos brinda seguridad por medio de la autenticación y la privacidad.

“Plug and Play”. Autoconfiguración Seguridad intrínseca en el núcleo del protocolo (IPSec) Calidad de servicio (QoS) y clase de servicio (CoS) Posibilidad de paquetes con carga útil (datos) de mas 65535

bytes. Enrutado más eficiente en el backbone de la red.

Características de movilidadDirecciones suficientes, permitiendo un buen

diseño y reducción del costo de gestión de direcciones por ISP.

Asignación de direcciones globales para nodos de la Intranet eliminando el conflicto de las direcciones lo que permite una fácil jerarquía de gestión en la empresa.

ESTRUCTURA IPV6CABECERA IPV4 La cabecera es más compleja que la de Ipv6. La

longitud mínima de la cabecera es de 20 bytes.

CABECERA IPV6 En el paquete Ipv6 la cabecera tiene algunas

modificaciones. Han sido modificadas: versión, TOS, longitud total, TTL, protocolo, dirección fuente 32 bits y dirección destino de 32 bits.Han desaparecido: cabecera, identificación, indicador, desplazamiento de fragmentación, checksum y opciones.

La longitud de esta cabecera es de 40 bytes (doble Ipv4) pero con muchas ventajas, al haberse eliminado campos redundantes. La longitud fija de la cabecera brinda mayor facilidad para el proceso en routers y conmutadores, incluso mediante hardware.

ENCABEZADO DE EXTENSIÓN El encabezado de extensión se muestra en la Fig.

4.4 se puede observar los diferentes campos opcionales que tiene y que son utilizadas de acuerdo a la información que se está enviando.

TIPO DE DIRECCIONES IP Las direcciones Ipv6 son direcciones de 128 bits

que se asignan a interfases individuales pero no a nodos. Los hosts pueden tener varias interfases.

Las direcciones se clasifican en: -Unicast -Anycast -Multicast

UNICAST - UNIDISTRIBUCIÓN Es un identificador para una sola interfaz. Un paquete con

dirección unicast es entregado sólo a la interfaz identificada con esa dirección. Tiene la misma secuencia que la Ipv4.

ANYCAST – MONODISTRIBUCIÓN Identificador de un conjunto de interfaces (por lo general de diferentes nodos). Un paquete anycast es entregada a cualquiera (por lo general la más cercana) de las interfaces identificadas con esta dirección.

MULTICAST – MULTIDISTRIBUCIÓN Identificador para un conjunto de interfaces (diferentes

nodos). Este paquete multicast es

entregado a todas las interfaces identificadas con esa dirección.

REPRESENTACIÓN DE LAS DIRECCIONES IPV6

La dirección Ipv6 tiene 128 bits. Un ejemplo de dirección Ipv4 es: 138.4.23.125. Un ejemplo de dirección Ipv6 es: 3fab:3325:5:0:0:0:0:9

DIRECCIONES UNICAST LOCAL Se tienen dos tipos de direcciones unicast de uso local:

Local de Enlace (Link-Local) y Local de Sitio (Site-Local).

Las direcciones locales de enlace han sido diseñadas para direccionar un único enlace para propósitos de auto-configuración, en situaciones en las que no hay routers. Las direcciones locales de sitio permiten direccionar dentro de un “sitio” local u organización, sin la necesidad de un prefijo global.

DIRECCIONES ANYCAST (RFC2526) Las direcciones anycast tienen el mismo rango de

direcciones que las unicast. Cuando una dirección unicast es asignada a más de una interfaz, convirtiéndose en una dirección anycast, los nodos a los que dicha dirección ha sido asignada, deben ser explícitamente configurados para que reconozcan que se trata de una dirección anycast.

DIRECCIONES MULTICAST (RFC2375) Una dirección multicast en Ipv6, puede definirse como un

identificador para un grupo de nodos. Un nodo puede pertenecer a uno o varios grupos multicast. Debemos tener presente que las direcciones multicast no se usan como dirección fuente en un paquete Ipv6, ni aparecen en ninguna cabecera de encaminado.

ASPECTOS IMPORTANTES DE IPV6 Se tiene que considerar la auto-configuración, seguridad y

ruteo. En la auto-configuración se tiene un router que participa en la configuración de la dirección Ipv6 del host (a esto se le denomina Stateless). En cambio, si un servidor de DHCP Ipv6 configura a los hosts con una dirección y otros parámetros de Ipv6 se le denomina Stateful.

En la seguridad se presentan dos mecanismos: Authentication (Autenticación de los paquetes, realizado con el Authentication Header - RFC 2402) y Payload Security dónde la encriptación “End to End” del paquete realizado con el Encapsulation Security Payload Header (RFC 2406).

En lo que respecta al ruteo, se hace más eficiente el uso de los ruteadores con una mejor estructura jerárquica y tablas de ruteo más simple. Los protocolo de ruteo son RIPng o RIPv6(RFC 2080), BGP4+ (RFC 2283), OSPFv6 (trabajo en proceso) y EIGRPv6.

PROYECTOS INTERNACIONALES 6BONE Es un proyecto internacional derivado del proyecto IPv6 de la

IETF, es una red mundial experimental usada para probar los conceptos e implantaciones de IPv6. 6Bone actualmente cuenta con más de 100 países participantes, entre ellos México, donde la UNAM cuenta con un nodo activo de pruebas. 6Bone es una red compuesta por "islas" que soportan IPv6, unidas por enlaces punto a punto llamados "túneles", y opera según el esquema de direcciones experimental establecido en el RFC 2471: "IPv6 Testing Address Allocation".

6REN El 6Ren es una coordinación voluntaria de la REN (Research

and Education Networks) que promueve y apoya la producción de servicios de la red Ipv6 en lo que respecta a alta calidad, performance y operatibilidad de redes robustas Ipv6.

ESTRATEGIAS PARA TRANSICIÓN IPV4 A IPV6 Lo primero que se tiene que tomar en cuenta antes de hacer una transición de Ipv4 a Ipv6 es la incompatibilidad a nivel de paquete (Ipv4 no genera ni reconoce Ipv6, los routers actuales descartan los paquetes Ipv6), pero lo más difícil es migrar la red Internet. Para lograr el objetivo se han generado mecanismos de transición que permiten la integración y / o interacción de sistemas Ipv4 e Ipv6. Para asegurar una fácil transición se tienen que incluir:Direccionamiento simple: los dispositivos deben ser actualizados manteniendo sus direcciones existentes. Actualización gradual: las actualizaciones de los hosts o routers pueden ser hechos uno a la vez, no es necesario que todos los equipos sean actualizados a la vez. Mínimos requerimientos para actualización: los routers pueden ser actualizados sin ningún requisito, solamente que el DNS sea actualizado. Existen dos mecanismos de transición: -Mecanismos de Tipo Túnel: Basado en el método de encapsulamiento, unen dos islas IpvX a través de un océano IpvY. -Mecanismos de Traducción: Traducen en un elemento de red los paquetes de un formato a otro.

Las estrategias propiamente dichas se dividen en tres partes:

Parte 1 – La Red: se utiliza túneles Ipv6 en Ipv4 usando a Internet como medio y utilizando la infraestructura física.

Parte 2 – Los stacks: Los hosts y los routers usarán stacks híbridos. Los túneles serán usados como bypass Ipv4 en los routers. Puede que exista la necesidad de hacer algún cambio en el hardware o mejorar la versión de software.

Parte 3 – Las aplicaciones: Es necesario algún ordenamiento en la interoperabilidad entre las aplicaciones sobre Ipv4 e Ipv6, siendo la arquitectura de red, la gestión de redes y los servicios los que permitirán alcanzar el nivel de trabajo deseado.

MECANISMOS DE TRANSICIÓN STACK HÍBRIDO (DUAL STACK)

Se puede trabajar con Ipv4 e Ipv6, los nodos Ipv6 pueden trabajar con los de Ipv4 proporcionando a éstos últimos un software de la nueva versión. Desde que las dos versiones funcionan simultáneamente, es fácil para un nodo Ipv6 crear y enviar paquetes a Ipv4, sólo necesita extraer los 32 últimos bits en la dirección de 128 bits dada por Ipv6 (en este caso los 96 primeros bits son considerados cero)

TUNEL (TUNNELING)

Es el método de transmisión de paquetes Ipv6 (Ipv6 fuente a Ipv6 destino) usando la infraestructura Ipv4. En el origen, los paquetes Ipv6 son encapsulados dentro del paquete Ipv4 para atravesar la red Ipv4. En el extremo receptor, el nodo retira la cabecera Ipv4 y transmite el paquete a su destino final.

TÚNEL CONFIGURADO (CONFIGURED TUNNELING)

En este método el punto final es explícitamente determinado, por ejemplo, cada paquete que llega al nodo será transportado a un nodo Ipv6 determinado

TÚNEL AUTOMÁTICO (AUTOMATIC TUNNELING)

En este tipo, la dirección final del túnel puede ser recuperado de la dirección destino Ipv6. Este método es relevante cuando la dirección final es una dirección Ipv4.

TUNNEL BROKER

El “tunnel broker” es el lugar donde el usuario se conecta para registrar y activar “su túnel”. El “broker” gestiona (crea, modifica, activa y desactiva) el túnel en nombre del usuario. Se debe aclarar que el Tunnel Broker no requiere la configuración de un router y tiene una configuración túnel semi-automática.

FASES DE TRANSICIÓNComo punto de partida tenemos una red implementada con

Ipv4

Inicialmente, se forman grupos de routers y servidores de stack híbridos para que el cambio sea transparente a Ipv4.

Luego, se realiza una transferencia de un protocolo a otro a los clientes.

Una vez terminada la transición de Ipv4 a Ipv6 en los routers, servidores y clientes se busca conectarla con otra red se trabaja para generar una extranet, luego usar sólo servidores con la tecnología Ipv6.

Finalmente integrar la red de trabajo a Ipv6 para aprovechar todos los beneficios que ofrece pero, sin olvidarse de mantenerse en contacto con la red Ipv4 que todavía exista.

POLÍTICAS DE ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES GLOBALES IPV6

INTRODUCCIÓN:Debido al crecimiento del Internet, la versión 4 del protocolo de Internet (Ipv4) se está quedando obsoleta. Por ello, el IETF (Internet Engineering Task Force) ha diseñado una nueva versión lógica denominada Ipv6 (Internet Protocolo versión 6). Este nuevo modelo se erigirá como sucesor de la versión 4 puesto que resuelve sus deficiencias y aporta nuevas funciones acordes a la evolución actual de la red.El nuevo protocolo es compatible con el anterior, a fin de que el cambio no genere problemas en Internet. Se trata de un protocolo diseñado tanto para redes de grandes anchos de banda como para pequeños anchos de banda. Asimismo, Ipv6 proporciona un mayor direccionamiento de elementos conectados a la red, pues pasa de direcciones de 32 bits en la actualidad a direcciones de 128 bits.

POLÍTICAS DE ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES GLOBALES IPV6

1. EVOLUCIÓN DE LA POLÍTICA DE ASIGNACIÓN IPV6

Actualmente, en Internet se utiliza mayoritariamente la versión 4 del protocolo IP (Ipv4) que tiene entre sus principales funciones la de designación de las direcciones de todos y cada uno de los nodos que componen la red. La identificación de cualquier usuario, conectado a Internet, viene dada por un conjunto de 4 bytes o 32. Este conjunto de direcciones llegó a ser ineficiente siendo aumentado al uso de 128 bits para el espacio de direcciones con la nueva versión Ipv6. Esta nueva versión puede ser instalada como una actualización software en dispositivos tales como routers y nodos de acceso.

Ipv6 es una evolución lógica de Ipv4, que introduce mejoras sustanciales como es el aumento de la capacidad de direccionamiento, una característica esencial para soportar el gran aumento de dispositivos conectados a Internet, vía un terminal fijo o móvil, y soporte para las nuevas aplicaciones multimedia en tiempo real. Con esta nueva versión se elimina la necesidad de espacios privados de direcciones ya que la disponibilidad es tan abundante que lo hace innecesario.

Ipv6 fue recomendada por el área de directores del IPng del IETF en Toronto en la reunión del IETF el 25 de Julio de 1994 en la recomendación RFC 1752. La mencionada recomendación fue aprobada por el IETF y hecho estándar el 17 de noviembre de 1994.

Para la administración y distribución de las direcciones IP dentro de las respectivas regiones del mundo tenemos al RIR (Regional Internet Registry - Registro Regional Internet). En la actualidad existen las siguientes RIRs: APNIC (the Asia Pacific Network Information Centre), ARIN (the American Registry for Internet Numbers), RIPE NCC (the Réseaux IP Européens Network Coordination Centre), LACNIC (the Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry) y, AfriNIC para el continente africano. Estas organizaciones trabajan sin ánimo de lucro y todas están estructuradas en forma muy parecida. La estructura que tienen permite que el servicio a la comunidad sea de forma imparcial, neutral, equitativa e imparcial. Todas las RIRs tienen una política de membresía abierta. Cada reunión que se realiza está abierta a todas las personas interesadas en los temas de IP y el desarrollo de la misma. Algunas reuniones, como las llamadas listas de correo abierto (open mailing lists) permiten a las RIRs ganar perspectiva de los intereses que preocupan a la comunidad.

La IAN A (Internet Assigned Numbers Authority - Autoridad Internet de Asignación de Nombres) es la autoridad responsable de la supervisión de la asignación de las direcciones IP, la coordinación de la asignación de parámetros de protocolo facilitados por los estándares técnicos Internet y la gestión del DNS incluyendo la delegación de los dominios de primer nivel y la supervisión del sistema del servidor de la raíz. Bajo ICANN, la IANA continua asignando direcciones a los Registros Regionales Internet, coordinándose con la IETF y otros para la asignación de parámetros de protocolo y supervisa la operación del DNS.

1.1 LA RED 6BONE:6Bone es una red Ipv6 experimental construida para trabajar dentro de un ambiente dónde sus funciones no están integradas totalmente (red Ipv4). La red está compuesta por islas que pueden directamente tolerar paquetes Ipv6, enlazados por enlaces virtuales punto a punto denominados túneles.El 6bone es el lugar en dónde está ocurriendo la experimentación geográfica más interesante en el protocolo Ipv6 actualmente. Las actividades experimentales realizadas dentro del 6bone son coordinadas por el IETF para proporcionar información de las actividades entre el Ipv6 del IETF y los desarrolladores de productos Ipv6.

Esta estructurado en tres niveles (Fig. 1.1) divididos en nodos del backbone, nodos de tránsito y nodos finales. El backbone 6Bone está hecho de una malla de Ipv6 sobre túneles Ipv4 (y algunos enlaces directos) interconectados sólo nodos backbone. El ruteo dentro del backbone Ipv6 está basado en el protocolo BGP4+. Los nodos de tránsito son los que conectan los nodos backbone y los nodos finales.Toda la red 6bone es identificada por el prefijo Ipv6 3ffe::/16 y a cada nodo backbone se le asigna un prefijo de 24 ó 28 bits (prefijo pTLA). De acuerdo con este modelo, pTLA juega el rol experimental del nivel ISP y tiene que asignar gran parte de su espacio de direcciones a los nodos finales y de tránsito sin quebrar las asignaciones destinadas al backbone 6Bone.

Fig. 1.1 Niveles de la Red 6bone

2. ARQUITECTURA INICIAL DE ASIGNACIÓN IPV6

Describe una asignación del plan de direcciones Ipv6 que se usó para pruebas en un software prototipo. Solamente fueron usadas para las pruebas respectivas y no para hacer ruteo en Internet. Este formato de dirección Ipv6 se encuentra de acuerdo con la AGGR (Aggregatable Global Unicast Address Allocation) y TLAASN (TLA and NLA Assignment Rules) y se muestra en la Figura.

Donde FP – Format Prefix: formato prefijo es usado para

identificar las direcciones unicast globales.TLA - Top-Level Aggregation Identifier: Es asignado por

IANA y probada por 6Bone bajo el auspicio de IETF.NLA – Next Level Aggregation Identifier: El espacio que

usa es asignado por la TLA con espacio suficiente para identificar las redes de tránsito y los espacios de los usuarios con la arquitectura y topología 6Bone. Esto proporcionará servicios de tránsito multinivel con el único objetivo de probar la red 6Bone en tiempo real.

SLA - Site Level Aggregation Identifier: Es usado por una organización individual que crea su propia jerarquía de direcciones en forma local e identifica las subnets. El asignar el campo SLA es responsabilidad de cada organización.

3. POLÍTICAS DE ASIGNACIÓN DE IPV6

Esta sección se define las políticas de registro para la asignación y adjudicación de las direcciones Ipv6 globalmente únicas a los ISPs y otras organizaciones. La palabra adjudicar significa distribuir el espacio de direcciones a los IRs con el propósito de que ellos hagan la siguiente distribución.

Mientras que la palabra asignar significa delegar espacio de direcciones a un ISP o usuario final para un uso específico (ya no pueden ser asignadas a otra parte u otro uso) dentro de la infraestructura de Internet con los que trabajan.

Las direcciones IP son adjudicadas y asignadas en base a una licencia sujeta a una renovación periódica y a condiciones específicas. Para renovar una licencia se tiene que probar que se ha trabajado mucho en base a Ipv6. Una vez renovada la licencia, será evaluada y controlada bajo las políticas de direcciones de Ipv6 aplicables en el lugar y momento de la renovación, las cuales podrían ser diferentes a las políticas bajo las cuales fue originalmente adjudicada y asignada.

Para calificar para la adjudicación inicial de un espacio de direcciones Ipv6, una organización debe cumplir con algunos requisitos:Ser un LIRNo ser un usuario final.Planear proveer conectividad Ipv6 a organizaciones a las cuales asignará /48s, anunciando esa conectividad a través de su única dirección agregada de adjudicaciónTener un plan para realizar al menos 200 asignaciones de /48 a otras organizaciones dentro de un período de 2 años.Las asignaciones se realizan de acuerdo con las recomendaciones existentes actuales:/48 en general, no es aplicable para suscriptores muy grandes/64 cuando por medio del diseño se comprueba que es necesaria una y solo una subred/128 cuando se conoce que uno y solo un dispositivo se está conectando.

Hay dos criterios importantes que deben ser tomados en cuenta para tener acceso a los espacios de direcciones Ipv6: La fase de arranque y la fase general.

En la fase de arranque se debe cumplir con demostrar producción de Ipv6 en los primeros doce meses, ser proveedor de Ipv4 a 40 usuarios que ameriten una asignación /48 (NLA) IPV6, tener tres meses de experiencia en el 6Bone pTLA y seis meses de participación en 6Bone como mínimo. En la fase general deben cumplir con mantener contacto con tres redes Ipv6 que contengan Sub – TLA ID y demostrar un claro intento para proveer Ipv6 dentro de doce meses.

4. REGISTRO DE REGISTROS (WHOIS) Whois es el servicio de Internet que permite a los

usuarios hacer búsquedas en una base de datos sobre personas y otras entidades de la red, tales como dominios, redes y sistemas centrales. La información sobre personas muestra el nombre, la dirección, número de teléfono y dirección electrónica, etc. de la persona encargada de cada red. Especializada en el registro de dominio de los dominios de nombres con el .com, .org., etc.El protocolo y la arquitectura de RWhois derivan de la estructura del Domain Name System (DNS) de la RFC 1034. El protocolo también es influenciado por protocolos establecidos previos al Internet, tales como el SMTP (RFC 821).

La implementación del RWhois puede ofrecer ciertas ventajas y desventajas. Entre las ventajas que podemos encontrar está la descentralización y el almacenamiento de datos y agiliza la actualización de los datos al contar con una administración local. Entre las desventajas podemos apreciar que no existe una certeza de que los servidores se encuentren activos todo el tiempo.

Además, el servicio de RWhois esta basado en el mismo protocolo establecido en el RFC 2167funcionando con la base de datos WHOIS de ARIN pero no así con la de los otros registros RIPE y APNIC.

5. ANÁLISIS DEL ROUTINGLa asignación de registros es confiable para determinar quienes pueden usar el espacio de direcciones. Las entidades que tienen a su cargo los registros tienen el deber de mantenerlos actualizados y su uso es mostrado en las tablas de routing. Se puede indicar que los cambios en estos registros es constante.

Las estadísticas se encuentran disponibles, y si de estadísticas se refieren 6Bone es la que tiene la mayor cantidad de asignaciones ruteadas (Figura. 2) en comparación con las instituciones APNIC, ARIN y RIPE NCC.

Fig. 2 Asignaciones Ruteadas