El ABC de IPv4 (2da

El ABC de IPv4

Entendiendo el direccionamiento IPv4

IntroduccinEl protocolo de Internet (Internet Protocol, IP) es la plataforma fundamental de las comunicaciones de las redes de la actualidad. Cada dispositivo de red (enrutador, hub, switch, computadora,...), necesita de una direccin IP para poder comunicarse entre s. Cada vez que se quiere enviar algo en la red, debemos de especificar a donde se enviaran los paquetes. Es aqu donde la direccin IP juega el papel primordial de comunicacin y de identificacin de quien enva y quien recibe dicha informacin.

En la actualidad, en el mundo de las redes, se utiliza la versin 4 de IP, conocida ms comnmente como IPv4. Esta versin del protocolo IP est definida en el RFC 791 (Request For Comments) liberado en septiembre de 1981. Pero tambin existen la versin 6 del protocolo IP, la cual est siendo implementada actualmente a nivel experimental, pero todava no se sabe cuando sera la transicin del IPv4 al IPv6. Si desea conocer ms sobre la versin 6, se public en la revista RED de febrero de 2004 un artculo donde se detalla ms sobre este nuevo protocolo de comunicacin.

En este artculo nos enfocaremos exclusivamente a las direcciones IPv4, se describirn las clases o clasificaciones que existen de las direcciones IP, as como tambin que son las direcciones IP privadas y las entidades reguladoras y administradoras de las direcciones IP en el mundo.

Que se necesita para poder conectarse a una red? A parte de la conexin fsica, para conectarse a una red ser necesario de varios parmetros: - Una direccin IP - Una mscara de subred- Una pasarela o Gateway y- Un DNS (Domain Name Server).

Cualquier sistema operativo tiene la opcin para poder configurar los parmetros del protocolo de comunicacin TCP/IP. Aqu se muestra una pantalla de dialogo para el sistema operativo Windows XP en donde se asignan los parmetros anteriores. En el sistema operativo Linux/Unix puede configurarse en la lnea de comandos mediante la instruccin ifconfig.

Qu es una direccin IP?Una direccin IP es una convencin numrica para asignar identificadores a un dispositivo de una red, mejor conocido como host. Una definicin de host, podra ser cualquier dispositivo que tiene una direccin IP asignada para identificarlo de los dems nodos en la red. Hay varias formas de representar una direccin IP: el formato decimal, binaria y la hexadecimal.

Ejemplo 1:

Representacin decimal: Representacin binaria:Representacin hexadecimal:192. 168. 0. 111000000. 10101000. 00000000. 00000001C0. A8. 0. 1Para hacer ms fcil la retencin para nosotros los humanos, las direcciones IP son normalmente expresadas en formato decimal en vez de la forma binaria. Pero las computadoras y dems dispositivos de red, se comunican entre s en forma binaria. ?La representacin hexadecimal, en la versin 4, no se utiliza.

Usando como base el formato binario del ejemplo (11000000. 10101000. 00000000. 00000001), los cuatro nmeros separados por puntos se les conoce como octetos, debido que pueden representar nmeros de hasta 8 bits u 8 posiciones. Al primer grupo de 8 bits, se le conoce como primer octeto, as sucesivamente hasta llegar al cuarto octeto.

Los 4 octetos juntos representan 32 bits, por eso las direcciones IP de la versin 4 son consideradas como nmeros de 32 bits. Cada una de las 8 posiciones de cada octeto pueden representar 2 estados diferentes (0 o 1). El nmero ms pequeo que se podra representar con 8 bits es 00000000 y el nmero ms grande sera 11111111. Es decir, cada octeto contiene un valor entre 0 y 255. Combinado los cuatro octetos se obtendra 232 o 4,294,967,296 direcciones IP diferentes. Aunque realmente como veremos ms adelante, no se utilizan todos los 32 bits para asignar direcciones IP.

Las clases de direcciones IPLa separacin de las direcciones IP en octetos tienen un propsito fundamental, crear Clases de direcciones. Esta separacin sirve para asignar direcciones IP a diferentes entidades (universidades, negocios, proveedores de servicios, particulares, etc.) basados en las dimensiones de su red y necesidades. Los octetos son divididos en 2 secciones: RED y HOST, tal como se muestra en la Figura 1.

La seccin de RED sirve para identificar la red a la que la computadora pertenece. La parte de HOST identifica la computadora actual en la red. La seccin de RED siempre contendr el primer octeto, mientras que la seccin de HOST siempre contendr el ltimo octeto. Bajo esta premisa, el espacio de direcciones IPv4 est dividido en 5 clases. Con algunas excepciones, los cuatro bits menos significativos del primer octeto ?en la representacin binaria?, determinan la clase a la que pertenece:

ClaseBits (primer octeto)Intervalo(primer octeto)Direccin de inicio Direccin finalMximo Nmerode redesMximo Nmerode hostsA 0xxx 1-1260.0.0.0126.255.255.25512616,777,214B 10xx128-191128.0.0.0191.255.255.25516,38465,534C110x192-223192.0.0.0223.255.255.2552,097,152254D*1110224-239224.0.0.0239.255.255.255--E*1111240-255240.0.0.0255.255.255.255--*Las clases D y E estn reservadas para uso futuro.La Clase A: utiliza slo el primer octeto para identificar la RED, dejando los 3 octetos (24 bits) restantes para identificar los HOSTs. La clase A es utilizada por grandes corporaciones internacionales, ya que provee 16,777,214 (224-2) direcciones IP para los hosts, pero est limitada a slo 126 redes. Es decir, slo existen 126 corporaciones en el mundo que tienen direcciones de clase A, cada una de estas corporaciones pueden manejar ms de 16.7 millones de direcciones IP.

La Clase B: utiliza los primeros dos octetos para identificar la RED, La clase B utiliza los primeros dos octetos para identificar la red, dejando los 16 bits restantes (2 octetos) para los HOSTs. La clase B es utilizada por grandes compaas, universidades y otras entidades que necesitan un gran nmero de nodos. Los 2 octetos le dan cabida a 16,384 redes supliendo cada una de ellas un total de 65,534 (216-2) direcciones IP para los hosts.

La clase C: utiliza los primeros 3 octetos para el identificador de RED, dejando los 8 bits restantes para los HOSTs. La clase C es utilizada por pequeas y medianas empresas, las cuales suman un total de 2,097,152 redes con un mximo de 254 (28-2) hosts cada una.

Las direcciones de clase D estn reservadas para multicast. Multicast es un mecanismo para definir grupos de nodos y enviarles mensajes IP a ese grupo al mismo tiempo. Slo para diferenciar, cuando se transmite a cada nodo en la red de rea local (LAN) se conoce como broadcast. Y Cuando se enva informacin a slo un nodo se conoce como unicast. Para mayor informacin sobre el uso de las direcciones Clase D visite http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses.

La clase E hasta el momento su uso es reservado para uso futuro, y no se pueden utilizar en sobre la red Internet.

Existe tambin el direccionamiento sin Clases (CDIR, Classless InterDomain Routing), el cual sirve para administrar direcciones IP sin tomar en cuenta las Clases vistas anteriormente. Esto ayuda en gran medida a economizar direcciones IP, ya que el esquema jerrquico por Clases genera un gran desperdicio de direcciones.

Qu son las direcciones privadas IP?Existen otras direcciones especiales que tampoco pueden emplearse en la red IP pblica. Por eso a este tipo de direcciones se les conoce como direcciones IP privadas. La IANA (Internet Assigned Numbers Authority) tiene reservado los siguientes tres bloques de espacio de direcciones para redes privadas.

10.0.0.0-10.255.255.255172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255Pero tambin el intervalo de direcciones de 169.254.0.0 - 169.254.255.255 son reservadas para direccionamiento automtico privado IP, y tambin no deben utilizar sobre la red Internet pblica. Informacin ms detallada del uso del espacio de las direcciones IPv4 se puede encontrar en el RFC 3330 (http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3330.txt). Bueno, si estas direcciones no se pueden utilizar en la Internet pblica, dnde se utilizan? La respuesta es muy sencilla. Estas direcciones las puedes utilizar si tienes, por ejemplo, una red y sta no se encuentra conectada a Internet. Ahora, si tienes conexin a la red pblica, puedes utilizar estas IP privadas en tu red, con un mecanismo que se le conoce como NAT (Network Address Traslation), el cual se activa o se configura en el enrutador local. Este mecanismo, junto con el DHCP (Dinamic Host Control Protocol), lo emplean mucho de los proveedores de acceso a Internet (ISP, Internet Service Provider) para darle acceso a la red a sus miles de usuarios con direcciones privadas IP dinmicas. Estas direcciones privadas tambin se emplean para la configuracin inicial de equipos de red, tales como access point, enrutadores, etc.

Quin regula y administra las direcciones IP?Una red pblica como el Internet tiene que estar regulada y administrada por alguna entidad que dicte y defina mecanismos o polticas para su utilizacin. En lo que respecta a direcciones IP (tanto la versin 4 y la 6), a nivel tcnico existe una entidad conocida como el IETF (Internet Engineering Task Force). El IETF ve a las direcciones IP desde el punto de vista ingenieril. Este grupo de trabajo se encarga del enrutamiento, seguridad, transporte, desarrollo e investigacin de nuevos protocolos de la suite TCP/IP.

Pero la entidad que se encarga de la administracin y regulacin a nivel mundial es la IANA (Internet Assigned Numbers Authority). A su vez existen varias entidades que realizan la misma funcin pero a nivel regional (RIR, Regional Internet Registry). A nivel local o nacional existen los Registradores Locales (LIR, Local Internet Registry) y Nacionales de direcciones de Internet (NIR, Nacional Internet Registry), mejor conocidos como NIC (Network Information Centres). En el caso particular de Mxico, la entidad registradora nacional es el NIC.MX.

Ambas, IPv4 eI IPv6 son asignadas de una manera delegada. Las direcciones de los usuarios finales son asignadas por los ISP. Los ISP obtienen las direcciones IP de los LIR o NIR, o de sus respectivos RIR. En la Tabla 1, se muestran los registradores regionales de direcciones IP.

Tabla 1. Registradores Regionales de Internet (RIR)Entidad RegionalSignificadoReginURLAfriNICAfrican Network Information Centrefricahttp://www.afrinic.net/APNICAsia Pacific Network Information CentreAsia/Pacificohttp://www.apnic.net/ARINAmerican Registry for Internet NumbersEUA/Canadhttp://www.arin.net/LACNICRegional Latin-American and Caribbean IP Address RegistryLatinoamrica y el Caribehttp://lacnic.net/sp/RIPE NCCRseaux IP EuropensEuropa, Medio Oriente y Asia Centralhttp://www.ripe.net/El rol fundamental de la IANA es asignar direcciones IP de los pilas de direcciones sin designar de los RIR de acuerdo a las necesidades. Cuando un RIR requiere ms direcciones IP dentro de su regin, la IANA establece una asignacin adicional de direcciones para ese RIR.

ConclusionesAunque muchos expertos dicen que las direcciones IPv4 estn por terminarse, existe un reporte de Geoff Huston patrocinado por la APNIC (http://bgp.potaroo.net/ipv4/) donde dice lo contrario. Este reporte es una referencia del consumo de direcciones IPv4 desde 1995 y presenta un punto de vista consistente de la larga estada de las IPv4, por lo cual no ser necesario, por lo menos muy pronto, cambiar de IPv4 a IPv6. El autor de este reporte predice un tiempo de vida para IPv4 hasta el 2016, aadindole un margen hasta el 2022.

Mecanismos o trucos como el direccionamiento sin clases (CDIR) y el empleo de direcciones privadas con traduccin de direcciones (NAT) han permitido que la vida del protocolo de Internet versin 4 se alargue por lo menos una dcada ms. En la segunda parte de este artculo explicaremos ms al detalle sobre estos tpicos.

Entendiendo eldireccionamiento Ipv4

IntroduccinEn la primera parte de este artculo vimos que las direcciones IP versin 4 todava tenan varios aos vida, este hecho es debido a varios mecanismos que se les han ocurrido a los expertos del IETF (Internet Engineering Task Force) para que stas no se acaben antes de lo previsto. En este artculo nos enfocaremos a explicar las tres ideas principales para alargar la vida de las direcciones IP:

1. Direcciones IP privadas2. Direccionamiento sin clases (CIDR, Classless Inter-Domain Routing)3. Traslacin de direcciones (NAT, Network Address Traslation)

Las direcciones IP privadasLas direcciones IP privadas se utilizan precisamente en redes privadas, de esta manera nos evitamos la necesidad de emplear las direcciones IP pblicas para nombrar a nuestros hosts; por lo que una ventaja de emplear direcciones privadas es conservar el espacio de direcciones. Otra ventaja es que el utilizar direcciones privadas nos da ms flexibilidad en el diseo de la red, ya que podemos disponer de un gran nmero de direcciones de las que nos poda dar las IP de la red pblica. Pero no todo es miel sobre hojuelas, la principal desventaja del empleo de direcciones privadas es que si quieres conectarte a la red de Internet necesitaras renombrar las direcciones IP privadas, a menos utilices enrutadores con mecanismos de translacin de direcciones (NAT).

El espacio de direcciones privadas que defini la mxima autoridad mundial en direcciones IP y dominios de Internet, la IANA (Internet Assigned Numbers Authority) es el siguiente:

10.0.0.0 - 10.255.255.255172.16.0.0 - 172.31.255.255192.168.0.0 - 192.168.255.255

El Direccionamiento sin clases En la primera parte de este artculo explicamos las diferentes clases de direcciones IP. Las direcciones que se utilizan actualmente fueron dividas en tres bloques jerrquicos conocidos como clase A, clase B y clase C. Para conocer como funciona el direccionamiento con clases, explicaremos antes que son las mscaras de subred.

Las mscaras de subred (subset mask) se utilizan para definir un rango o intervalo de direcciones (para los hosts) a partir de una direccin IP o direccin de red. Juntos, la direccin IP y la mscara definen un intervalo de direcciones. Estos dos valores son utilizados por los enrutadores para conocer cuantos hosts hay "abajo" de una determinada direccin, evitndoles la necesidad de preguntar host por host. Esto hace que el encaminamiento de los paquetes sea ms rpido y eficiente.

En la tabla 1, se muestran los tres tipos de mscaras para cada clase. El nmero de unos (1s), en el formato binario, representa el nmero de redes que se pueden formar y los ceros (0s) representan el espacio destinado para los hosts. Para la clase A, el nmero de 0s es 24, esto significa que pueden existir 224-2 (16,777,214) direcciones posibles para los hosts. Se le restan 2 debido a que no se utiliza la primer direccin IP, que est destinada para la direccin de RED, ni la ltima la cual est destinada para la direccin IP utilizada para el broadcast. Para la clase B, se tienen diecisis 0s, destinados para los hosts, es decir se pueden tener hasta 65,534 hosts para la clase B. Para la clase C, se pueden tener hasta 254 hosts posibles.

Tabla 1. Las mscaras de subredClaseMscara de subred (decimal) Mscara de subred (binario)Nmero mximo de hostsA255.0.0.011111111.00000000.00000000.00000000224-2 = 16,777,214B255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000216-2 = 65,534C255.255.255.011111111.11111111.11111111.0000000028-2 = 254En otras palabras, las mscaras de subred, nos delimitan el espacio mximo de direcciones IP destinadas para los hosts.

Bueno, si ya entendimos que es el direccionamiento con clases, entonces la siguiente pregunta sera entonces para que sirve el direccionamiento sin clases? La respuesta es bien sencilla. Imagnese que Ud. es un administrador de una red de una pequea empresa XYZ con 20 computadoras y contrata el servicio de Internet y el ISP le proporciona una direccin de subred y una mscara clase C. Que significa esto? Bueno, el problema aqu es que Ud. con una mscara de clase C dispone de 254 direcciones IP, pero de las cuales va a utilizar slo 20, esto significa que va a tener ms de 230 direcciones que Ud. no va a emplear y que nadie ms puede utilizar. Ahora imagnese una pequea universidad que tiene alrededor de 2,000 hosts, y que tiene en sus manos una mscara de clase B. Es decir de las 65,534 direcciones IP disponibles, de las cuales slo est empleando 2 mil. Si ponemos un ejemplo con mscaras de clase A, el problema de desperdicio de direcciones se expandira ms.

El direccionamiento sin clases nos ayuda que no suceda lo anterior, ya que se pueden asignar direcciones IP de acuerdo a las necesidades. Volvamos al ejemplo de la compaa XYZ la cual tiene 20 computadoras o hosts que desea conectar en red. En la tabla 2 se muestran las posiciones de bits de un octecto cualquiera. Como vimos en la tabla 1, los 0s representan el nmero mximo de hosts que se pueden alojar. Para el caso de la compaa XYZ, la mascar ms conveniente sera la 255.255.255.224. El valor decimal 224, como de la tabla 2, en forma binaria est representado por tres 1s y cinco 0s (11100000). Si la base 2 la elevamos a la 5ta. potencia (nmero de 0s), o sea 25-2, tendremos (32-2), 30 hosts disponibles. Los cuales seran suficientes para alojar las 20 computadoras de la compaa XYZ. Los 10 hosts restantes los podr utilizar para crecimiento futuro.

Tabla 2. Valor decimal de las posiciones de bits1286432168421Valor decimal1000000012811000000192111000002241111000024011111000248111111002521111111025411111111255El direccionamiento sin clases se puede utilizar para cualquier octeto, as por ejemplo si necesitamos espacio para 500 hosts, la mscara ms adecuada sera la 255.255.254.0, es decir tenemos en formato binario 11111111.11111111.11111110.00000000, 9 ceros disponibles para los hosts, es decir 29-2, igual a 510 como mximo de hosts permisibles, y slo quedaran 10 hosts como reserva. Tampoco no todo es miel sobre hojuelas en el direccionamiento sin clases. Qu pasa si deseo alojar 520 hosts?, pues tendra que cambiar la mascara a 255.255.252.0. la cual tendra diez 0s para los hosts que equivaldran a 210-2, igual a 1022 hosts. Quedando 502 hosts deperdiciados, los cuales son demasiados como para reserva.

Bueno, en resumen el direccionamiento sin clases o CIDR sirve para asignar hosts sin tomar en cuenta las Clases de direcciones IP. Ha ayudado en mucho a la conservacin de las direcciones IP, pero como vimos tiene su lado flaco.

Traslacin de direccionesLa traslacin o mapeo de direcciones conocida como NAT (Network Address Translation), es una tcnica que permite mantener las direcciones IP pblicas de las direcciones IP privadas .Tcnica utilizada para accesar a la red pblica, como lo podra ser el servicio de Internet, por hosts o computadoras que comparten un espacio de direcciones y salen a esta red pblica a travs de una nica direccin IP. El propsito principal por el que fue ideada la tcnica NAT, es para conservar el limitado espacio de direcciones IP.

Para explicar como funciona la traslacin de direcciones, en la figura 1 se muestra un esquema de un enrutador habilitado con NAT que tiene asignada una direccin IP (10.0.0.1) para la red privada y otra direccin IP (200.40.20.120) asignada para la red pblica. Cada vez que un host ,dentro de la red privada, hace una solicitud a la red pblica, el dispositivo habilitado con NAT har una traslacin de 10.0.0.x a 126.22.99.144. Cualquier host de la red privada podr acceder a cualquier nodo de la red pblica, mientras que desde fuera, aparecer que todo el trfico de salida se est originando de la direccin IP del enrutador (200.40.20.140).

Dentro de las principales ventajas de NAT, es que mejora en gran medida el nivel de seguridad dentro de la red al ocultar su estructura interna. Tambin permite un casi ilimitado nmero de usuarios en una red de clase C, debido a que las direcciones IP pblicas slo sern requeridas cuando un usuario est conectado a Internet. Por ltimo cuando una red privada est conectada a Internet, no hay necesidad de reemplazar o renombrar las direcciones de cada host en la red privada, ya que est tarea es realizada por NAT.

En muchas de las aplicaciones de Internet de tipo peer-to-peer, tales como la mensajera instantnea y Voz sobre IP, se requiere una visibilidad permanente de una direccin IP que sea estable en un razonable periodo de tiempo, en estos casos NAT ya no tiene muchas ventajas.

NAT tambin viene acompaado por el trmino PAT (Port Address Traslation). Esto se refiere al proceso por el cual el servicio NAT puede mapear un nmero de puerto a una especfica direccin IP privada. Permitiendo que una direccin IP pblica le de soporte a un rango de servicios pblicos (web, email, FTP,) o hosts internos (IP privadas).

Tabla 3. Traslacin con puertos de servicio IP pblica:Puerto Servicio Translacin Notas 200.168.2.0:80 HTTP (Web) 172.16.1.1 Servidor Web 200.168.2.0:21 FTP 172.16.1.2 Servidor FTP 200.168.2.0:25 SMTP 172.16.1.17 Servidor de Correo 200.168.2.0:? Cualquier otro puerto Normal NAT Las reglas normales de NAT son aplicadas

ConclusinLas direcciones privadas, CIDR, y NAT, descritas anteriormente, son fcil de implementar en una red local. Cualquier administrador de una red debe de tener conocimiento de estas tres tcnicas y las cuales vienen ya integradas en la mayora de los enrutadores. Si Ud. quiere implementar estas tcnicas en su oficina, negocio u hogar y slo dispone de una direccin IP, puede adquirir un enrutador en el mercado por menos de mil pesos y darle acceso a la red a todos sus hosts. Los hay con interfaces RJ45 (Ethernet) y tambin con conectividad inalmbrica con Wi-Fi. Y si les puede habilitar a estos equipos la funcin de asignamiento dinmico de direcciones IP, conocido como DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), la configuracin de los hosts ser an ms sencilla.

Aunque estas tres tcnicas fueron ideadas para conservar el espacio de direcciones IP de la versin 4 y retrasar su extincin, resulta ms prctico cambiar al protocolo IP versin 6. La tarea de transicin no va a ser sencilla y va a durar muchos aos, pero valdr la pena.

IPv6: El protocolo del Internet de la nueva generacin

IntroduccinLa comunicacin en las redes de informacin no fuera posible sin los protocolos de red. Un protocolo es un paquete de bits con una cierta estructura que permite que uno o ms dispositivos se puedan comunicar entre s. Los protocolos son la parte de software ms importante en las telecomunicaciones para que las aplicaciones instaladas en los dispositivos puedan comunicarse con otras a travs de una red.

Para que el navegador de Internet (e.g Explorer, Netscape, Opera...) pueda cargar las pginas web, existe detrs un protocolo de comunicacin conocido como HTTP; este protocolo se encarga de establecer comunicacin entre tu computadora (cliente) y en donde estn depositadas las pginas web (servidor). Las aplicaciones de mensajera instantnea, correo electrnico, necesitan estrictamente de protocolos para comunicar clientes con servidores.

Los protocolos, adems son los encargados del establecimiento y la liberacin de una comunicacin, as mismo el de establecer el flujo de la informacin entre dos o ms nodos. Una parte muy importante de los protocolos es la verificacin y control de error de los paquetes que transitan en la red. Esta caracterstica de los protocolos permite que la informacin que se enva a travs de la red llegue sin errores, en caso de suceder esto, la informacin es reenviada nuevamente por el transmisor, hasta que sta llegue a su destino libre de error. Los cables y los enlaces son importantes (la parte fsica), pero sin los protocolos las redes como el Internet, simplemente no funcionaran.

En el mundo de Internet, el protocolo ms utilizado es el TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol). TCP/IP es una pila de protocolos que establecen la comunicacin de dispositivos a travs de la Internet. TCP/IP hizo posible que computadoras de diferentes arquitecturas se puedan comunicar entre s (e.g. Macs con PCs, ). El protocolo ms conocido de la pila TCP/IP es el IP (Internet Protocol).

Breve historia de TCP/IP TCP/IP fue diseado inicialmente para cubrir las necesidades del Departamento de Defensa (DoD) de los EUA. A finales de los 60s la ARPA del DoD empez a hacer acuerdos con Universidades de los EUA y la comunidad de investigacin para disear estndares y protocolos abiertos para su red conocida como ARPANET. La inicial ARPANET, la primera red de conmutacin de paquetes, empez su operacin en 1969 conectando 4 universidades, 3 en el estado de California y la otra en el estado de Utah. Estos primeros 4 nodos se enlazaron va circuitos de 56 kbps utilizando el protocolo NCP (el predecesor de TCP/IP). El experimento fue todo un xito permitiendo a la ARPANET continuar con la generacin de proyectos de investigacin de inters militar.

Uno de esos primeros proyectos fue la demanda de una aplicacin de transferencia de archivos, acceso remoto y correo electrnico. En 1973 se inici un proyecto donde se desarrollaran protocolos de capas inferiores debido a que las capas existentes se volvieron inadecuadas. En 1974, el diseo para un nuevo conjunto de protocolos, para la ARPANET, fue propuesto por Vinton G. Cerf como Robert E. Kahn. El nombre oficial para ese conjunto de protocolos fue TCP/IP, el cual fue tomado de los nombres del protocolo de capa de red (Internet Protocol [IP]) y de unos de los protocolos de la capa de transporte (Transmisin Control Protocol [TCP]). Los protocolos propuestos deberan cumplir con las siguientes especificaciones:

* Independencia subyacente de los mecanismos de la red y de la arquitectura del host* Conectividad universal a travs de la red* Reconocimientos extremo a extremo* Protocolos estandarizados

As nace el protocolo TCP/IP, un conjunto de protocolos que especifican los detalles de cmo las computadoras se comunican, as tambin las como las convenciones de interconexin de redes y enrutamiento del trfico. La inicial especificacin se fue desarrollando hasta llegar a varias versiones, culminando en la versin 4 en 1979, la cual fue finalmente estandarizada en 1981. El xito del protocolo TCP/IP en el mundo UNIX fue gracias al hecho de que la Universidad de California en Berkeley emprendi la implementacin de TCP/IP en la versin 4.2 de su sistema operativo UNIX BSD en 1983 y de la publicacin del cdigo fuente como un software de dominio pblico. Correcciones y optimizaciones fueron hechas en las versiones posteriores de BSD (BSD 4.3 en 1986 y BSD/Tahoe en 1998).

La versin de IP comnmente usada es la versin 4 (IPv4), la cual no ha sido substancialmente modificada desde que el RFC 791 fue publicado en 1981. Los RFCs son propuestas que son enviadas a un organismo como el IETF para que stas sean criticadas, se enven comentarios o retroalimentacin al autor de la propuesta para mejorlas. Desde ese tiempo, IPv4 ha probado ser robusta, fcil de implementar e interoperable, la prueba ms real es la red Internet de la actualidad.

Los diseadores de Internet jams se imaginaron el crecimiento explosivo del nmero de nodos conectados a la supercarretera de la informacin; as que decidieron que las direcciones IP contendran 32 bits, permitiendo 4 mil millones de direcciones, parecern muchas, pero no es ni siquiera la poblacin total mundial. A principios de los noventas, con la apertura comercial del Internet, la revolucin de las computadoras personales, las redes de rea local (LANs), el World Wide Web (www) y aunado a la psima reparticin de las IPs demostraron claramente que los 4 mil millones de direcciones no serian suficientes. Hoy en da muchas personas quieren conectar toda clase de dispositivos a Internet (e.g. refrigeradores, hornos de microondas, dispositivos inalmbricos, etc.). Este crecimiento explosivo de dispositivos que requieren estar conectados a la red requerir de un nuevo esquema de direccionamiento para mantenerlos en operacin. Nadie se imagin que una red que empez con fines militares iba a tener tanto xito en el mundo comercial.

El esquema de direccionamiento de IPv4Las direcciones IP que conocemos tiene el esquema, 192.168.0.50, en formato decimal; el cual est separado en cuatro campos cada uno de 8 bits, es decir que este valor vara de entre 0 y 255 (28-1). Por lo que la direccin mnima es 0.0.0.0 y la mxima direccin bajo este formato es 255.255.255.255. Esta direccin IP de 32 bits est dividida en dos partes. Una parte le corresponde al identificador de la red y la otra, al identificador del host. Se utilizar con frecuencia el trmino host en este artculo, por no existir en espaol una palabra que denote el mismo significado del trmino en ingls. A menudo se utiliza la traduccin al espaol de host como anfitrin, pero sta no es muy adecuada; un trmino ms utilizado para host es "nodo". Definiendo formalmente el trmino, un host se le conoce a cualquier dispositivo (e.g. una computadora, un enrutador, un telfono celular, un refrigerador, etc.) al que se le puede asignar una direccin IP, ya sea sta pblica o privada. Este esquema de codificacin de la direccin IP proporciona flexibilidad al asignar las direcciones y permite una mezcla de tamaos de red en un conjunto de redes.

En particular existen tres clases de direcciones que se pueden asociar a las siguientes condiciones [ver tabla 1 y figura 1]:

Clase A: Utiliza slo el primer octeto para identificar la red, dejando los 3 octetos (24 bits) restantes para identificar los hosts. La clase A es utilizada por grandes corporaciones y carriers internacionales ya que provee 16,777,214 (224-2) direcciones IP para los hosts, pero est limitada a slo 127 redes de clase A.

Clase B: utiliza los primeros dos octetos para identificar la red, dejando los 16 bits restantes (2 octetos) para el host. La clase B es utilizada por grandes compaas e instituciones que necesitan un gran nmero de nodos. Los 2 octetos le dan cabida a 16,384 redes supliendo todas ellas un total de 65,534 (216-2) direcciones IP para los hosts.

Clase C: Usa los primeros 3 octetos para el identificador de red, dejando los 8 bits restantes para el host. La clase C es utilizada por pequeas redes empresariales, que suman un total de 2,097,152 redes con un mximo de 254 (28-2) hosts cada una.

Tabla 1. Clases de direcciones en IPv4 Clases Rango del 1er octeto Nmero de redes Nmero de hosts Ejemplo A 1-126 127 16,777,214 10.15.121.5 B 128-191 16,384 65,534 130.13.44.52 C 192-223 2,097,152 254 200.15.23.8 La clase A es un esquema de pocas redes (127) y muchsimos hosts (16,777,214), lo que significa que slo pocas compaas tienen el privilegio de poder asignar ms de 16.7 millones de IPs a hosts. Usted cree esto posible? Una corporacin por ms grande que sea no tiene esa cantidad de hosts, a menos que sea un carrier internacional y las distribuya entre sus clientes. Muchas de estas direcciones estn sin uso y por ende desperdiciadas. Que injusta fue la reparticin de direcciones IP. La clase B es un poco ms justa, aunque tiene sus bemoles. Es un esquema de un nmero mediado de redes (16,384) con un nmero mediano de hosts (65,534). Muchas de las universidades por ejemplo, tienen clase B en sus redes. Una universidad por ms grande que sea no tiene 65,534 hosts. Por ende, muchas direcciones estn desperdiciadas y nadie las puede utilizar ms que la entidad a la que fue asignada. La clase C es un esquema de muchsimas redes (2,097,152) y pocos hosts (254). Imagine que Usted quiere instalar una red en su oficina y tiene una red de 10 computadoras y se le asigna una clase C?. Tendr ms de 240 direcciones IP sin usar. Aunque vindolo por el lado amable, estas direcciones las podra utilizar para un crecimiento futuro de su red. An vindola con ese enfoque, con este esquema se desperdician muchas direcciones IP. Para evitar el desperdicio de direcciones muchas de las corporaciones utilizan una mezcla de clases de direcciones. Otra tcnica tambin muy utilizada para evitar desperdicio de IPs es el direccionamiento sin clases (CIDR). El CIDR permite particionar el nmero de hosts a valores ms adecuados a las necesidades de nuestras redes locales. Adems de las clases A, B y C, tambin existe la clase D y la clase E. La primera se utiliza para multidifusin (broadcast) y la clase E esta reservada para uso futuro. Es decir, no se utiliza por el momento, quedando desperdiciada.

Concluimos que la jerarquizacin utilizada en el direccionamiento IPv4 ocasiona un gran desperdicio de IPs. Largos bloques de direcciones fueron asignados a grandes compaas y organizaciones para hacer el trabajo ms fcil a los enrutadores. Posteriormente, cuando nuevas organizaciones solicitaron bloques grandes de direcciones, ya no haba disponibles y se tuvieron que conformar con clases B y C. Muchas organizaciones no necesitaron de todas las direcciones en los bloques asignados, quedando direcciones sin utilizar y por lo tanto desperdiciadas.

Figura 1. Esquema de direccionamiento eb IPv4

Para garantizar direcciones nicas mundialmente, existe una autoridad central, la IANA (The Internet Assigned Numbers Authority, http://www.iana.org/), quien asigna nmeros nicos de red a las organizaciones que lo solicitan. Una vez asignadas, los administradores de red de las corporaciones sern los encargados de asignar direcciones IP a los hosts.

El nacimiento de IPv6El IETF (http://www.ietf.org/) es una organizacin que define estndares y la arquitectura del Internet. En 1990, el IETF empez a estudiar el problema de expandir el nmero de direcciones de Internet. En 1994 liber una recomendacin oficial para el protocolo de Internet de la siguiente generacin o IPng (Internet Protocol next generation). Un hecho destacado en el desarrollo, fue la publicacin del RFC 1752 cuya publicacin se realiz en enero de 1995. El RFC 1752 describe los requisitos de IPng, especifica el formato de la PDU y seala las tcnicas de IPng en las reas de direccionamiento, enrutamiento y seguridad. Siguiendo los procedimientos formales, la recomendacin se convirti en un borrador de estndar en 1998. El IETF creo un grupo de trabajo de IPv6 para crear los estndares que se requieran y permitir la transicin de IPv4 a IPv6. Existen otros documentos que definen los detalles del protocolo, ahora llamado IPv6 (Internet Protocol version 6); stos incluyen una especificacin general de IPv6 (RFC 2460), un RFC que trata con la estructura de direccionamiento de IPv6 (RFC 2373) y una larga lista ms.

Y que paso con IPv5?Sabemos que la versin del protocolo IP que se usa actualmente es la 4 (IPv4) y que el IP de nueva generacin es el IPv6. Lo que no es tan conocido es porqu se "saltaron" del IPv4 al IPv6 y omitieron el IPv5; de hecho se dice que el IPv5 no existe... Sin embargo, tcnicamente el IPv5 si existe... Basta consultar el RFC 1819 [http://www.faqs.org/rfcs/rfc1819.html], el cual describe al protocolo ST2+ (Internet Stream Protocol Version 2) para darnos cuenta de lo siguiente: "ST2 and IP packets differ in the first four bits, which contain the internetwork protocol version number: number 5 is reserved for ST2 (IP itself has version number 4)". O sea, que el valor 5 para el campo "protocol version" lo tomaron para el ST2+, y luego, ya que iban a especificar una nueva versin del protocolo IP tomaron el siguiente nmero disponible, es decir el 6.

Direccionamiento y enrutamiento de IPv6El esquema de direccionamiento en IPv6 resuelve muchos problemas crticos de IPv4. IPv6 permitir a los diseadores de la dorsal (backbone) de Internet crear una jerarqua de enrutamiento global muy flexible y abierta. Al nivel de la dorsal de Internet, donde la mayora de las empresas y los ISP se juntan, es necesario mantener el sistema de direccionamiento jerrquico, as como lo hace el IPv4. Sin un direccionamiento jerrquico, los enrutadores de la dorsal forzaran a almacenar la tabla de informacin de enrutamiento de cada red en el mundo. Debido al nmero actual de subredes IP en el mundo y al crecimiento del Internet, esto no es factible. Con una jerarqua, los enrutadores pueden usar prefijos de direcciones IP para determinar cuanto trfico deber ser enrutado a travs de la dorsal. IPv4 utiliza una tcnica conocida como CIDR, el cual permite el uso flexible de prefijos de red de longitud variable. Con el uso flexible de prefijos, CIDR permite "agregacin de enrutamiento" considerable a varios niveles de la jerarqua de Internet, lo que significa que los enrutadores de la dorsal pueden almacenar una tabla nica de enrutamiento que provee alcance a muchas de redes a niveles ms bajos. Pero la disponibilidad de enrutamiento CIDR no garantiza una jerarqua eficiente y escalable. En muchos casos, la asignacin de direcciones IPv4 legadas que se originaron antes de CIDR no facilitan la agregacin.

De hecho, mucho del espacio de direcciones IPv4 fue formado antes de que la jerarqua actual de acceso fuera desarrollada. La falta de uniformidad del sistema jerrquico de la actualidad aunado al racionamiento de las direcciones IPv4, da como resultado que el direccionamiento y enrutamiento en Internet sea inseguro con complicaciones en todos los niveles. Este hecho afecta el nivel de servicio de los proveedores y usuarios finales en todos los tipos de negocios.

El motivo principal que ha conducido la adopcin de una nueva versin del protocolo de Internet es la limitacin impuesta al campo de direccin de 32 bits en IPv4. IPv6 expande el nmero de direcciones de 32 bits a 128 bits. Una direccin de 32 bits permite 4 mil millones de direcciones nicas, mientras que 128 bits, permiten ms de 340 sixtillones de direcciones (340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456) nicas en Internet. Cuanto es esta cantidad? Pues imagnese que en el 2050 seamos 9 mil millones de personas en el mundo. Bueno, pues nos tocaran 37,809,151,880,104,273,718,152,734,159 direcciones por persona. Son suficientes? desde luego.

Estructura de direccionamiento en IPv6La estructura de direccionamiento de IPv6 difiere mucho de la estructura de las direcciones IP en la versin 4. En vez de representar las direcciones en cuatro octetos (de 0 a 255 cada uno) separados por puntos, las direcciones IPv6 son una serie de nmeros hexadecimales (de 0 a FFFF cada uno) de 16 bits (palabras) separados por el caracter dos puntos entre ellos. Existe una notacin abreviada "::" que representa cualquier nmero de "cero palabras".

A continuacin se muestran algunos ejemplos: * IPv4: 192.168.16.31* IPv6 (sin palabras en cero): 2001:470:104:20:202:B3FF:FEAD:42BA* IPv6 (con palabras en cero): 2001:470:104:20:0:0:0:1* IPv6 (abreviado): 2001:470:104:20::1 (del ejemplo anterior :0:0:0: = ::)* La direccin IPv6 FE80:0000:0000:0000:02C0:4FFF:FE68:12CB puede ser tambin representada como fe80::2c0:4fff:fe68:12cb* El tradicional 127.0.0.1 es en IPv6 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001, o simplemente ::1.

Las direcciones IPv6 estn bien estructuradas y pueden ser ms sencillas de entender que las direcciones de IPv4. El espacio de direcciones de IPv6 es dividido, basado en el valor de los bits de ms alto orden en la direccin. Los bits de mayor orden y sus valores fijos son conocidos como un prefijo de formato (FP, Format Prefix). La siguiente tabla muestra el alojamiento del espacio de direcciones IPv6 por FPs.

Tabla 2. Alojamiento de espacio de direcciones IPv6 por FPsAlojacinPrefijo de formato (FP)Fraccin del espacio de direccionesReservada0000 0000 (::)1/256Reservada para Alojacin NSAP0000 0011/128Direcciones unicast globales agregadas0011/8Direcciones unicast del enlace local1111 1110 10 (FE80::/10)1/1024Direcciones unicast del sitio local1111 1110 11 (FEC0::/10)1/1024Direcciones multicast1111 1111 (FF00::/8)1/256Direcciones normales (RFC 2450) 2001::/16Tneles automticos(RFC 3056) "6a4" 2002::/16Direcciones de prueba (RFC 2471) "6Bone" 3FFE::/16As como en IPV4, los rangos de direcciones pueden ser descritos por el sufijo "/" seguido por el nmero fijo de bits (e.g. 192.168.50.0/24) en la direccin, as por ejemplo 3FFE::/16 significa un conjunto de direcciones que empiezan con 3FFE.

La transicin de IPv4 hacia IPv6Los diseadores de IPv6 reconocieron que la transicin de IPv4 a IPv6 tomara muchos aos y que habra organizaciones o hosts dentro de organizaciones que continuaran su uso para siempre. A pesar que la migracin es a largo plazo, existen ciertas consideraciones que permitirn la coexistencia de ambos protocolos.

Los diseadores de IPv6 en la especificacin original (RFC 1752) definieron los siguientes criterios de transicin.

* Los hosts existentes con IPv4 podrn ser actualizados en cualquier momento, independientemente de la actualizacin de los otros hosts o enrutadores. * Los nuevos hosts, utilizando slo IPv6, pueden ser agregados en cualquier momento, sin dependencias de otros hosts u infraestructura de enrutamiento. * Los hosts existentes con IPv4, con IPv6 instalado, pueden continuar utilizando direcciones IPv4 sin necesitar direcciones adicionales. * Se requiere de una pequea preparacin ya sea para actualizar de IPv4 a IPv6 o para implementar nuevos nodos IPv6.

La inherente falta de dependencia entre los hosts de IPv4 e IPv6 y la infraestructura de enrutamiento IPv4 e IPv6, requiere de mecanismos que permitirn la coexistencia de los dos protocolos de manera transparente.

Tipos de nodosAunado a los criterios de transicin de IPv4 a IPv6, en el RFC 2893 se definen los siguientes tipos de nodos:

* Nodo IPv4 puro: Es un nodo con IPv4 y que tiene slo direcciones IPv4. Este tipo de nodo no soporta IPv6. La mayora de los hosts y enrutadores instalados hoy en da son IPv4 puros. * Nodo IPV6 puro: Es un nodo con IPv6 y que tiene slo direcciones IPv6. Este nodo slo se puede comunicar con nodos y aplicaciones IPv6. Este tipo de nodo no es muy comn hoy en da. * Nodo IPv6/IPv4: Es un nodo que tiene implementado tanto IPv4 como IPv6. Este nodo permite IPv6 slo si tiene configurado una Interface IPv6. * Nodo IPv4: Es un nodo con IPv4, puede enviar y recibir paquetes IPv4. Un nodo IPv4 puede ser un nodo IPv4 puro o un nodo IPv6/IPv4. * Nodo IPv6: Es un nodo con IPv6, puede enviar y recibir paquetes IPv6. Un nodo IPv6 puede ser un nodo IPv6 puro o un nodo IPv6/IPv6.

Para que ocurra la coexistencia, los nodos en mayor nmero (IPv4 o IPv6) pueden comunicarse utilizando infraestructura IPv4, una infraestructura IPv6 o una infraestructura que sea una combinacin de IPv4 e IPv6. La verdadera migracin es realizada cando todos los nodos IPv4 son convertidos a nodos IPv6 puros. Sin embargo, en el futuro, la migracin prctica es realizada cuando ms nodos IPv4 puros son convertidos a nodos IPv6/IPv4. Los nodos IPv4 puros pueden comunicarse con nodos IPv6 puros solamente utilizando un servidor proxy que haga la traslacin IPv4 a IPv6.

La compatibilidad de direccionesLas siguientes direcciones estn definidas para ayudar en la coexistencia de nodos IPv4 e IPv6: * Direcciones IPv4 compatibles: Las direcciones IPv4 compatibles 0:0:0:0:0:0:w.x.y.z o simplemente ::w.x.y.z (donde w.x.y.z es la representacin decimal de una direccin pblica IPv4), son utilizadas por nodos IPv6/IPv4 que se comunican con IPv6 sobre una infraestructura IPv4. Cuando la direccin IPv4 compatible es utilizada como un destino IPv6, el trfico IPv6 es automticamente encapsulado con un encabezado IPv4 y enviado al destino utilizando la infraestructura Ipv4. * Direcciones IPv4 mapeadas: Las direcciones IPv4 mapeadas 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z o simplemente ::FFFF:w.x.y.z, son utilizadas para representar un nodo IPv4 puro a un nodo IPv6. Es utilizada slo para representacin interna. Las direcciones IPv4 mapeadas nunca son usadas como una direccin fuente o destino de un paquete IPv6. * Direcciones 6sobre4: las direcciones 6sobre4 estn compuestas de prefijos de direcciones unicast vlidas de 64 bits y del identificador de la Interface ::WWXX:YYZZ (donde WWXX:YYZZ es la representacin hexadecimal de w.x.y.z, una direccin IPv4 unicast asignadas a una Interface) . Un ejemplo de una direccin 6sobre4 de enlace local basada en direcciones IPv4; de 131.107.4.92 es FE80::836B:45C. las direcciones 6sobre4 son utilizadas para representar un host cuando se est usando el mecanismo de tnel automtico definidos en el RFC 2529. * Direcciones 6a4: Las direcciones 6a4 estn basadas en el prefijo 2002:WWXX:YYZZ::/48 (donde WWXX:YYZZ es la representacin hexadecimal de w.x.y.z, una direccin IPv4 pblica asignada a una Interface). Las direcciones 6a4 son utilizadas para representar un sitio cuando es usado el mecanismo de tnel automtico definido en el RFC 3056, tambin conocido como 6a4. * Direcciones ISATAP: Estas direcciones estn compuestas de prefijos de direcciones unicast de 64 bits vlidas y un identificador de Interface ::0:5EFE:w.x.y.z (donde w.x.y.z es una direccin IPv4 unicast asignada a una interface). Un ejemplo de una direccin ISATAP de enlace local es FE80::5EFE:131.107.4.92. Las direcciones ISATAP son utilizadas para representar un host cuando es usado por el mecanismo de tnel automtico definido en el borrador titulado "Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol (ISATAP)" (http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ngtrans-isatap-16.txt).

Mecanismos de coexistenciaPara coexistir con una infraestructura IPv4 y proveer migracin eventual a una infraestructura IPv6 pura, los siguientes mecanismos son utilizados: * Pila dual IP* Tnel IPv6 sobre IPv4* Infraestructura DNSCapa IP dualLa pila dual IP dual es una implementacin de la pila de protocolos TCP/IP que incluyen ambas, una capa de Internet IPv4 y una capa de Internet IPv6. Este es un mecanismo utilizado por nodos IPv6/IPv4 para que nodos IPv4 se puedan comunicar con nodos IPv6. Una pila dual IP contiene una simple implementacin de protocolos de capa host-a-host tales como TCP y UDP. Todos los protocolos de capas superiores en una implementacin de pila dual IP pueden comunicarse sobre IPv4, IPv6 o IPv6 en tnel en IPv4.

Figura 2. Arquitectura de pila dual IP

Tnel IPv6 sobre IPV4El tnel IPv6 sobre IPv4 es la encapsulacin de paquetes IPv6 con un encabezado IPv4 para que los paquetes IPv6 puedan ser enviados sobre infraestructura IPv4. Dentro del encabezado IPv4: * El campo de protocolo de IPv4 es puesto a 41 para indicar que es un paquete IPv6 encapsulado. * Los campos origen y destino son asignados para direcciones IPv4 para los extremos del tnel. Los extremos del tnel son configurados manualmente como parte de la Interface del tnel o estn automticamente derivados desde la interface transmisora, la direccin del prximo salto de la ruta en cuestin o de las direcciones IPv6 fuente y destino en la cabecera IPv4.

Figura 3. Paquetes para tnel IPv6 sobre IPv4

Para el tnel IPv6 sobre IPv4, la unidad de transmisin mxima (MTU) de la trayectoria IPv6 para el destino es tpicamente 20 bytes menos que el MTU de la trayectoria IPv4 del destinatario. Sin embargo, si el MTU de la ruta IPv4 no se almacena para cada tnel, existen instancias donde los paquetes IPv4 necesitan ser fragmentados en un enrutador intermedio IPv4. En este caso, el paquete IPv6 sobre IPv4 transmitido sobre el tnel debe ser enviado con la bandera de no fragmentacin en la cabecera del encabezado IPv4, es decir esta bandera es puesta a 0.

Figura 4. Tnel IPv6 sobre IPv4

Infraestructura DNSUna infraestructura DNS ser necesaria para la coexistencia exitosa de ambos protocolos, debido al prevaleciente uso de nombres en vez de nmeros para referirse a los recursos de la red. Actualizar la infraestructura del DNS consiste en alimentar a los servidores DNS con registros para poder soportar resoluciones nombre a direcciones y direcciones a nombres IPv6. Despus de que las direcciones son obtenidas a travs de la consulta a un DNS, el nodo origen debe seleccionar que direcciones sern utilizadas para la comunicacin.

El DNS es algo que los administradores deben considerar antes de implementar IPv6 o nodos de pilas duales. Los servidores de nombres de la actualidad de 32 bits no pueden manipular solicitudes de resolucin de nombres para direcciones de 128 bits utilizados para dispositivos IPv6. En respuesta a esta necesidad los diseadores del IETF definieron un estndar (RFC 1886, DNS Extensions to Support IP Version 6). Esta especificacin crea un nuevo tipo de registro DNS nombrado "AAAA" (cudruple A) que mapear nombres de dominios a direcciones IPv6. Una vez que el DNS tiene capacidades IPv6, los nodos con pila dual pueden interactuar con otros nodos IPv6. Si un nodo con pilas duales consulta un DNS y recibe una direccin de 32 bits, el protocolo IPv4 ser utilizado. Si es recibida una direccin de 128 bits entonces el protocolo IPv6 es utilizado. En sitios donde el DNS no ha sido actualizado a IPv6, los hosts debern resolver mapeos de nombre a direcciones a travs del uso de tablas locales de nombres configuradas manualmente. Las aplicaciones que no tienen acceso directo a la pila de la red no necesitarn ser modificadas para correr en un ambiente de pila dual. Las aplicaciones de red que interactan directamente con IP y componentes relacionados requerirn actualizacin si estos utilizan el protocolo IPv6. Por ejemplo, aplicaciones que accedan el DNS deben estar aptas para requerir los nuevos registros de 128 bits. Aplicaciones que explotan la seguridad y la calidad de servicio de IPv6 y otras caractersticas necesitarn actualizacin extensiva.

La infraestructura DNS debe contener los siguientes registros de recursos (alimentados ya sea dinmica o manualmente) para una resolucin exitosa de dominios de nombres a direcciones: * Un registro para IPv4 puro y nodos IPv6/IPv4* Registros AAAA para IPv6 puro y nodos IPv6/IPv4

Beneficios de IPv6Muchas son las mejoras que IPv6 con respecto a IPv4, algunas de las ventajas y beneficios se listan a continuacin: * Espacio de direcciones ampliado: IPv6 incrementa el espacio de direcciones de 128 bits, contra 32 bits de IPv4. Esto supone un incremento de espacio de direcciones en un factor de 296. Un incremento en las direcciones permitir que ms de 340 sixtillones de dispositivos tengan su propia direccin IP. * Soporte mejorado para extensiones y opciones: Los cambios en la manera en que se codifican las opciones de la cabecera IP permiten un reenvo ms eficiente, lmites menos rigurosos y mayor flexibilidad para introducir nuevas opciones en el futuro. La implementacin de extensiones de encabezado mejorarn la forma en que los enrutadores procesan los paquetes. * Formato simplificado del encabezado: El nuevo formato simplificado mejorar la eficiencia en el enrutamiento al procesarse ms rpido. * Etiquetado del trfico: paquetes relacionados pueden ser tratados como flujos de trficos, para lo cual, el nodo origen solicita tratamiento especial, como la calidad de servicio (QoS) no estndar o el servicio en tiempo real. * Autentificacin y privacidad mejorada: Medidas de seguridad son implementadas dentro del protocolo IPv6. Se especifican extensiones para utilizar autentificacin, integridad de los datos y confidencialidad de los datos. Con IPv4, el protocolo de seguridad IPSec es opcional. Con IPv6, IPSec es obligatorio. Por obligatorio se puede asumir que se puede asegurar la comunicacin entre los dispositivos. * Autoconfiguracin "plug and play": Autoconfiguracin sin necesidad de servidores y facilidades de reconfiguracin. Los dispositivos pueden configurar sus propias direcciones IPv6 basndose en la informacin que reciban del enrutador ms prximo. * Mecanismos de movilidad ms eficientes y robustos: IP mvil soporta dispositivos mviles que cambian dinmicamente sus puntos de acceso a la red. Concretamente IPv6 permite a un host IPv6 dejar su subred de origen mientras mantiene transparentemente todas sus conexiones presentes y sigue siendo alcanzable por el resto de la red. Dado el auge de las redes inalmbricas tanto de telefona celular como redes inalmbricas de rea local (WLAN), la movilidad IP ser un punto muy importante. * Aplicaciones en tiempo real: IPv4 define una red pura orientada a datagramas y, como tal, no existe el concepto de reserva de recursos. Cada datagrama debe competir con los dems y el tiempo de trnsito en la red es muy variable y sujeto a congestin. Por ello, se necesita una extensin que posibilite el envo de trfico de tiempo real, y as poder hacer frente a las nuevas demandas en este campo. * Tecnologas de ingeniera de trfico: IPv6 fue diseado para permitir soporte a ingeniera de trfico como diffserv o intserv (RSVP). Aunque no se tenga un estndar de ingeniera de trfico, la especificacin base de IPv6 tiene reservado una campo de 24 bits en la cabecera para esas tecnologas emergentes. * Multicast: Multicast es obligatorio en IPv6, el cual era opcional en IPv4. Las especificaciones base de IPv6 por si mismas usan extensivamente multicast. * Mejor soporte para redes ad-hoc: El alcance de las direcciones permiten mejor soporte para rede ad-hoc (o "zeroconf", cero configuracin). IPv6 soporta direcciones anycast, las cuales pueden contribuir a descubrimiento de servicios.

Retos de la migracin a IPv6En la actualidad Internet es bsicamente una gran nube de IPv4. Cuando se empiece a implementar, existirn pequeas islas de IPv6. Estas islas se comenzarn a hacer cada vez ms grandes y la nube de IPv4 empezar a contraerse. Esto podra incrementar la migracin o los problemas de coexistencia. Pero los desarrolladores estn trabajando sobre este problema y han desarrollado aplicaciones que permitirn la coexistencia y entender automticamente cuando se est utilizando IPv4 o IPv6. Las aplicaciones tendrn implementadas pilas duales de IPv4 e IPv6 en el misma pila. Un host que soporte ambos protocolos puede comunicarse con nodos IPv4 o IPv6. Con una pila dual, las aplicaciones IPv4 funcionarn transparentemente con IPv6. Por ejemplo, si un servidor de web con IPv4 falla y el servidor de respaldo que utiliza IPv6 se encuentra en otra localidad, no habr interrupcin en el servicio. La realidad es que las plataformas de administracin de las redes de la actualidad no soportan IPv6. Los fabricantes de equipos podrn proveer funcionabilidad libre, en forma de una actualizacin, asegurando que las versiones posteriores del software de administracin de la red soportarn el nuevo esquema. IPv6 est fuera de la fase de desarrollo y ha sido implementado exitosamente. Existen alrededor de 800 sitios mundo que corren IPv6 e interoperan con la nube de IPv4. La implementacin comercial est empezando en Japn y la mayora de los fabricantes de equipos han empezado a soportar el nuevo esquema. Esto es una buena seal para emigrar pronto.

Tendencias y conclusionesInternet contina creciendo explosivamente, son cada vez ms los dispositivos que se conectan a la red. La revolucin inalmbrica es un hecho, y muchos dispositivos mviles estn al acecho de ser parte de la supercarretera de la informacin. Si un telfono mvil estuviese enviando un correo electrnico y mientras est en movimiento se pierde la conexin, inmediatamente establece otra conexin para continuar enviando el mismo correo electrnico. El protocolo actual, el IPv4, no tiene la capacidad de lidiar con este tipo de movilidad. IPv6 tiene la capacidad de realizar esto transparentemente.

La red Internet est empezando a transportar tipos de datos que no fueron anticipados cuando fue diseado en sus inicios. Hoy en da conocemos servicios como voz sobre IP, video en demanda, videoconferencia, juegos interactivos, datos en tiempo real, dispositivos controlados a control remoto y servicios de entretenimiento que jams se hubiesen imaginado que se transportarn por la red. Algunos de estos servicios tales como los dispositivos controlados a control remoto, necesitan alta prioridad, asegurando que sus datos sean transmitidos sin retardo. Algunos de los servicios pueden soportar la prdida de datos, mientras otros podrn requerir que cada bit llegue correctamente a su destino. Estos puntos son generalmente referidos como Calidad de Servicio (QoS).

El trabajo realizado en estndares y componentes relacionados a IPv6 tienen un gran avance y los fabricantes de equipos han acordado un nmero considerable de proyectos de prueba y desarrollo. La mayora de los vendedores de equipos han condensado en agregar IPv6 a sus productos. Los fabricantes de equipos como DEC, Apple, Hewlett Packard, Novell, Microsoft, Compaq, 3Com, Cisco, Sun Microsystems, Nokia, Extreme Networks, entre muchos otros, estn empezando a entregar computadoras, servidores, enrutadores y otros dispositivos con IPv6. Muchas organizaciones estn trabajando en manejadores de dispositivos (drivers) para el sistema operativo UNIX BSD, Linux, y otros. El servidor Windows 2003 de Microsoft contempla aplicaciones y componentes bajo IPv6; un navegador de Internet, un cliente FTP y un cliente Telnet. Fabricantes de software de red (Trumpet, Interpeak, Mentat,...) han desarrollado una gran variedad de soporte para IPv6 en aplicaciones de red y software de comunicaciones (FTP, navegador Mozilla, Apache Web server, Sendmail). La red Abilene, la cual enlaza a ms de 200 Universidades, han habilitado IPv6 en la mitad de sus conexiones de red; alrededor de 40 universidades ya estn utilizando el protocolo. Rick Summerhil, director asociado de la dorsal de red para el consorcio Internet2, el cual opera Abilene, predice que la mayora de las universidades que utilizan Abilene se actualizarn a IPv6 dentro de 3 aos. Summerhil agrega que la actualizacin a IPv6 no ser costosa ya que suceder como una evolucin natural de las redes universitarias.

Otro gran esfuerzo es un prototipo de prueba de IPv6 puesto en operacin llamado 6Bone (http://www.6bone.net), el cual enlaza ms de 60 pases en Norteamrica, Europa, Oceana y Asa, incluyendo Mxico, Cuba, Paraguay, Argentina, Colombia, Chile y Brasil. Otro gran acontecimiento es el evento titulado ("Global IPv6 Service Launch, http://www.global-ipv6.net/") lanzamiento global del servicio IPv6 llevado a cabo en Bruselas, Blgica. Este gran evento pretende lanzar mundialmente el servicio de IPv6, inicialmente a las comunidades de educacin e investigacin, para unir esfuerzos para la puesta en marcha del servicio y aplicaciones a gran escala. Este evento proveer la oportunidad nica para los proveedores de tecnologa, redes nacionales de educacin e investigacin, industrias y negocios para dar su punto de vista del impacto y puesta en operacin de IPv6.

El autor es profesor de tiempo completo de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autnoma de Baja California, es tambin consultor en telecomunicaciones y colaborador de la Revista Red. Se le puede contactar en evelio@eveliux.com Esta direccin de correo electrnico est protegida contra los robots de spam, necesita tener Javascript activado para poder verla Tabla. 3 Ejemplos de algunos sistemas operativos con implementaciones IPv6Sistema operativoDireccin de InternetSun Solarishttp://www.sun.com/solaris/ipv6/Compaq Tru64 UNIXhttp://www.compaq.com/ipv6/Tru64UNIX.htmlFreeBSDhttp://www.freebsd.org/NetBSDhttp://www.netbsd.org/OpenBSDhttp://www.openbsd.org/Windows 2003, 2000, XPhttp://research.microsoft.com/msripv6/Novellhttp://www.novell.com/ipv6/Linux Bieringerhttp://www.bieringer.de/linux/IPv6/Linux Debian http://people.debian.org/~csmall/ipv6/SCO UnixWare 7http://www.sco.com/Tabla 4. GLOSARIO DE TRMINOSTrminoSignificadoARPAAdvanced Research Project Agency; agencia de investigacin de proyectos avanzadosBSDBerkeley Software Distribution; distribucin de software de BerkeleyCIDRClassless Interdomain Routing Protocol, protocolo de enrutamiento sin clases.DECDigital Equipment Corporation; Corporacin de equipos digitalesDHCPDynamic Host Control Protocol; Protocolo de control dinmico de hostsDNSDomain Name System; sistema de nombres de dominioEUAEstados Unidos de AmricaFTPFile Transfer Protocol; protocolo de transferencia de archivosHTTPHypertext Transfer Protocol; Protocolo de transferencia de hipertextoIETFInternet Engineering Task Force, grupo de trabajo de la ingeniera de InternetIPv4Internet protocol versin 4; Protocolo de Internet versin 4IPv6Internet protocol versin 6; Protocolo de Internet versin 6ISATAPIntra-site Automatic Tunnel Addressing Protocol; protocolo de direccionamiento de tnel automtico intra-sitio ISPInternet Service Provider; proveedor de servicios de InternetMTUMaximum Transmission Unit; unidad de transmisin mximaNATNetwork Address Traslation; traslacin de direcciones de redNCPNetwork Control Protocol; protocolo de control de redNSAPNetwork Service Access Point, punto de acceso de servicios de redPDUProtocol Data Unit; unidad de datos de protocoloQoSQuality of Service, calidad de servicioRFCRequest For Comments; propuestas para comentariosRSVPResource Reservation Setup ProtocolST2+Internet Stream Protocol Version 2; protocol de flujo de Internet versin 2TCPTransfer Control Protocol; protocolo de control de transferenciaUDPUser Datagram Protocol, protocolo de datagramas del usuarioWLANWireless Local Area Network, redes de rea local inalmbricasRecursos sobre IPv6IPv6 Forumhttp://www.ipv6forum.com/Kame projecthttp://www.kame.net/IPv6 UNAMhttp://www.ipv6.unam.mx/6 Bonehttp://www.6bone.net/Internet2 IPv6http://www.internet2.edu/ipv6/Cudi Mxicohttp://www.cudi.edu.mx/IPv6 drafthttp://www.6bone.net/misc/case-for-ipv6.htmlIPv6 Launch eventhttp://www.global-ipv6.net/Linux IPv6http://www.bieringer.de/linux/IPv6/IPv6 Web Pagehttp://www.ipv6.org/IPv6 noticiashttp://www.hs247.com/RECUADRO 1. Estructura del protocolo IPv4

Versin (4 bits): Indica el nmero de la versin del protocolo, para permitir la evolucin del mismo; en este caso es la versin 4.

Longitud de la cabecera de Internet (IHL, Internet Header Length) (4 bits): longitud del encabezado en palabras de 32 bits. El valor mnimo es de cinco, correspondiente a una longitud mnima de la cabecera de 20 bytes.

Tipo de servicio (8 bits): Especifica los parmetros de seguridad, prioridad, retardo y rendimiento.

Longitud total (16 bits): Longitud total del datagrama en bytes

Identificador (16 bits): Un nmero de secuencia que junto a la direccin origen y destino y el protocolo usuario se utilizan para identificar de forma nica un datagrama. Por lo tanto, el identificador debe ser nico para la direccin origen del datagrama, la direccin destino y el protocolo usuario durante el tiempo en el que el datagrama permanece en el conjunto de redes.

Banderas o indicadores (3 bits): Solamente dos de los tres bits estn definidos, el bit 0 est reservado. Los bits restantes son utilizados para indicar la segmentacin y reensamblado de paquetes. El bit 1 especfica si el paquete puede ser fragmentado. El siguiente bit especifica si el paquete es el ltimo fragmento en una serie de paquetes fragmentados.

Desplazamiento del fragmento (13 bits): Indica el lugar donde se sita el fragmento dentro del datagrama original, medido en unidades de 64 bits. Esto indica que todos los fragmentos excepto el ltimo contienen un campo de datos con una longitud mltiplo de 64 bits.

Tiempo de vida (8 bits): Especifica cuanto tiempo, en segundos, se le permite a un datagrama permanecer en la red. Cada dispositivo de encaminamiento que procesa el datagrama debe decrementar este campo al menos en una unidad, de forma que el tiempo de vida es de alguna manera similar a una cuenta de saltos.

Suma de comprobacin del encabezado, checksum (16 bits): cdigo de deteccin y correccin de errores aplicado solamente a la cabecera.

Direccin origen (32 bits): Contiene la direccin del nodo fuente u origen

Direccin destino (32 bits): Contiene la direccin del nodo destino Opciones (variable): Contiene las opciones solicitadas por el usuario que enva los datos. Relleno (variable): Se usa para asegurar que la cabecera del datagrama tenga una longitud mltiplo de 32. Datos (variable): Es el campo de datos o carga til, debe tener una longitud mltiplo de 8 bits. La mxima longitud del datagrama (datos ms cabecera) es de 65535 bytes. RECUADRO 2. Estructura del protocolo IPv6

Versin (4 bits): nmero de la versin del protocolo de Internet; el valor es 6.

Clase de trfico (8 bits): Disponible para su uso por el nodo origen y/o los dispositivos de encaminamiento de reenvo para identificar y distinguir entre diferentes clases o prioridades de paquetes IPv6. El uso de este campo est todava en estudio.

Etiqueta de flujo (20 bits): Se puede utilizar por un computador para etiquetar aquellos paquetes que requieren un tratamiento especial en los dispositivos dentro de la red.

Longitud de la carga til (16 bits): Longitud del resto del paquete IPv6, excluida la cabecera, en bytes. En otras palabras representa la longitud total de todas las cabeceras de extensin ms la PDU de la capa de transporte.

Cabecera siguiente (8 bits): Identifica el tipo de cabecera que sigue inmediatamente a la cabecera IPv6.

Lmite de saltos (8 saltos): El nmero restante de saltos permitidos para este paquete. El lmite de saltos se establece por la fuente a algn valor mximo deseado, y se decrementa en 1 en cada nodo que reenva el paquete. El paquete se descarta si el lmite de saltos se hace cero. Esto es una simplificacin del procesamiento requerido por el campo tiempo de vida de IPv4. El consenso fue que el esfuerzo extra de contabilizar los intervalos de tiempo en IPv4 no incorporaba un valor significativo al protocolo.

Direccin origen (128 bits): La direccin de transmisor del paquete.

Direccin destino (128 bits): La direccin del receptor del paquete. Puede que ste no sea en realidad el ltimo destino deseado si est presente la cabecera de encaminamiento.

Aunque la cabecera de IPv6 es ms grande que la parte obligatoria de la cabecera de IPv4 (40 bytes frente 20 bytes), contiene menos campos (8 frente 12). As, los dispositivos de encaminamiento tienen que hacer menos procesamiento por paquete, lo que agiliza el enrutamiento.