IPv4 vs. IPv6: Sus 11 diferencias clave (Actualización 2024)

¿IPv4 vs. IPv6? ¿Cuáles son sus diferencias? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas?

IPv4 es la versión del Protocolo de Internet más común y utilizada por ahora. Aunque sigue siendo lo que mantiene unida a Internet, IPv6 (su versión más reciente) va ganando interés poco a poco.

En esta publicación, repasaremos ambos protocolos IP. Explicaremos sus diferencias con una explicación técnica profunda. Luego describiremos sus 11 diferencias clave.

Tabla de contenidos. 

1. Que es IPv4?
2. Que es IPv6?
3. Las 11 diferencias: IPv4 vs IPv6
   • El número de combinaciones de direcciones.
   • Notaciones de direcciones diferentes. 
   • Técnicas de abreviación.
   • Tipos y alcances de direcciones son diferentes. 
   • Direcciones únicas globales vs. direcciones públicas. 
   • Asignaciones de direcciones locales diferentes.
   • Diferencias en cabeceras (bits de control)
   • ¿Quién necesita NAT (Traducción de Direcciones de Red)?
   • Implementacion IPSec
   • Broadcasts, multicasts, y anycasts. 
   • Velocidad de IPv4 y IPv6. ¿Cuál es más rápido? 
4. Gráfico de Diferencias entre IPv6 y IPv4..
5. IPv4 vs. IPv6: FAQ

1. Que es IPv4?

IPv4 (Protocolo de Internet versión 4) es el protocolo dominante de interconexión que hace que funcione todo Internet. Se describe en RFC 791 de 1981. IPv4 proporciona un identificador único a cada dispositivo conectado a una red (incluyendo Internet). 

El tamaño de un paquete IPv4 puede variar en bits debido a los campos de Opciones y Datos. El tamaño mínimo de un paquete IPv4 puede ser de 20 bytes (para el control) hasta un máximo de 60 bytes.  Un paquete IP contiene planos de control (cabecera) y datos (carga útil).

Los primeros cuatro bits de un paquete (Versión) indican la versión de IP. La flecha indica los primeros bits en la cabecera del paquete donde se muestra la versión del protocolo.

Saber qué lleva un IPv4 en sus campos de control te ayudará a entender las diferencias cruciales entre IPv4 y IPv6. 

Entonces, definamos cuáles son estos campos del paquete:

• Versión (4 bits): Especifica la versión del paquete. 
• IHL (4 bits): Longitud de la Cabecera de Internet (IHL), especifica la longitud de la cabecera.
• Tipo de Servicio (TOS – 8 bits): Especifica cómo se maneja el datagrama. 
• Longitud Total (16 bits): Longitud del datagrama. 
• Identificación (16 bits): Identifica fragmentos de otros datagramas. 
• Flags (Banderas) (3 bits): Fragmento, Sin fragmento, o más fragmentos.
• Desplazamiento del Fragmento (13 bits): Para ensamblar fragmentos. 
• Tiempo de Vida (TTL – 8 bits): Identifica la vida del datagrama. 
• Protocolo (8 bits): Este campo especifica el siguiente protocolo encapsulado. 
• Suma de Verificación de la Cabecera (16 bits): Ayuda a detectar paquetes corruptos.
• Dirección de Origen (32 bits): Dirección IP del origen (emisor) 
• Dirección de Destino (32 bits): Dirección IP del destino (receptor).
• Opciones (bits variables): Parámetros opcionales.
• Datos (hasta 524,120 bits o 65 Kbytes): Lleva datos IP (si los hay) para enviar al receptor. 

A continuación, una imagen de cómo se vería un paquete IPv4 desde un analizador de paquetes (Wireshark). Con una captura de paquetes IP, puedes identificar qué parámetros de control se utilizan para un paquete en particular. Como se muestra en la flecha (imagen a continuación), este paquete IP es de la versión 4. Abajo está el número Hex (45) que representa la versión y la longitud del paquete.

Dato Interesante! Entonces, ¿qué pasó con IPv1, IPv2, IPv3 y IPv5? Le tomó al IEEE y a los científicos tres versiones (IPv1, IPv2 y IPv3) experimentar hasta que salieron con el esquema de direccionamiento IP totalmente operativo: el IPv4. Y cuando llegó IPv5, se utilizó como un experimento para un Protocolo de Flujo (SP), por lo que los científicos de IP decidieron cambiar el nombre a IPv6 para evitar confusiones con la experimentación. 

b. El formato de dirección IPv4. 

Las computadoras hablan en números hexadecimales. Pero como el hexadecimal no es fácilmente digerible para los humanos, las direcciones IPv4 utilizan notación decimal. Las direcciones IPv4 se escriben en notación decimal separando sus cuatro octetos (32 bits/4 = 8) con puntos. Cada octeto (8 bits) puede variar en decimal de 0 a 255. La dirección se divide en el identificador de red y el identificador de host que varía en longitud según la clase de dirección IPv4 (A, B o C) y algunos bits reservados (que definen la clase).

Como ejemplo, la imagen a continuación muestra la clase B, dirección IPv4 172.16.254.1, una dirección de 32 bits dividida en cuatro secciones (8 bits). 

Dato Interesante! La combinación total posible de direcciones IPv4 es de aproximadamente 4 mil millones, casi una dirección IP por cada dos humanos en el mundo. Pero a pesar de este alto número masivo de combinaciones, todavía no hay suficientes IP para proporcionar comunicaciones mundiales. Hay muchas razones para esta agotamiento, incluyendo dispositivos IoT, virtualización, la nube y, especialmente, la asignación inapropiada de IPv4.

2. ¿Qué es IPv6?

La tecnología IPv6 se define bajo el RFC 2460 con las actualizaciones y revisiones adecuadas. La dirección IPv6 utiliza un espacio de dirección de 128 bits, lo que resulta en 2^128 direcciones, en contraposición a los 32 bits en IPv4, que resultan en 2^32. La combinación de 128 bits resulta en direcciones en notación binaria que serían demasiado difíciles de memorizar para los humanos, por lo que IPv6 se escribe en notación hexadecimal. 

Veamos la imagen con un ejemplo a continuación. La longitud de la dirección IPV6 (0123:4567:89ab:cdef:0123:4567:89ab:cdef) es de 16 bytes (o 128 bits). Se compone de ocho grupos de 16 bits separados por dos puntos (:). El total de 8 x 16 = 128 bits. 

Direcciones IPv6 como 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329 pueden ser bastante desafiantes de manejar, memorizar y usar. Por lo tanto, IPv6 introdujo reglas como omitir secciones líderes y consecutivas de ceros para ayudar a acortar. Por ejemplo, la dirección anterior se puede acortar a 2001:db8::ff00:42:8329, después de aplicar estas reglas. 

Las direcciones IPv6 se dividen a la mitad. Los bits más significativos (a la izquierda), 64 bits, representan la Red, utilizada como prefijo de enrutamiento en Internet. En la otra mitad (n-128), 64 bits del lado menos significativo (a la derecha) representan el identificador de interfaz y se utilizan para hosts dentro de las redes locales.  

a. El Paquete IPv6. 

Los formatos de paquetes IPv6 e IPv4 son muy similares. IPv6 también viene con un espacio de "datos" conocido como payload, utilizado para transportar datos, y el espacio de "control" conocido como encabezado. El tamaño mínimo de todo el paquete IPv6 con encabezado y payload es de 1280 bytes: 40 bytes fijos para el encabezado y un "payload opcional" de 1240.  

Cuando miras el formato del paquete IPv6, notarás instantáneamente que es mucho más simple que el de IPv4. ¡Es más simple pero mucho más grande!

El paquete de control fijo de IPv6 está compuesto por 320 bits (40 bytes) dentro de esto: 

• Versión - Version - (4 bits): Los primeros cuatro bits de un paquete IPv4 o IPv6 son similares; determinarán la versión de IP.
• Clase de Tráfico - Traffic Class(8 bits): Determina la prioridad del paquete.  
• Etiqueta de Flujo - Flow Label - (20 bits): Determina la Calidad de Servicio (QoS).
• Longitud de Payload - Payload Length - (16 bits): Indica la longitud reservada para los datos. 
• Siguiente Encabezado - Next Header - (8 bits): Este campo indica el siguiente encabezado.
• Límite de Salto - Hop Limit - (8 bits): El tiempo de vida limita el número máximo de saltos (enlaces) entre dos nodos IPv6.
• Dirección de Origen - Source Address - (128 bits): De dónde viene el paquete (la fuente puede ser IPv4 o IPv6 en entornos de (pila doble o dual stack)
• Dirección de Destino - Destination Address - (128 bits): A dónde va el paquete (puede ser IPv4 o IPv6 en entornos de pila doble).

El paquete de control IPv6 también se puede extender para contener información detallada para paquetes, como fragmentación, enrutamiento o seguridad (IPSec). La última extensión, IPSec, ampliamente utilizada hoy en día como el principal protocolo VPN, se incorporó en IPv6.

Las 11 Diferencias Clave: IPv4 vs. IPv6. 

A continuación, se presentan las once diferencias clave entre IPv4 e IPv6. 

1. IPv6 proporciona una cantidad impresionante de direcciones. 

IPv6 se introdujo para abordar la escasez de direcciones IPv4. El tamaño de dirección de IPv4 es de 32 bits, mientras que el de IPv6 es de 128 bits. El formato de IPv6 puede admitir un número impresionantemente alto de combinaciones de direcciones de red. Mientras que IPv4 resulta en alrededor de 4 mil millones de direcciones, IPv6 puede dar alrededor de 340 trillones de trillones de trillones de direcciones IP. Desde el día del desarrollo de IPv6 hasta hoy, el protocolo IPv6 ha abordado el problema de agotamiento de IPv4 y ofrece beneficios y servicios adicionales. 

2. IPv4 e IPv6 tienen diferentes notaciones de direcciones. 

La dirección IPv4 utiliza notación decimal, mientras que la dirección IPv6 utiliza notación hexadecimal, que es la forma más eficiente de leerlas y memorizarlas. Debido al tamaño más pequeño de las IPv4 (32 bits), es posible escribirlas y memorizarlas usando notación decimal, lo que resulta en cuatro números decimales. Pero sería imposible usar el IPv6 (128 bits) con decimales, por lo que las direcciones IPv6 usan números hexadecimales. Cada número hex se forma con 4 bits, lo que resulta en 32 números hexadecimales.

3. IPv6 viene con técnicas de abreviatura, a diferencia de IPv4. 

El formato IPv6 ayuda a ampliar las capacidades de direccionamiento. La dirección IPv6 puede abreviarse utilizando dos puntos y omitiendo los ceros a la izquierda. El punto y coma doble puede omitir secciones enteras de la dirección IPv6. Por ejemplo, la dirección IPv6 ff06:0:0:0:0:0:0:c3 puede escribirse como ff06::c3. Esta abreviatura se hizo para simplificar la notación de direcciones IPv6. También hay que tener en cuenta que los dos puntos dobles (::) sólo puede utilizarse una vez para omitir secciones consecutivas de ceros en una dirección IPv6. Así se evita la ambigüedad.

4. Los tipos y alcances de direcciones de IPv6 y IPv4 son diferentes. 

IPv6 tiene tres tipos de direcciones: Dirección Unicast Global, Local Única y Local de Enlace. La dirección unicast global de IPv6 cumple la misma función que la dirección pública de IPv4, es decir, se enruta en Internet. Las autoridades de Internet asignan estas direcciones a los ISP o LIR, que las asignan a través de arrendamientos o ventas. La diferencia entre IPv4 e IPv6 está en las direcciones locales internas o espacio de direcciones privadas. IPv4 utiliza direcciones internas con rangos de números reservados (clase A, B y C), que no se enrutan públicamente en Internet. Sin embargo, IPv6 utiliza dos tipos de direcciones internas: únicas y locales de enlace. Las direcciones únicas se enrutan en una red interna o VPN, mientras que las locales de enlace se utilizan para un solo dominio de red y no se enrutan externa o internamente. 

Las direcciones únicas globales de IPv6 difieren de las direcciones públicas de IPv4. 

Los formatos de dirección de IPv4 e IPv6 se dividen en red y host, más una tercera parte que resulta de la subnetización. Pero aún así, las IPv6 tuvieron que diseñarse con ajustes adicionales para ayudar a lidiar con su mayor tamaño. Las IPv6 pueden omitir prefijos de host enteros. Una característica que puede ayudar a reducir el tamaño de las tablas de enrutamiento y hacer un enrutamiento más rápido y eficiente en Internet. Por ejemplo, los prefijos de red de IPv6 (los 64 bits superiores) se pueden agrupar en prefijos únicos (/48 o /64, por ejemplo), mientras que el prefijo de host se puede omitir por completo. 

6. Diferentes asignaciones de direcciones locales (DHCP frente a autoasignadas).

En IPv4, la dirección local se asigna a través de un servidor DHCP de terceros o configuración manual, y en algunos casos, se autoasigna una IP local de enlace dentro de la subred: 169.254.0.0/16. Para las direcciones locales de IPv6, la asignación dinámica a través de DHCPv6 también es posible pero no obligatoria. Las direcciones IPv6 se pueden asignar dinámicamente utilizando dos tipos de autoconfiguración (con estado y sin estado). La autoconfiguración con estado de IPv6 o DHCPv6 es similar al DHCP de IPv4, mientras que la autoconfiguración sin estado es diferente y ahora es el modo predeterminado en entornos IPv6. En la autoconfiguración sin estado de IPv6, los 64 bits inferiores (ID de interfaz) se derivan de la dirección física (MAC) utilizando las pautas del formato de Identificador Único Extendido (EUI-64).

7.IPv6 tiene encabezados más delgados que IPv4. 

En IPv4, la longitud del encabezado está limitada a 60 bytes, mientras que en IPv6, su máximo es de 40 bytes. Una de las razones es que el encabezado de IPv6 no utiliza el campo de suma de verificación como lo harían los paquetes IPv4. El campo de suma de verificación es redundante en IP ya que la verificación de errores se realiza en otras capas, como TCP. Verificar y recalcular sumas de verificación en dos o tres capas hace que el enrutamiento sea ineficiente. El campo de fragmentación es otro ejemplo. La fragmentación debe ser proporcionada por las capas debajo de IPv6 y por el remitente. En IPv6, el campo de fragmentación pasó de obligatorio a opcional. 

8. IPv4 necesita NAT; IPv6 no. 

En el mundo de IPv4, la Traducción de Direcciones de Red (NAT) es el protocolo necesario para reutilizar el espacio de direcciones IP. NAT mapea direcciones IP públicas a privadas, haciendo las redes más seguras y ahorrando espacio de direccionamiento. Aun así, una mala implementación de NAT puede hacer que las redes sean más lentas y complejas. IPv6 no tiene escasez de direcciones, por lo que no necesita NAT. El espacio de direcciones adicionales proporcionado por NAT no se compara con el masivo espacio de direcciones posible con el alcance de direccionamiento de IPv6. De hecho, a las nuevas implementaciones de redes que quieren usar IPv6 se les aconseja alejarse del NAT. 

9. En IPv4, IPSec debe implementarse, mientras que en IPv6, está integrado 

La Seguridad del Protocolo de Internet (IPsec) es un protocolo de red que proporciona mecanismos de autenticación y cifrado de paquetes de datos. IPSec es un protocolo de seguridad popular en Redes Privadas Virtuales (VPN). En IPv4, IPSec es un campo opcional; en IPv6, está integrado, siempre disponible. Aunque sigue siendo opcional (lo que significa que se puede deshabilitar), cualquier nueva implementación de IPv6 viene con soporte IPSec. Aunque IPSec está integrado en IPv6, no significa que sea automáticamente más seguro que IPv4. Una mala implementación de IPSec es tan insegura como no tener seguridad en absoluto. 

IPv4 transmite, mientras que IPv6 hace multicast y anycast. 

Los mensajes de transmisión (o broadcast) están disponibles en IPv4. Con los mensajes de transmisión, cualquier dispositivo puede enviar un paquete a todos los nodos conectados. Aun así, los mensajes de transmisión en IPv4 deben ser limitados debido a problemas de rendimiento. El concepto de transmisión en IPv6 ha desaparecido. IPv6 depende de otras técnicas como el multicast o anycast para proporcionar funcionalidades similares. Los multicasts son mensajes enviados a un dominio particular definido por un grupo específico. Además, IPv6 introdujo el nuevo concepto de anycast, que son mensajes enviados a cualquier miembro de un grupo de dispositivos. 

11. Velocidad IPv4 vs. IPv6. ¿Cuál es más rápido? 

En cuanto a velocidad, hay solo ligeras diferencias entre los dos protocolos. En teoría, se supone que IPv6 es ligeramente más rápido ya que no necesita NAT (Traducción de Direcciones de Red) para mapear una dirección IP a otra. Sin embargo, IPv6 tiene paquetes de datos más largos, por lo que teóricamente debería ser más lento que IPv4. Como se muestra en la sección anterior, IPv6 utiliza 128 bits en comparación con IPv4, que utiliza 32 bits.

Entonces, ¿cuáles son las diferencias de velocidad entre IPv4 e IPv6 en realidad? Por ahora, lo que marca una diferencia en velocidad entre estos dos, es que IPv4 (incluyendo toda la infraestructura, software, etc. subyacentes) está mucho más establecido, soportado y optimizado que IPv6. Pero dado que IPv6 carece de NAT y se basa en la tecnología de multicast, es más rápido al probar en una conexión directa. Así que a medida que la tecnología IPv6 madure más, su velocidad se volverá más rápida. Un ejemplo de una aplicación que es mucho mejor en términos de velocidad son los proxies IPv6..

4. IPv6 vs. IPv4: Cuadro de Diferencias.

Ahora que entiendes cada versión de IP, definamos sus diferencias fundamentales. Lo haremos con un cuadro de comparación. La siguiente tabla te ayudará a comparar las diferencias entre direcciones IPv4 vs. IPv6.

5. Preguntas Frecuentes IPv4 vs IPv6. 

a. ¿Para qué se usa IPv6? 

IPv6 fue diseñado para abordar el problema de agotamiento de direcciones de IPv4. Hace lo mismo que IPv4, proporcionando direccionamiento e identificación a dispositivos en una red pero en una escala mucho mayor. IPv6 ayudará a abordar el crecimiento entrante en dispositivos IoT, virtualización y la nube. 

b. ¿Cuál es más rápido: IPv4 o IPv6? 

Ningún mecanismo es más rápido que el otro. IPv6 proporciona un encabezado más delgado y simple, lo que podría resultar en un enrutamiento y manejo de paquetes más eficiente. Además de la libertad de NAT. Pero una mala implementación de IPv6 todavía puede resultar en una red IPv4 mucho más lenta. 

c. ¿Cuál es más seguro: IPv6 vs. IPv4? 

La diferencia entre IPv4 e IPv6 en términos de seguridad depende de la implementación. Esto se debe a que IPv6 e IPv4 tienen diferentes características y vulnerabilidades de seguridad. Sin embargo, IPv6 fue diseñado con la seguridad en mente, incluyendo varias características de seguridad no presentes en IPv4. Por ejemplo, IPv6 incluye IPsec (Seguridad del Protocolo de Internet) como una característica obligatoria, que proporciona cifrado y autenticación para el tráfico de red. Además, IPv6 admite tamaños de paquetes más grandes, lo que hace más difícil para los atacantes realizar ciertos tipos de ataques, como los ataques de fragmentación. IPv4, por otro lado, es un protocolo más antiguo, no diseñado con la seguridad como una preocupación primaria. Aunque IPv4 también admite IPsec, no es una característica obligatoria, y muchos dispositivos y redes no lo utilizan.

d. ¿IPv4 vs IPv6 para VPN?

Ambos pueden usarse para VPN, pero hay algunas cosas que debes considerar. IPv4 es el protocolo más antiguo y más utilizado. Por lo tanto, muchas VPN todavía dependen exclusivamente de IPv4. Sin embargo, IPv6 tiene algunas ventajas sobre IPv4 en cuanto a VPN. IPv6 puede ofrecer un mejor rendimiento y seguridad para las conexiones VPN utilizando cifrado y autenticación IPsec integrados. IPv6 también puede evitar algunos problemas con NAT, que pueden causar problemas para las VPN que dependen de IPv4. Pero desafortunadamente, IPv6 todavía no está tan adoptado como IPv4. Muchas organizaciones y proveedores de servicios aún no han realizado la transición completa a IPv6. Y lo mismo ocurre con las VPN, que todavía pueden no admitir conexiones VPN IPv6.

e. ¿IPv6 vs. IPv4 para video-juegos? 

IP te proporciona direccionamiento e identificación; no afectará tu aplicación. Pero aún así, hay algunas diferencias entre usar IPv4 e IPv6 al jugar. La principal diferencia es que IPv4 depende de NAT, lo que puede retrasar la experiencia de juego (FPS) cuando el paquete pasa por múltiples NATs. 

f. ¿Cómo sé si tengo IPv4 o IPv6? 

La forma más fácil de averiguar si estás utilizando actualmente IPv4 o IPv6 es realizar una prueba rápida en línea como prueba-mi-IPv6 or ipv6-test.com. También puedes abrir "símbolo del sistema" en Windows o "terminal" en macOS o Linux y escribir "ipconfig" o "ifconfig". Allí encontrarás un resumen de las direcciones IP de tu interfaz. 

g. ¿Se agotará eventualmente IPv6? 

Aunque el número no es infinito, IPv6 fue diseñado con una reserva casi ilimitada. Hay 340 trillones, trillones, trillones de direcciones IPv6, que son más que suficientes para soportar trillones de trillones de dispositivos conectados a Internet. IPv6 virtualmente no se agotará en el corto plazo. 

h. ¿Cuándo se eliminará gradualmente IPv4? 

Es un hecho que nos estamos quedando sin IPv4, y esto es precisamente por qué IPv6 es relevante. Resuelve el problema de agotamiento de direcciones de IPv4 y también abre muchas puertas para la innovación y los servicios. Aunque ha sido una actualización lenta a IPv6, unos diez años desde que IPv6 ha estado alrededor, IPv6 aún no está ampliamente desplegado. Pero aún así, las tasas de adopción de IPv6 están aumentando constantemente.

i. ¿IPv6 vs. IPv4 en videojuegos? ¿Cuál es mejor? 

El hecho de que todas las nuevas consolas de videojuegos admitan IPv6 hace evidente la necesidad de transición. Las compañías de videojuegos conocen las diferencias entre los juegos con IPv6 vs. IPv4. Aunque IPv4 es una tecnología bien establecida y madura, el rendimiento, la velocidad y la seguridad son mucho mejores en IPv6. Primero, IPv6 no necesita ningún reenvío de puertos, UPnP o NAT-PMP, por lo que esto marca una gran diferencia en velocidad y rendimiento. Además, dado que los dispositivos habilitados para IPv6 configuran automáticamente su dirección, la experiencia del jugador también se mejora significativamente.

j. ¿IPv6 se clasifica en clases como lo es IPv4?

IPv6 no se clasifica en clases como IPv4. En IPv4, las direcciones IP se dividen en clases A, B, C, D y E. La clase se basa en el número de bits utilizados para representar las porciones de red y host de la dirección. Este sistema de clasificación permitió la asignación jerárquica de direcciones IP. Entonces, en lugar de organizarse por clase, IPv6 utiliza un esquema de direccionamiento más simple donde la dirección se divide en dos partes: el prefijo y el ID de interfaz.

k. ¿IPv4 tiempo de vida (TTL) vs. IPv6 tiempo de vida (TTL)?

En IPv4 e IPv6, el campo de Tiempo de Vida (TTL) se utiliza para limitar la vida útil de los paquetes de red. Aunque tiene el mismo objetivo en ambos protocolos, hay algunas diferencias importantes. En IPv4, el campo TTL es un campo de 1 byte, lo que significa que el valor máximo de TTL es 255. En contraste, el campo TTL en IPv6 es un campo de 2 bytes, lo que permite un valor máximo mucho mayor de 65,535. Con IPv6, los paquetes pueden potencialmente tomar más saltos antes de ser descartados, lo cual puede ser útil para redes muy grandes o complejas.

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