Que es IPv6?

Listo para descubrir IPv6¿el Protocolo de Internet (IP) de nueva generación que sustituirá al IPv4? En este artículo te explicamos los entresijos de este protocolo. Aprenderás qué es IPv6, incluidas sus características, estructura y composición de paquetes.

Tabla de Contenidos

1. Que es IPv6?
2. IPv6 vs IPv4: Sus Dferencias clave
3. Estructura de Direcciones IPv6
4. Deconstruyendo una Dirección IPv6
5. Tipos de Direcciones IPv6
6. Estructura y Composición de los Paquetes IPv6
7. Compresión de Direcciones IPv6
8. Preguntas Frecuentes sobre IPv6
9. Palabras Finales.

1. Que es IPv6?

IPv6 (definido bajo el RFC2460) es la versión actualizada del Protocolo de Internet conocido como IPv4. Fue desarrollado por el IETF en los años 90 para hacer frente a la limitación de espacio de direcciones de IPv4. Utiliza direcciones de 128 bits para ampliar significativamente el número de direcciones IP posibles. Las direcciones IPv6 son mucho más largas que las IPv4. Tienen 128 bits, frente a los 32 bits de IPv4. Esto da a las primeras muchas más direcciones posibles. 

Esta expansión de direccionamiento es necesaria porque Internet ha crecido tanto y no hay suficientes direcciones IPv4 para todos. Aunque IPv6 no es directamente compatible con IPv4, existen mecanismos de transición para ayudar con la transición (ver sus ventajas y técnicas de migración)

Además de ampliar el espacio de direcciones, IPv6 también agiliza el encaminamiento, amplía las capacidades de multidifusión e incluye disposiciones sobre seguridad y configuración de dispositivos. Estas direcciones se escriben en ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales y pueden abreviarse por comodidad. Por ejemplo, una dirección de este tipo podría ser "2607:f8b0:4005:0800:0000:0000:0000:200e" que, abreviada, se convierte en "2607:f8b0:4005:800::200e".

Dato Interesante! IPv6 tiene un espacio de direcciones de 128 bits, que teóricamente puede acomodar 340 undecillones (eso es 340 seguido de 36 ceros) de direcciones IP únicas. Eso es suficiente para asignar una dirección IP a cada organismo microbiano en la tierra y aún tener direcciones de sobra, ¡varias veces!

IPv6 vs IPv4 (Diferencias Clave)

IPv6 podría asignar un total de 2^128 interfaces, permitiendo la conexión de innumerables dispositivos y usuarios en tecnologías permanentemente activas. Mientras que IPv4 puede asignar un total de 2^32 interfaces (quitando las direcciones reservadas). Una dirección de este tipo abarca 128 bits, divididos en ocho bloques de 16 bits, utilizando notación hexadecimal, mientras que IPv4 utiliza un direccionamiento decimal con puntos.

IPv6 también mejora a IPv4 en otros aspectos. Asigna direcciones jerárquicamente, lo que hace más eficiente el encaminamiento y facilita la gestión de direcciones. IPv6 asigna direcciones a interfaces, reconociendo que un nodo puede albergar varias interfaces. Además, se pueden asignar varias direcciones por interfaz (DHCPv6).

IPv6 también incluye características de seguridad integradas como IPsec. Este protocolo asegura la confidencialidad, autenticación e integridad de los datos. Dichas mejoras de seguridad eran opcionales en IPv4.

En general, IPv6 está diseñado para ser mejor en enrutamiento, autoconfiguración de red y escalabilidad. Es una base sólida para el futuro de internet. Para más sobre este tema, vea las diferencias entre ambos protocolos.

3. Estructura de direcciones. 

Las subredes IPv6 funcionan de forma similar a las IPv4, pero con ID hexadecimales. Normalmente escribimos estas direcciones como ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales, separados por dos puntos. Por ejemplo, podría ver una dirección como

Esta dirección completa consta de 16 octetos (128 bits en total). Esta dirección se escribe en hexadecimal y se divide en 8 grupos separados por dos puntos. Cada grupo tiene 4 dígitos hexadecimales y representa 16 bits o 2 octetos. 

Desconstruyamos esta dirección: 

Nota: Esta dirección específica (2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334) es para fines de documentación. 

• Los primeros 48 bits son el prefijo del sitio (Site Prefix) - (2001:0db8:85a3). Esta porción indica tu red pública, típicamente otorgada por un ISP.
• El siguiente bloque de 16 bits es tu ID de subred (Subnet ID) - (0000). Esta porción marca tu diseño de red interno.
• Los últimos 64 bits forman la ID de interfaz (Interface ID) - (0000:8a2e:0370:7334). Esta última porción se genera a partir de la dirección MAC o se establece manualmente. Las IDs de interfaz son únicas por subred, generadas automáticamente o establecidas manualmente (ver RFC 3513 para configuraciones manuales).

Dato Interesante! Los dispositivos habilitados para IPv6 pueden generar su propia dirección IP en cuanto se conectan a una red mediante el protocolo de descubrimiento de vecinos de IPv6. Esta función también se conoce como autoconfiguración de direcciones sin estado (SLAAC). 

4. Tipos de dirección:

IPv6 introduce un sistema de direccionamiento más complejo y versátil que su predecesor, IPv4. Clasifica las direcciones en varios tipos, cada uno de los cuales cumple una función distinta en la comunicación de red. Entender estos tipos de direcciones es crucial para comprender cómo facilita una comunicación en Internet eficiente y flexible.

• Unicast: Enlaza a una sola interfaz de nodo. Las direcciones unicast son el tipo más común de dirección IPv6. Permiten la comunicación directa entre dos dispositivos específicos. Hay dos tipos de direcciones unicast: 
  • Unicast global Único en todo internet. Por ejemplo, la dirección unicast global 2001:db8:3c4d:15::/64 incluye la topología pública y privada más la ID de interfaz.
  • Link-local: Las direcciones link-local, como fe80::/10, sólo funcionan dentro de la red local (no se reconocen fuera de la red). Se comunican dentro de un único segmento de red. Las direcciones link-local se configuran automáticamente en todas las interfaces.
• Multidifusión: Las direcciones multicast permiten comunicación de uno a muchos. Se conecta a múltiples interfaces, a menudo en varios nodos, distribuyendo paquetes a todos los miembros del grupo. Aprende todo lo que necesitas saber sobre esto en Multidifusión IPv6. 
• Anycast: Anycast es una nueva característica (no disponible en IPv4). Las direcciones de este tipo se asignan a varias interfaces (normalmente en nodos diferentes). Un paquete enviado a una dirección anycast se entrega a la interfaz más cercana (en términos de distancia de enrutamiento) que tenga asignada esa dirección. 

Los detalles de las direcciones multicast y anycast se detallan en RFC 3306 y RFC 3307

Dato Interesante! IPv6 no utiliza direcciones de broadcast (como lo hace IPv4). En cambio, utiliza direcciones multicast y anycast para la comunicación destinada a múltiples destinos. Esto reduce el tráfico de la red y mejora la eficiencia.

 Aprende más sobre tipos de direcciones, de nuestra guía completa a tipos de direcciones IPv6.. 

5. Estructura y Composición de los Paquetes

Los paquetes IPv6 están compuestos por dos partes principales: el encabezado y el payload. La estructura está diseñada para facilitar el enrutamiento y manejo de datos a través de internet u otras redes basadas en IP. Para detalles completos sobre la estructura de direcciones IPv6, vea RFC 2374.

La siguiente imagen proporciona una representación visual de la estructura y composición de los paquetes IPv6. El encabezado de 40 bytes de IPv6 es de tamaño fijo, lo que permite un procesamiento simple y eficiente por parte de los dispositivos de red. El payload puede variar en tamaño pero lleva los datos esenciales destinados al destino. 

a. El Encabezado (Header) Básico de IPv6:

IPv6 tiene un encabezado de 40 bytes de longitud fija que contiene solo la información esencial necesaria para la entrega. 

• Versión: Este campo indica la versión de la IP utilizada; para IPv6, se establece en 6.
• Clase de Tráfico (Traffic Class): Similar al Tipo de Servicio (ToS) en IPv4, este campo es para la gestión de la Calidad de Servicio (QoS).
• Etiqueta de Flujo (Flow Label):: Etiqueta secuencias de paquetes que requieren un tratamiento especial por parte de los routers IPv6 intermedios.
• Longitud del Payload (Payload Length): Especifica el tamaño del payload en octetos, incluyendo cualquier encabezado de extensión.
• Siguiente Encabezado (Next Header) Identifica el tipo de cabecera que sigue inmediatamente a la cabecera y determina la interpretación de los datos contenidos en el paquete.
• Límite de Saltos (Hop Limit) Reemplaza el campo Tiempo de Vida (TTL) en IPv4, indicando el número máximo de saltos (enrutadores o dispositivos intermedios) que se permite antes de que se descarte el paquete.
• Dirección de Origen (Source Address): La dirección de 128 bits del nodo de origen.
• Dirección de Destino (Destination Address): La dirección de 128 bits del nodo receptor previsto.

b. Payload de IPv6:

El payload sigue al encabezado y es la parte del paquete que contiene los datos reales. El payload puede ser de hasta 65,535 bytes, pero se puede extender aún más con una opción de payload jumbo.

• Encabezados de Extensión (Extension Headers): Los encabezados opcionales que proporcionan funcionalidades adicionales, como enrutamiento, fragmentación y características de seguridad, se colocan entre el encabezado estándar y el payload.
• Paquete de Datos de Capa Superior: Esto se refiere a los datos encapsulados de capas superiores de la pila de red, como segmentos TCP o UDP, que el paquete IPv6 está transportando.

Dato Interesante! Las cabeceras IPv6 son más sencillas que las IPv4. Esta simplicidad hace que el más fácil de procesar para los routers. Esto se debe a que los campos no esenciales y opcionales se han trasladado a cabeceras de extensión que se colocan después de la cabecera.

Compresión de Direcciones IPv6

Las direcciones IPv6 tienen 128 bits, lo que las hace bastante largas y complicadas. Además, la longitud de 128 bits de las direcciones puede hacerlas difíciles (para los humanos) de usar y recordar. Para solucionar este problema, el protocolo incluye métodos de compresión de direcciones. Estos métodos simplifican la representación de estas direcciones sin cambiar su valor o función real. Esta compresión es esencial para facilitar su uso, especialmente cuando se configuran manualmente las direcciones IPv6, y para facilitar su lectura.

Por ejemplo, IPv6 a menudo incluye campos llenos de ceros. Puedes comprimir estos usando "::" para representar campos secuenciales de cero (bloques de 16 bits), convirtiendo 2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b en 2001:0db8:3c4d:0015::1a2f:1a2b. Ten en cuenta que, este método de compresión de ceros solo se puede usar una vez en una dirección para evitar ambigüedad.

La segunda forma de comprimir estas direcciones es omitir los ceros a la izquierda. En cada bloque de 16 bits, se pueden omitir los ceros a la izquierda. Por ejemplo, el bloque 0008, puede simplificarse a 8. Este método se utiliza a menudo junto con la compresión de ceros.

Para más sobre este tema, consulta las reglas de compresión de IPv6

Preguntas Frecuentes sobre IPv6.

a. ¿Cómo desactivar IPv6? 

Desactivar IPv6 generalmente implica cambiar la configuración de red en el dispositivo o dentro del sistema operativo, a menudo desmarcando las opciones de IPv6 en las propiedades de la red o modificando los archivos de configuración del sistema. Aprende cómo desactivar IPv6 en todas las plataformas y sistemas operativos. 

b. ¿Cuántos bits hay en una dirección IPv6?

Una dirección IPv6 consta de 128 bits.

c. ¿Por qué no se necesita NAT en IPv6? 

IPv6 no requiere NAT porque tiene suficiente espacio de direcciones para dar a cada dispositivo una dirección global única. Esto significa que IPv6 elimina la necesidad de compartir una sola dirección pública IPv4 entre múltiples dispositivos. Más sobre ¿Por qué no se necesita NAT en IPv6?

d. ¿Por qué actualmente estamos haciendo la transición de IPv4 a IPv6? 

La transición a IPv6 se debe principalmente a la agotamiento de direcciones IPv4; simplemente no hay suficientes direcciones IPv4 para acomodar el creciente número de dispositivos conectados a internet.

e. ¿Qué dos tipos de mensajes IPv6 se utilizan en lugar de ARP para la resolución de direcciones? 

IPv6 utiliza el Protocolo de Descubrimiento de Vecinos (NDP) con dos tipos de mensajes, Solicitud de Vecino y Anuncio de Vecino, en lugar de ARP para la resolución de direcciones.

f. ¿Cuál es una ventaja que ofrece el encabezado simplificado de IPv6 sobre IPv4?

Una ventaja del encabezado simplificado de IPv6 es que mejora la eficiencia del procesamiento de paquetes al minimizar la cantidad de campos que los enrutadores necesitan verificar, permitiendo un enrutamiento más rápido de paquetes.

g. ¿Cómo se formatean los prefijos de enrutamiento de IPv6?

IPv6 utiliza prefijos para el enrutamiento de paquetes, formateados como prefijo/longitud en bits, como 2001:db8:3c4d::/48. Prefijos específicos como 2001:db8::/32 están reservados para documentación.

h. ¿Qué característica utiliza IPv6 para apoyar la transición de IPv4?

IPv6 admite la incrustación de direcciones IPv4 para ayudar a los paquetes a pasar por túneles a través de redes IPv4. El primero también utiliza mecanismos como la pila dual, TeredoISATAP y tunelización 6to4 para facilitar la transición de IPv4 para que ambos protocolos puedan coexistir.

i. ¿Cómo hacer SSH a un dispositivo IPv6?

Para hacer SSH en un dispositivo habilitado para IPv6, usa el comando del cliente SSH seguido del nombre de usuario y la dirección IPv6, como "ssh username@[IPv6 Address]". Asegúrate de que la red y el dispositivo ambos admitan IPv6 y que el servicio SSH esté escuchando en la dirección IPv6. Consulta nuestra guía completa para SSH en IPv6 SSH a IPv6

j. ¿Por qué está tardando tanto cambiar de direcciones IPv4 a IPv6? 

El cambio de IPv4 al nuevo protocolo está llevando tiempo debido a la enorme infraestructura creada en torno a IPv4. Además, todavía existe una gran necesidad de que IPv6 sea compatible con dispositivos y redes. Además, la existencia de soluciones temporales como NAT ha reducido la urgencia de algunas organizaciones por hacer el cambio. Más sobre este tema en ¿por qué está tardando tanto cambiar de direcciones IPv4 a IPv6?.

8. Palabras Finales.

IPv6 no es solo el futuro, ya está aquí para cambiar la forma en que nos conectamos en todo el mundo. Tiene prácticamente un espacio de direcciones ilimitado y características mejoradas que superan las limitaciones de IPv4, estableciendo un nuevo estándar para la comunicación en internet. 

Asuma el cambio, comprenda las ventajas y prepárese para una transición sin problemas con nuestros consejos detallados. Esperamos que este artículo le haya ayudado a entender qué es IPv6.