Paquete IPv6 - CCNA V6.0

Modulo 1.

Capítulo 6 - Capa de red.

Sección 6.1 - Protocolos de capa de red.

Tema 6.1.1 - Paquete IPv6.

6.1.4.1 Limitaciones de IPv4.

A lo largo de los años, IPv4 se actualizó para enfrentar los nuevos desafíos. Sin embargo, incluso con los cambios, IPv4 aún tiene tres grandes problemas:

Agotamiento de las direcciones IP: IPv4 tiene una cantidad limitada de direcciones IPv4 públicas únicas disponibles. Si bien hay aproximadamente 4000 millones de direcciones IPv4, el incremento en la cantidad de dispositivos nuevos con IP habilitado, las conexiones constantes y el crecimiento potencial de regiones menos desarrolladas aumentaron la necesidad de direcciones.
Expansión de la tabla de routing de Internet: Los routers usan tablas de routing para determinar las mejores rutas. A medida que aumenta el número de servidores conectados a Internet, aumenta también el número de rutas de red. Estas rutas IPv4 consumen una gran cantidad de recursos de memoria y de procesador en los routers de Internet.
Falta de conectividad completa: Una de las tecnologías más implementadas en las redes IPv4 es la traducción de direcciones de red (NAT). NAT proporciona una manera para que varios dispositivos compartan una única dirección IPv4 pública. Sin embargo, dado que la dirección IPv4 pública se comparte, se oculta la dirección IPv4 de un host de la red interna. Esto puede ser un problema para las tecnologías que necesitan conectividad completa.

6.1.4.2 Introducción a IPv6.

A principios de la década de 1990, los problemas con IPv4 preocuparon al Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) que, en consecuencia, comenzó a buscar un reemplazo. Esto tuvo como resultado el desarrollo de IP versión 6 (IPv6). IPv6 supera las limitaciones de IPv4 y representa una mejora importante con características que se adaptan mejor a las demandas de red actuales y previsibles.

Las mejoras de IPv6 incluyen lo siguiente:

Mayor espacio de direcciones: Las direcciones IPv6 se basan en el direccionamiento jerárquico de 128 bits en comparación con los 32 bits de IPv4.
Mejor manejo de paquetes: Se redujo la cantidad de campos del encabezado de IPv6 para hacerlo más simple.
Se elimina la necesidad de NAT: Al tener un número tan grande de direcciones IPv6 públicas, la NAT entre las direcciones IPv4 privadas y públicas ya no es necesaria. Esto evita algunos problemas de aplicación inducidos por NAT que tuvieron algunas aplicaciones que necesitan conectividad completa.

El espacio de direcciones IPv4 de 32 bits ofrece aproximadamente 4 294 967 296 direcciones únicas. Una de las principales mejoras de diseño de IPv6 con respecto a IPv4 es el encabezado de IPv6 simplificado.

En la ilustración, se puede ver una comparación entre el espacio de direcciones IPv4 e IPv6.

6.1.4.3 Encapsulamiento IPv6.

Uno de las mejoras de diseño más importantes de IPv6 con respecto a IPv4 es el encabezado simplificado de IPv6.

Por ejemplo, el encabezado de IPv4 que se muestra en la figura 1 consta de 20 octetos (hasta 60 bytes si se usa el campo Opciones) y 12 campos de encabezado básico, sin contar los campos Opciones y Relleno. Como se muestra en la ilustración, en IPv6 algunos campos permanecen iguales, mientras que a otros se les cambió el nombre y la posición, y algunos campos de IPv4 ya no son necesarios.

En cambio, el encabezado simplificado de IPv6 que se muestra en la figura 2 consta de 40 octetos (principalmente debido a la longitud de las direcciones de IPv6 de origen y de destino) y 8 campos de encabezado (3 campos de encabezado de IPv4 y 5 campos de encabezado adicionales) Como se resalta en esta ilustración, algunos campos mantienen el mismo nombre que tenían en IPv4, a algunos campos se les cambió el nombre o la posición y se agregó un campo nuevo.

Como se muestra en la figura 3, el encabezado simplificado de IPv6 ofrece muchas más ventajas que el de IPv4.

Ventajas de IPv6

Formato de encabezado simplificado para un manejo de paquetes eficaz
Mayor contenido para aumentar el rendimiento y la eficacia del transporte
Arquitectura de red jerárquica para mejorar la eficacia del routing
Autoconfiguración de direcciones
Eliminación de la necesitad de traducción de direcciones de red (NAT) entre las direcciones públicas y privadas

6.1.4.4 Encabezado de paquetes IPv6.

Los campos del encabezado de paquetes IPv6 incluyen lo siguiente:

Versión: Este campo contiene un valor binario de 4 bits establecido en 0110 que lo identifica como un paquete IP versión 6.
Clase de tráfico: Este campo de 8 bits es el equivalente al campo DS de IPv4
Etiqueta de flujo: Este campo de 20 bits sugiere que todos los paquetes con la misma etiqueta de flujo reciben el mismo tipo de manejo de los routers.
Longitud de contenido: Este campo de 16 bits indica la longitud de la porción de datos o la longitud de contenido del paquete IPv6.
Encabezado siguiente: Este campo de 8 bits es el equivalente al campo protocolo de IPv4. Es un valor que indica el tipo de contenido de datos que lleva el paquete, lo que permite que la capa de red transmita la información al protocolo de capa superior apropiado.
Límite de saltos: Este campo de 8 bits reemplaza al campo TTL de IPv4. Cada router que reenvía el paquete reduce este valor en 1. Cuando llega a cero, se descarta el paquete y se envía un mensaje de tiempo superado de ICMPv6 al host de origen que indica que el paquete no llegó a destino porque excedió el límite de saltos.
Dirección IPv6 de origen: es un campo de 128 bits que identifica la dirección IPv6 del host emisor.
Dirección IPv6 de destino: es un campo de 128 bits que identifica la dirección IPv6 del host receptor.

Un paquete IPv6 también puede contener encabezados de extensión (EH), que proveen información optativa de la capa de red. Los encabezados de extensión son opcionales y están ubicados entre el encabezado de IPv6 y el contenido. Los EH se usan para fragmentar, dar seguridad, admitir la movilidad y otras acciones.

A diferencia de IPv4, los routers no fragmentan de los paquetes IPv6 enrutados.

6.1.4.5 Demostración en vídeo: Ejemplos de encabezados IPv6 y Wireshark.

Haga clic en Reproducir en la ilustración para ver una demostración de una revisión de encabezados IPv6 en una captura de Wireshark.

Haga clic aquí para descargar un archivo en formato PDF sobre las capturas de Wireshark y las notas que se usan en la demostración.

Haga clic aquí para leer la transcripción de este vídeo.

Transcripción de este vídeo: Ejemplos de encabezados IPv6 en Wireshark (6 min)

Esta captura de pantalla muestra una captura de paquetes con Wireshark y la información de la capa de red de una conversación IPv6. Veamos. En esta captura de pantalla, podemos ver que el paquete destacado es el número 46 y que la dirección de origen aquí en la ventana de la lista de paquetes muestra que es una dirección IPv6 de unidifusión global. Pueden ver esto comenzando con el 2001:6f8. La dirección de destino también es una dirección de unidifusión global 2001:6f8:900 y así sucesivamente. Y si observamos en el campo de protocolo, vemos que en las capas superiores, se trata de un paquete TCP y que es un intento para establecer una comunicación inicial con un servidor web de HTTP. Si observamos en el área de información de la capa de red, se puede ver que la información de IPv6 se ha expandido. Veamos algo de información de campo de protocolo para protocolo de Internet versión 6. En primer lugar, pueden ver que la cantidad de información del encabezado de IPv6 es mucho menor que en el encabezado IPv4.

Ahora, hay algunas características interesantes. En primer lugar, pueden ver que el campo de versión es el mismo. en este caso, dice 6, identificando este paquete como IPv6. También podemos observar los 6 binarios aquí. El siguiente campo es el campo de clase de tráfico. El campo de clase de tráfico cumple la misma función que los campo de servicios diferenciados en un paquete IPv4. Administra la priorización del tráfico y congestión. La próxima sección que pueden ver es la etiqueta de flujo. El campo etiqueta de flujo es un nuevo campo para el protocolo IPv6. Su objetivo es mantener los mismos flujos de paquetes a través de routers y switches, para así ayudar a las aplicaciones en tiempo real a que los paquetes lleguen en el mismo orden. Pueden ver que el siguiente campo es el de la longitud de carga. Esto es lo mismo que el campo de la longitud total en el encabezado IPv4. Este campo nos dice el tamaño total del paquete-- en este caso, 40 bytes. El siguiente campo de encabezado cumple con el mismo propósito que el campo de protocolo para IPv4. verán que ha identificado que la porción de datos de la capa superior de este paquete es 6 o TCP. El límite de salto cumple la misma función que el campo TTL en un paquete IPv4. Pueden ver que el límite de salto se establece actualmente en 64. Una vez que este disminuye a 0, el paquete se descartará. A continuación, tenemos la dirección IPv6 de origen, La dirección IPv6 de destino, y luego, en la capa superior, podemos ver que se trata de un paquete TCP con la información de encabezado TCP. Veamos la próxima captura de pantalla. En la próxima captura de pantalla, podemos observar que ahora hemos destacado el paquete número 49.

Y ahora tenemos una conexión con este servidor Web. Este paquete ahora es una solicitud GET al servidor web. Si observamos en la versión ampliada protocolo de Internet versión 6 ventana de detalles del paquete, podemos ver que la longitud de carga es mucho más grande. Podemos ver a continuación la información de IPv6, La información de TCP, y también ahora está la información del protocolo HTTP dentro de la solicitud GET. Esta es nuestra solicitud GET para acceder a una página web. Si voy a la próxima captura de pantalla, la última captura de pantalla muestra un mensaje de solicitud de vecino ICMP versión 6. Si observamos la ventana en el paquete resaltado aquí, el paquete número uno, veremos que la dirección de origen esta vez no es una dirección IPv6 de unidifusión global, si no una dirección de enlace local. Y lo podemos deducir por el fe80 aquí. También podemos ver que la dirección de enlace local utiliza EUI-64 para resolver la identificación de la interfaz de la porción de la dirección. Podemos deducirlo por el ff:fe dentro de las direcciones. La dirección de destino es una dirección de ff02 IPv6 lo que indica que se trata de un paquete de multidifusión. Si observamos el protocolo, vemos que es la ICMP versión 6, y luego la información sobre el paquete nos dice que esto es un mensaje de solicitud de vecino para el mismo dispositivo que estábamos contactando en las capturas de pantalla anteriores. La función de este paquete es esencialmente similar a una solicitud de ARP en IPv4. Necesitamos descubrir la dirección de enlace local de este dispositivo, por lo que enviamos un mensaje de solicitud de vecino ICMP versión 6, aplicamos multidifusión, y esperamos obtener una dirección de enlace local desde este vecino. Si observamos en la ventana ampliada de los detalles, podemos ver que es la versión 6, clase de tráfico, etiqueta de flujo, longitud de carga, que es la longitud entera del paquete; el siguiente campo de encabezado, que es como el campo de protocolo de IPv4, que indica un 58, que esto es un mensaje lCMP versión 6 en la porción de datos del paquete; el límite de salto-- 255 saltos. Esto es similar al campo TTL. Y luego la dirección de enlace local de origen y la dirección de multidifusión de destino IPv6. En la parte inferior, debajo de la información de IPv6, podemos ver que hay un área expansible específica para el protocolo de mensaje de control de Internet versión 6.

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Kevin Linares