Protocolo IP. Direccionamiento de Red IPv4 Direccionamiento de Red.- IPv6 Luis Villalta Márquez
Direccionamiento de Red IPv4 Protocolo IP.
Direcciones Ipv4 Para poder comunicarse en una red, cada equipo debe tener una dirección IP exclusiva. En el direccionamiento IP en clases, existen tres clases de dirección que se utilizan para asignar direcciones IP a los equipos. El tamaño y tipo de la red determinará la clase de dirección IP que aplicaremos cuando proporcionemos direcciones IP a los equipos y otros hosts de nuestra red. Utilizando la dirección IP de una red destino, un Router puede enviar un paquete a la red correcta. Cuando un paquete llega a un Router conectado a la red destino, este utiliza la dirección IP para localizar el computador en particular conectado a la red. Una dirección IPv4 se divide en cuatro segmentos numéricos, cada segmento de 8 bits de ceros y unos, lo que hace una dirección de 32 bits. Los valores numéricos oscilan entre 0 y 255.
Componentes de una dirección IP Una dirección IP está formada por dos partes: el ID de host y el ID de red. ID de red es la primera parte de una dirección IP que identifica el segmento de red en el que está ubicado el equipo. Todos los equipos del mismo segmento deben tener el mismo ID de red. ID de host es la segunda parte de una dirección IP que identifica un equipo, un router u otro dispositivo de un segmento. El ID de cada host debe ser exclusivo en el ID de red.
Direcciones con clase Las clases de direcciones se utilizan para asignar IDs de red a los equipos de sus redes y definir el punto de división entre el ID de red y el ID de host. Las direcciones se asignan en bloques que tienen como referencia el ID de red de las direcciones y que dependen del tamaño de la organización. Por ejemplo, se asignará un ID de red de clase C a una organización con 200 hosts, y un ID de red de clase B a una organización con 20.000 hosts.
Direcciones privadas Hay ciertas direcciones en cada clase de dirección IP que no están asignadas y que se denominan direcciones privadas. Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet. En una misma red no pueden existir dos direcciones iguales, pero sí se pueden repetir en dos redes privadas que no tengan conexión entre sí o que se conecten mediante el protocolo NAT. Las direcciones privadas son: Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts}. Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts). 16 redes clase B contiguas, uso en universidades y grandes compañías. Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts). 256 redes clase C contiguas, uso de compañías medias y pequeñas además de pequeños proveedores de internet (ISP). Las direcciones privadas se pueden utilizar junto con un servidor de traducción de direcciones de red (NAT) para suministrar conectividad a todos los hosts de una red que tiene relativamente pocas direcciones públicas disponibles. Según lo acordado, cualquier tráfico que posea una dirección destino dentro de uno de los intervalos de direcciones privadas no se enrutará a través de Internet.
Mascara de subred Una máscara de subred está formada por un conjunto de cuatro números, similar a una dirección IP, y el valor de estos números oscila entre 0 y 255. La máscara se forma poniendo a 1 los bits que identifican la red y a 0 los bits que identifican el host. De esta forma una dirección de clase A tendrá como máscara 255.0.0.0, una de clase B 255.255.0.0 y una de clase C 255.255.255.0.
IP dinámica Una dirección IP dinámica es una IP asignada mediante un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) al usuario. La IP que se obtiene tiene una duración máxima determinada. El servidor DHCP provee parámetros de configuración específicos para cada cliente que desee participar en la red IP. Entre estos parámetros se encuentra la dirección IP del cliente. DHCP apareció como protocolo estándar en octubre de 1993. El estándar RFC 2131 especifica la última definición de DHCP (marzo de 1997). DHCP sustituye al protocolo BOOTP, que es más antiguo. Debido a la compatibilidad retroactiva de DHCP, muy pocas redes continúan usando BOOTP puro. Las IP dinámicas son las que actualmente ofrecen la mayoría de operadores. El servidor del servicio DHCP puede ser configurado para que renueve las direcciones asignadas cada tiempo determinado. Ventajas Reduce los costos de operación a los proveedores de servicios de Internet (ISP). Reduce la cantidad de IP asignadas (de forma fija) inactivas. Desventajas Obliga a depender de servicios que redirigen un host a una IP.
IP fija Una dirección IP fija es una dirección IP asignada por el usuario de manera manual (Que en algunos casos el ISP o servidor de la red no lo permite}, o por el servidor de la red (ISP en el caso de internet, router o switch en caso de LAN} en base a la Dirección MAC del cliente. Mucha gente confunde IP Fija con IP Pública e IP Dinámica con IP Privada. Una IP puede ser Privada ya sea dinámica o fija como puede ser IP Pública Dinámica o Fija. Una IP Pública se utiliza generalmente para montar servidores en internet y necesariamente se desea que la IP no cambie por eso siempre la IP Pública se la configura de manera Fija y no Dinámica, aunque si se podría. En el caso de la IP Privada generalmente es dinámica asignada por un servidor DHCP, pero en algunos casos se configura IP Privada Fija para poder controlar el acceso a internet o a la red local, otorgando ciertos privilegios dependiendo del número de IP que tenemos, si esta cambiara (fuera dinámica} sería más complicado controlar estos privilegios (pero no imposible). Las IP Públicas fijas son asignadas por el usuario después de haber recibido la información del proveedor o bien asignadas por el proveedor en el momento de la primera conexión. Esto permite al usuario montar servidores web, correo, FTP, etc. y dirigir un nombre de dominio a esta IP sin tener eme mantener actualizado el servidor DNS cada vez eme cambie la IP como ocurre con las IP Publicas Dinámicas.
Direccionamiento de Red IPv6 Protocolo IP.
Direcciones IPv6 IPv6 (Internet Protocol Versión 6) o IPng (Next Generation Internet Protocol} es la nueva versión del protocolo IP (Internet Protocol). Ha sido diseñado por el letf (Internet Engineering Task Forcé} para reemplazar en forma gradual a la versión actual, el IPv4. En esta versión se mantuvieron las funciones del IPv4 que son utilizadas, las que no son utilizadas o se usan con poca frecuencia, se quitaron o se hicieron opcionales, agregándose nuevas caract IPv6 (Internet Protocol Versión 6) o IPng (Next Generation Internet Protocol) es la nueva versión del protocolo IP (Internet Protocol}. Ha sido diseñado por el letf (Internet Engineering Task Forcé} para reemplazar en forma gradual a la versión actual, el IPv4. En esta versión se mantuvieron las funciones del IPv4 que son utilizadas, las que no son utilizadas o se usan con poca frecuencia, se quitaron o se hicieron opcionales, agregándose nuevas características, erísticas. Al comienzo de los años 90 la gente comenzó a preocuparse por el rápido consumo del espacio de direcciones de IPv4. Dada la expansión actual de Internet existen dos preocupaciones principales: Agotamiento de las direcciones disponibles. Actualmente no se trata del principal problema debido al uso generalizado del espacio de direccionamiento privado (10.0.0.0/8, 192.168.0.0/24, etc.) junto con NAT. El número de entradas de las tablas de rutas comenzaba a ser imposible de manejar. Esto todavía es un problema prioritario
Direcciones IPv6 IPv6 trata de resolver estos problemas y algunos más de la siguiente forma: IPv6 posee un espacio de direccionamiento de 128 bits. En otras palabras, en teoría existen 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 direcciones disponibles. Esto significa que existen aproximadamente 6.67 * 10 A 27 direcciones IPv6 por metro cuadrado disponibles para todo el planeta Tierra. Los "routers" sólo almacenan direcciones de red agregadas así que se reduce el número de entradas para cada tabla de rutas a un promedio de 8192. Existen además muchas otras características interesantes que IPv6 proporciona, como: Autoconfiguración de direcciones (RFC2462) Direcciones anycast ("una-de-varias") Soporte de direcciones multicast predefinido IPsec (Seguridad en IP) Estructura de la cabecera simplificada IP móvil Mecanismos de traducción de IPv6 a IPv4 (y viceversa}
Conceptos básicos sobre las direcciones IPv6 Existen varios tipos distintos de direcciones IPv6: Unicast, Anycast y Multicast. Las direcciones unicast son direcciones bien conocidas. Un paquete que se envía a una dirección unicast deberaín llega a la interfaz identificada por dicha dirección. Las direcciones anycast son sintácticamente indistinguibles de las direcciones unicast pero sirven para identificar a un conjunto de interfaces. Un paquete destinado a una dirección anycast llega a la interfaz "más cercana" (en términos de métrica de "routers"). Las direcciones anycast sólo se pueden utilizar en "routers". Las direcciones multicast identifican un grupo de interfaces. Un paquete destinado a una dirección multicast llega a todos los interfaces que se encuentran agrupados bajo dicha dirección. Nota: Las direcciones IPv4 de tipo broadcast (normalmente xxx.xxx.xxx.255) se expresan en IPv6 mediante direcciones multicast.
Dirección IPv6 Direcciones IPv6 reservadas Longitud del Prefijo (Bits) Descripción Notas :: 128 bits sin especificar como 0.0.0.0 en Pv4 ::1 128 bits ::00:xx:xx:xx:xx ::ff:xx:xx:xx:xx 96 bits 96 bits dirección de bucle local (loopback) direcciónes IPv6 compatibles con IPv4 direcciones IPv6 mapeadas a IPv4 fe80:: - feb:: 10 bits direcciones link-local fec0:: - fef:: 10 bits direcciones site-local ff:: 8 bits multicast 001 (base 2) 3 bits direcciones unicast globales como las 127.0.0.1 en IPv4 Los 32 bits más bajos contienen una dirección IPv4. También se denominan direcciones empotradas. Los 32 bits más bajos contienen una dirección IPv4. Se usan para representar direcciones IPv4 mediante direcciones IPv6. equivalentes a la dirección de loopback de IPv4 Equivalentes al direccionamiento privado de IPv4 Todas las direcciones IPv6 globales se asignan a partir de este espacio. Los primeros tres bits siempre son 001.
Lectura de las direcciones IPv6 La forma que se utiliza para representar direcciones IPv6 es: x:x:x:x:x:x:x:x, donde cada "x" se considera un valor hexadecimal de 16 Bit Por ejemplo FEBC:A574:382B:23C1:AA49:4592:4EFE:9982 A menudo una dirección posee alguna subcadenas de varios ceros consecutivos de forma que se puede abreviar dicha cadena mediante "::". También se pueden omitir los ceros a la ceros a la izquierda dentro de un valor "x". Por ejemplo fe80::l se corresponde con la forma canónica feso: 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001. Una tercera forma de escribir direcciones IPv6 es utilizando la ya tradicional notación decimal de IPv4 pero solamente para los 32 bits más bajos de la dirección IPv6. Por ejemplo 2002::10.0.0.1 se correspondería con la representación hexadecimal canónica 2002:0000:0000:0000:0000:0000:0a00:0001 la cual es equivalente también a escribir 2002::a00:l.
Mecanismos de transición básicos Los mecanismos de transición son un conjunto de mecanismos y de protocolos implementados en hosts y routers, junto con algunas gulas operativas de direccionamiento designadas para hacer la transición de Internet al IPv6 con la menor interrupción posible. Existen dos mecanismos básicos : Dual Stack: provee soporte completo para IPv4 e IPv6 en host y routers. Tunneling: enea psula paquetes IPv6 dentro de headers IPv4 siendo transportados a través de infraestructura de ruteo IPv4. Dichos mecanismos están diseñados para ser usados por hosts y routers IPv6 que necesitan interoperar con hosts IPv4y utilizar infraestructuras de ruteo IPv4. Se espera que muchos nodos necesitarán compatibilidad por mucho tiempo y quizás indefinidamente. No obstante, IPv6 también puede ser usado en ambientes donde no se requiere interoperabilidad con IPv4. Nodos diseñados para esos ambientes no necesitan usar ni implementar estos mecanismos.
Dual Stack y Tunneling La forma más directa para los nodos IPv6 de ser compatibles con nodos IPv4-only es proveyendo una implementación completa de IPv4. Los nodos IPv6 que proveen una implementación completa de IPv4 (además de su implementación de IPv6) son llamados nodos "IPv6/IPv4". Estos nodos tienen la habilidad de enviar y recibir paquetes IPv6 e IPv4, pudiendo así interoperar directamente con nodos IPv4 usando paquetes IPv4, y también operar con nodos IPv6 usando paquetes IPv6, Los nodos o redes IPv6 que se encuentran separadas por infraestructuras IPv4 pueden construir un enlace virtual, configurando un túnel. Paquetes IPv6 que van hacia un dominio IPv6 serán encapsulados dentro de paquetes IPv4. Los extremos del túnel son dos direcciones IPv4y dos IPv6. Se pueden utilizar dos tipos de túneles: configurados y automáticos. Los túneles configurados son creados mediante configuración manual. Un ejemplo de redes conteniendo túneles configurados es el 6bone. Los túneles automáticos no necesitan configuración manual. Los extremos se determinan automáticamente determinados usando direcciones IPv6 IPv4- compatible.