IPv6

IPv6

El IPv6 és una actualisació al protocol IPv4 dissenyat per a resoldre el problema d' agotament de direccions. El seu desenroll va començar en decembre de 1998 quan Steve Deering i Robert Hinden, amprats de Cisco i Nokia varen publicar una especificació formal del protocol a través d'un RFC i encara contínua la seua implementació.

Dissenyat per Steve Deering de Xerox PARC IPv6, el seu objectiu era substituir finalment a IPv4,^{cita requerida} el llímit de la qual en el número de direccions de ret admissibles està escomençant a restringir el creiximent d'Internet i el seu us, especialment en China, Índia, i atres països asiàtics densament poblats. El nou estàndart busca millorar el servici globalment; per eixemple, proporcionant a futures celes telefòniques i dispositius mòvils en les seues direccions pròpies i permanents.

IPv4 possibilita 4 294 967 296 (2³²) direccions de dispositius diferents, un número menor a la població mundial, i menor a la cantitat de dispositius totals. A principis de 2010, quedaven menys del 10 % d'IP sense assignar. En la semana del 3 de febrer de 2011, l'IANA (Agència Internacional d'Assignació de Números d'Internet, per les seues sigles en anglés) va entregar l'últim bloc de direccions disponibles (33 millons) a l'organisació encarregada d'assignar IPs en Àsia, un mercat que està en auge i no tardarà en consumir-les totes.

En canvi, IPv6 admet 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 (2¹²⁸ o 340 sextillones de direccions), prop de 6,7 × 10¹⁷ (670 mil billons) de direccions per cada milímetro quadrat de la superfície de la Terra.

Motivació i orígens de les IP

Durant la primera década d'operació d'Internet basat en TCP/IP, a finals dels 80, es va fer evident que es necessitava desenrollar métodos per a conservar l'espai de direccions. A principis dels 90, inclús despuix de l'introducció del redissenye de rets sense classe, es va fer clar que no seria suficient per a previndre l'agotament de les direccions IPv4 i que es necessitaven canvis adicionals. Al començament de 1992, circulaven vàries propostes de sistemes i a finals de 1992, la IETF va anunciar una convocatòria per a white papers (RFC 1550) i la creació dels grups de treball de "IP de pròxima generació" ("IP Next Generation") o (IPng).

IPng va ser propost pel Internet Engineering Task Force (IETF) el 25 de juliol de 1994, en la formació de varis grups de treball IPng. Fins a 1996, es varen publicar varis RFC definint IPv6, escomençant en el RFC 2460. ^{cita requerida}

La discussió tècnica, el desenroll i introducció d'IPv6 no va estar exenta de controvèrsia. El disseny va ser durament criticat per la falta d'interoperabilidad en IPv4 i atres aspectes per l'ingenier D. J. Bernstein, entre uns atres.

Incidentalmente, IPng (IP Next Generation) no va poder usar la versió número 5 (IPv5) com a successor d'IPv4, ya que esta havia segut assignada a un protocol experimental orientat al fluix de streaming que intentava soportar veu, video i àudio.

S'espera àmpliament que IPv6 siga soportat en conjunt en IPv4 en el futur propenc. Els nodos sol-IPv6 no són capaços de comunicar-se directament en els nodos IPv4, i necessitaran ajuda d'un intermediari.

Canvis i noves característiques

En molts aspectes, IPv6 és una extensió conservadora d'IPv4, mantenint les funcions més utilisades, unes atres no tan importants o poc utilisades han segut eliminades o s'han fet opcionals, ademés s'han afegit noves característiques. La majoria dels protocols de transport -i aplicació- necessiten pocs o cap canvi per a operar sobre IPv6; les excepcions són els protocols d'aplicació que integren direccions de capa de ret, com FTP o NTP.

IPv6 especifica un nou format de paquet, dissenyat per a minimisar el processament de l'encapçalat de paquets. Degut a que les capçaleres dels paquets IPv4 i IPv6 són significativament distintes, els dos protocols no són interoperables.

Alguns dels canvis d'IPv4 a IPv6 més rellevants són:

Capacitat estesa de direccionament

Una ilustración de una dirección IP (versión 6), en hexadecimal i binario.

L'interés dels dissenyadors era que direccions més llargues permeteren una millor entrega jeràrquica, sistemàtica i definitiva de les direccions, i una eficient agregació de rutes. En IPv4, es varen desenrollar complexes tècniques d'Enrutamiento Interdominio sense Classe (Classless Interdomain Routing o CIDR, en idioma inglès) per a utilisar de millor manera el menut espai de direccions. L'esforç requerit per a reasignar la numeració d'una ret existent en prefixos de rutes distintes és molt gran, com es discutix en el document RFC 2071 i RFC 2072. No obstant, en IPv6, en canviar el prefix anunciat per uns pocs enrutadores, és possible, en principi, reasignar la numeració de tota la ret, ya que els identificadors de nodos (els 64 bits menys significatius de la direcció) poden ser auto-configurats independentment per un nodo.

El tamany d'una subred en IPv6 és de 2⁶⁴ (caraça de subred de 64-bit) nodos, que és el quadrat del tamany de l'Internet IPv4 sancera. Aixina, les taxes d'utilisació de l'espai de direccions seran provablement menors en IPv6, pero l'administració de les rets i el enrutamiento serien més eficients per les decisions de disseny inherents al major tamany de les subredes i l'agregació jeràrquica de rutes.

Autoconfiguración de direccions lliures sense estat (SLAAC)

Els nodos IPv6 poden configurar-se a sí mateixos automàticament quan són conectats a una ret conectada en IPv6 usant els mensages de descobriment d'enrutadores d'ICMPv6. La primera volta que són conectats a una ret, el nodo envia una "solicitut d'enrutador" (RS: Router Solicitation, en anglés) d'enllaç local (link-local, en idioma anglés) usant multidifusión demanant els paràmetros de configuració; i si els enrutadores estan configurats per a açò, respondran este requeriment en un "anunci d'enrutador" (RA: Router Advertisement, en idioma anglés) que conté els paràmetros de configuració de capa de ret.

Si la autoconfiguración de direccions lliures d'estat no és adequada per a una aplicació, és possible utilisar Dynamic Host Configuration Protocol per a IPv6 (DHCPv6) o be els nodos poden ser configurats en forma estàtica.

Multidifusión

Artícul principal → Multicast.

Multicast (Multidifusión, en idioma espanyol), que és l'habilitat d'enviar un paquet únic a destins múltiples és part de l'especificació base d'IPv6. Açò és diferent a IPv4, a on és opcional (encara que usualment implementat).

IPv6 no implementa broadcast, que és l'habilitat d'enviar un paquet a tots els nodos de l'enllaç conectat. El mateix efecte pot conseguir-se enviant un paquet al grup de multidifusión d'enllaç-local tots els nodos (all hosts). Per lo tant, no existix el concepte d'una direcció de broadcast i aixina la direcció més alta de la ret (la direcció de broadcast en una ret IPv4) és considerada una direcció normal en IPv6.

Molts ambients no tenen, no obstant, configurades les seues rets per a enrutar paquets de multidifusión, per lo que en estes serà possible fer multidifusión en la ret local, pero no necessàriament en forma global.

La multidifusión IPv6 compartix protocols i característiques comunes en IPv4, pero també incorpora canvis i millores. Inclús, quan se li assigne a una organisació el més menut dels prefixos d'enrutamiento global IPv6, esta també rep la possibilitat d'usar un dels 4,2 billons de grups de multidifusión IPv6 enrutables de font específica per a assignar-els per a aplicacions multidifusión intra-domini o entre-dominis (segons el document RFC 3306). En IPv4 era molt difícil per a una organisació conseguir inclús un únic grup de multidifusión enrutable entre-dominis i l'implementació de les solucions entre-dominis eren antiquades (RFC 2908). IPv6 també soporta noves solucions de multidifusión, que inclouen Embedded Rendezvous Point (Punt de Cita Incrustat, en idioma espanyol, definit en el document RFC 3956), que simplifica el desenroll de solucions entre dominis.

Seguritat de Nivell de Ret obligatòria

Internet Protocol Security (IPsec), el protocol per a sifrat i autenticació IP forma part integral del protocol base en IPv6. El soport IPsec és obligatori en IPv6 pero no aixina la seua implementació i us (vore RFC 6434 i RFC 8504); a diferència d'IPv4, a on és opcional o va anar un agregat posterior (pero usualment implementat). No obstant, actualment no s'està usant normalment IPsec llevat per a assegurar el tràfic entre enrutadores de BGP IPv6, encara que també es pot utilisar en OSPFv3 i en movilitat IPv6.

Processament simplificat en els enrutadores

Es varen fer vàries simplificació en la capçalera dels paquets, aixina com en el procés de reenvío de paquets per a fer el processament dels paquets més simple i per això més eficient. En concret:

• L'encapçalat del paquet en IPv6 és més simple que l'utilisat en IPv4, aixina els camps que són rarament utilisats han segut moguts a opcions separades; en efecte, encara que les direccions en IPv6 són 4 voltes més llargues, l'encapçalat IPv6 (sense opcions) és solament el doble de llarc que l'encapçalat IPv4 (sense opcions).
• Els enrutadores IPv6 no fan fragmentació. Els nodos IPv6 requerixen ya siga fer descobriment de MTU, realisar fragmentació extrem a extrem o enviar paquets del tamany mínim MTU per a IPv6 (1280 bytes).
• L'encapçalat IPv6 no està protegit per una suma de comprovació (checksum); la protecció d'integritat s'assumix assegurada tant pel checksum de capa d'enllaç i per un checksum de nivell superior (TCP, UDP, etc.). D'esta forma els enrutadores IPv6 no necessiten recalcular la suma de comprovació cada volta que algun camp de l'encapçalat (com el contador de bots o Temps de Vida) canvien. Esta millora pot ser menys necessària en enrutadores que utilisen hardware dedicat per a computar este càlcul i aixina poden fer-ho a velocitat de llínea (wirespeed), pero és rellevant per a enrutadores per software. Per este motiu mentres en IPv4 els paquets UDP poden tindre un checksum de 0, indicant que no hi ha comprovació de checksum a este nivell, en IPv6 és necessari que els paquets UDP incorporen checksum.
• El camp Temps de Vida d'IPv4, conegut com TTL (Clave To Live), pansa a cridar-se Llímit de bots, reflectint el fet de que ya no s'espera que els enrutadores computen el temps en segons que tarda en travessar-ho (que en qualsevol cas sempre resulta menor d'1 segon). Se simplifica com el número de bots entre enrutadores que es permeta realisar al paquet IPv6.

Movilitat

A diferència d'IPv4 mòvil (MIPv4), IPv6 mòvil (MIPv6) evita el enrutamiento triangular i, per lo tant, és tan eficient com el IPv6 normal. Els enrutadores IPv6 poden soportar també Movilitat de Ret (NEMO, per Network Mobility) (segùn document RFC 3963), que permet que rets sanceres es moguen a nous punts de conexió d'enrutadores sense reasignación de numeració. No obstant, ni MIPv6 ni MIPv4 o NEMO són àmpliament difosos o utilisats hui, per lo que esta ventaja és més be teòrica.

Soport millorat per a les extensions i opcions

Els canvis en la manera en que es codifiquen les opcions de la capçalera IP permeten llímits menys rigorosos en la llongitut d'opcions, i major flexibilitat per a introduir noves opcions en el futur.

Jumbogramas

IPv4 llimita els paquets a 64 KiB de càrrega útil. IPv6 té soport opcional per a que els paquets puguen superar este llímit, els cridats jumbogramas, que poden ser de fins a 4 GiB. L'us de jumbogramas pot millorar molt l'eficiència en rets d'alts MTU. L'us de jumbogramas està indicat en l'encapçalat opcional Jumbo Payload Option.

Vore també

• Internet de les coses
• Agotament de les direccions IPv4
• Direcció IPv6
• Mecanismes de transició IPv6
• Anex:Proveïdors de túnels IPv6
• ICMPv6
• Miredo
• Teredo