Según una estadística de Hurricane Electric, faltan aproximadamente 336 días para que el direccionamiento IP que gobierna la práctica totalidad de las redes de ordenadores desplegadas por el mundo, se agote.

A IPv4 le quedan libres el 5% de direcciones

ip4agotamientoIPv4 es el estándar que ahora utilizamos para identificar los ordenadores dentro de un entorno compartido. Con más de treinta años a las espaldas, emplea un campo de 32 bits en los paquetes para identificar el remitente o el receptor del mensaje. Estos 32 bits, agrupados en octetos (bytes u ocho bits) y pasados a decimal, nos dan el ya famoso número con formato "192.168.1.2".

Con estos 32 bits, y sin eliminar las direcciones que están reservadas para redes privadas o para multicast, hay 2^32 (4.294.967.296) dispositivos direccionales. En 1981, cuando se publicó la RFC 791 que lo describía, parecía un número inalcanzable de dispositivos, ya que Internet estaba en pañales y apenas se usaba más allá del ambiente universitario y militar.

Ahora la situación ha cambiado totalmente. Tener Internet en casa es algo completamente común, y si estiramos más, el acceso a la red mediante un móvil empieza a implantarse de forma masiva con la ayuda de los smartphones, y los sistemas remotos como la domótica ya no son del todo extraños. Todo dispositivo conectado directamente a Internet consume una IP, y a medida que se van conectando más y más aparatos, el número de IPs disponibles baja. Actualmente, se calcula que de las 4.294 millones disponibles, quedan libres unos 228 millones (un 5% del total), y esta cifra baja a un ritmo espectacular.

Hasta ahora cada vez que se alertaba de la falta de IPs los ingenieros salían con parches como el NAT o DHCP, pero parece que ahora sí hemos llegado a un punto en el que no podemos remendar más veces el juguete.

IPv6 es ya necesario

Necesitamos soluciones, y como ya muchos sabréis la clave es migrar a IPv6 (RFC 2460), la nueva versión del estándar que amplía el campo de dirección de un paquete a 128 bits, o lo que es lo mismo, en Internet podrán coexistir hasta 340 sextillones de dispositivos (340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456). Haciendo una división rápida, salimos a 4.681 mil quatrillones de direcciones IP por humano. Claramente se ve que los problemas de capacidad en la red se solventan, por lo menos hasta que cada una de nuestras células esté conectada independientemente a la red.

La forma de representar las direcciones también cambia, y en IPv6 se hace en ocho bloques de cuatro símbolos hexadecimales. Por ejemplo: 0123:4567:89AB:CDEF:0123:4567:89AB:CDEF.

Hasta aquí todo bonito, pero nos enfrentamos a un problema de un tamaño muy considerable, y es el tener que migrar toda la tecnología IPv4 existente al protocolo IPv6 y sin ocasionar molestias, pues Internet a estas alturas no se puede parar ni un segundo.

Los sistemas operativos ya son compatibles con el uso de IPv6, ya que es una tecnología que se presentó en 1998, pero no así el hardware de red, sobre todo el doméstico si hablamos del caso de routers. Varios ISP ya experimentan o tienen implementada IPv6 en sus enlaces troncales, pero cuando llegan a la casa del abonado, normalmente mantienen IPv4. Otras webs como YouTube están ya experimentando con el nuevo estándar.

Métodos para asegurar una transición tranquila

Ante esta situación, se han elaborado una serie de protocolos que permiten la coexistencia de redes IPv4 con las IPv6 para facilitar la progresiva migración, un proceso que se espera que dure varias décadas en completarse. No entraremos a muchos detalles demasiado técnicos, ya que no merecería mucho la pena y para ello están las RFC correspondientes, pero intentaremos explicar los métodos de transición más importantes de forma general.

Doble Pila IP

El mecanismo más básico, a la vez que es el que más rápida y sencillamente puede implantarse, tiene la intención de que cada nodo tenga dos direcciones IP configuradas en el sistema operativo, una IPv4 y otra IPv6, para que se pueda comunicar con nodos de todos los tipos sin ningún problema, traduciendo las direcciones IPv4 al otro formato en caso de ser necesario.

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Túneles

Un poco más complejo es el concepto de túnel que se centra en hacer que un mensaje con un formato concreto, cuando quiere entrar en una red que no es compatible, se reencapsula para convertirlo en el protocolo admitido por la red.

Por tanto, para comunicar dos redes IPv6 conectadas entre sí por una red IPv4, una vez se tienen unos datos en un paquete IPv6, vuelve a procesarse para añadir las cabeceras del protocolo IPv4, y así poderlo enviar. Luego, en recepción, el router reconocerá las cabeceras IPv4 y el receptor final las IPv6. El proceso puede hacerse al revés, y por el momento es así como podemos probar IPv6 antes de que se implante de forma geeneralizada.

La configuración de estos túneles puede ser automática como en en llamado "6to4", que ya adoptan routers como los Linksys WRT610N, D-Link DIR-615/825 o la gama Airport de Apple.

Hay otros modos para crear conexiones de tipo túnel, como "6-over-4" y "6in4", pero el método más sencillo y más ampliamente extendido es el indicado anteriormente.

Traducción

Como podemos imaginar, los protocolos IPv4 e IPv6 no emplean exactamente los mismos campos para informar qué características tiene el paquete enviado y cómo ha de ser tratado por los routers (si tiene prioridad, la longitud del campo de datos…).

En lugar de añadir otra cabecera a un paquete ya perfectamente encapsulado como se hace en los túneles, son los routers los que procesan los paquetes para transformarlos de IPv4 a IPv6 y viceversa.

Por lo tanto, tiene la ventaja de que el rendimiento útil de la red aumenta respecto a los túneles al tener menos bits de control, pero como contrapartida añade una carga computacional extra a los dispositivos de red, pues además de determinar hacia donde tiene que redirigir el paquete, tiene que reconvertir parte de él.

Ventajas

Que ganamos a parte de poder conectar más cosas a Internet? Principalmente, velocidad y seguridad.

Las redes se mostrarán más ágiles a la hora de procesar los paquetes IPv6, ya que las cabeceras son más escuetas (menos campos) y están diseñadas de tal forma que su procesado por parte de los routers es más rápido.

cabeceras

En cuanto a la seguridad, en el nuevo estándar han adoptado el protocolo IPsec como algo obligatorio, mientras que en IPv4 era algo opcional.

Lo que se hace es cifrar y autenticar cada uno de los paquetes, con lo que se pretenden evitar "pinchazos" de terceros que nos capturen los mensajes, asegurar que los dos extremos de la comunicación son los reales (evita suplantación) y que el mensaje no se ha modificado por el camino.

Con este artículo hemos planteado la necesidad de IPv6 en un futuro muy próximo, además de enumerar las ventajas que tiene respecto al estándar actual.

El número de direcciones disponibles va bajando muy rápido, y se estima que en menos de un año se agoten definitivamente. La transición a IPv6, sin embargo, no será tan rápida. Tardaremos décadas en completar el proceso, pero con las técnicas existentes el usuario final no tendrá que preocuparse mucho, ya que la compatibilidad entre los dos protocolos se realiza de forma transparente.

Si queréis leer más sobre el tema, os recomendamos algunos enlaces bastante interesantes:

Diagramas: Universidad de Princeton, HP


Fuente: bandaancha