La versión 4 de IP (IPv4) genera 4, 29 x 109 direcciones de red únicas que son insuficientes en cantidad y, como resultado, Internet se está quedando sin espacio. Considerando que IP versión 6 (IPv6) produce 3.4 x 1038 direcciones y es una solución escalable y flexible al problema actual.
En primer lugar, vamos a entender qué es el protocolo de Internet. El protocolo estándar TCP / IP que define el datagrama IP como la unidad de información que se mueve a través de Internet. Es un protocolo de datagramas no confiable y sin conexión, un servicio de entrega con el mejor esfuerzo. Internet es una abstracción de las redes físicas y proporciona las mismas funciones, como aceptar y entregar paquetes.
IP proporciona tres cosas principales que son:
- Especificación del formato exacto de todos los datos.
- Realiza la función de enrutamiento y elige la ruta para enviar los datos.
- Implica una colección de reglas que apoyan la idea de la entrega de paquetes no confiable.
Gráfica comparativa
| Bases de comparación | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Configuración de la dirección | Soporta configuración manual y DHCP. | Soporta autoconfiguración y renumeración. |
| Integridad de la conexión de extremo a extremo | Inalcanzable | Realizable |
| Espacio de dirección | Puede generar 4.29 x 10 9 direcciones. | Puede producir un gran número de direcciones, es decir, 3.4 x 10 38 . |
| Características de seguridad | La seguridad depende de la aplicación | IPSEC está incorporado en el protocolo IPv6 |
| Longitud de la dirección | 32 bits (4 bytes) | 128 bits (16 bytes) |
| Representación de la dirección | En decimal | En hexadecimal |
| Fragmentación realizada por | Enrutadores de envío y reenvío | Solo por el remitente |
| Identificación de flujo de paquetes | No disponible | Disponible y usa el campo de etiqueta de flujo en el encabezado |
| Checksum Field | Disponible | No disponible |
| Esquema de transmisión de mensajes | Radiodifusión | Multidifusión y Anycasting. |
| Cifrado y autenticación | No provisto | Previsto |
Definición de IPv4
Una dirección IPv4 es un valor binario de 32 bits, que se puede mostrar como cuatro dígitos decimales. El espacio de direcciones IPv4 ofrece aproximadamente 4, 3 mil millones de direcciones. Solo 3.7 mil millones de direcciones solo pueden asignarse de 4, 3 mil millones de direcciones. Las otras direcciones se conservan para fines específicos, como la multidifusión, el espacio de direcciones privadas, las pruebas de bucle invertido y la investigación.
La versión 4 de IP (IPv4) utiliza la difusión para transferir paquetes de una computadora a todas las computadoras; Esto probablemente genera problemas a veces.
Notación decimal punteada de IPv4
128.11.3.31
Formato de paquete
Un datagrama IPv4 es un paquete de longitud variable compuesto por un encabezado (20 bytes) y datos (hasta 65, 536 junto con el encabezado). El encabezado contiene información esencial para el enrutamiento y la entrega.
Encabezado base
Versión: define el número de versión de IP, es decir, en este caso, es 4 con un valor binario de 0100.
Longitud del encabezado (HLEN): representa la longitud del encabezado en múltiplos de cuatro bytes.
Tipo de servicio: determina cómo se debe manejar el datagrama e incluye bits individuales como el nivel de rendimiento, confiabilidad y retraso.
Longitud total: significa la longitud completa del datagrama IP.
Identificación: este campo se utiliza en fragmentación. Un datagrama se divide cuando pasa a través de diferentes redes para que coincida con el tamaño del marco de la red. En ese momento, cada fragmento se determina con un número de secuencia en este campo.
Banderas: Los bits en el campo de banderas manejan la fragmentación e identifican el primer, el medio o el último fragmento, etc.
Datagrama IPv4
Desplazamiento de la fragmentación: es un puntero que representa el desplazamiento de los datos en el datagrama original.
Tiempo de vida: define el número de saltos que un datagrama puede recorrer antes de ser rechazado. En palabras simples, especifica la duración durante la cual un datagrama permanece en Internet.
Protocolo: el campo de protocolo especifica qué datos de protocolo de capa superior están encapsulados en el datagrama (TCP, UDP, ICMP, etc.).
Suma de comprobación del encabezado: este es un campo de 16 bits que confirma la integridad de los valores del encabezado, no el resto del paquete.
Dirección de origen: es una dirección de Internet de cuatro bytes que identifica la fuente del datagrama.
Dirección de destino: este es un campo de 4 bytes que identifica el destino final.
Opciones: Esto proporciona más funcionalidad al datagrama IP. Además, puede llevar campos como control de enrutamiento, temporización, gestión y alineación.
IPv4 es una estructura de direcciones de dos niveles (id de red e id de host) clasificada en cinco categorías (A, B, C, D y E).
Definición de IPv6
Una dirección IPv6 es un valor binario de 128 bits, que se puede mostrar como 32 dígitos hexadecimales. Los dos puntos aíslan las entradas en una secuencia de campos hexadecimales de 16 bits. Proporciona 3, 4 x 1038 direcciones IP. Esta versión de direccionamiento IP está diseñada para satisfacer las necesidades de IP exhaustivos y proporcionar direcciones suficientes para futuros requisitos de crecimiento de Internet.
Como IPv4 usa una estructura de direcciones de dos niveles donde el uso del espacio de direcciones es insuficiente. Esa fue la razón para proponer el IPv6, para superar las deficiencias del IPv4. El formato y la longitud de las direcciones IP se cambiaron junto con el formato del paquete y los protocolos también se modificaron.
Notación de colon hexadecimal de IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
Formato de paquete IPv6
Cada paquete consiste en un encabezado base obligatorio seguido por la carga útil. La carga útil incluye dos partes: cabeceras de extensión opcionales y datos de una capa superior. El encabezado base consume 40 bytes, a la inversa, los encabezados de extensión y los datos de la capa superior suelen contener hasta 65.535 bytes de información.
Encabezado base
Versión: este campo de cuatro bits especifica la versión de la IP, es decir, 6 en este caso.
Prioridad: define la prioridad del paquete con respecto a la congestión del tráfico.
Etiqueta de flujo: la razón para diseñar este protocolo es facilitar con un control especial para un determinado flujo de datos.
Longitud de carga útil: define la longitud total del datagrama IP, excepto el encabezado base.
Siguiente encabezado: es un campo de ocho bits que describe el encabezado que sigue al encabezado base en el datagrama. El siguiente encabezado es uno de los encabezados de extensión opcionales que utiliza IP o el encabezado de un protocolo de capa superior como UDP o TCP.
Límite de salto: Este campo de límite de salto de ocho bits asiste con las mismas funciones en el campo TTL en IPv4.
Dirección de origen: es una dirección de Internet de 16 bytes que identifica la fuente del datagrama.
Dirección de destino: esta es una dirección de Internet de 16 bytes que generalmente describe el destino final del datagrama.
Diferencias clave entre IPv4 y IPv6
Veamos la diferencia sustancial entre IPv4 e IPv6.
- IPv4 tiene una longitud de dirección de 32 bits, mientras que IPv6 tiene una longitud de dirección de 128 bits.
- Las direcciones IPv4 representan los números binarios en decimales. Por otro lado, las direcciones IPv6 expresan números binarios en hexadecimal.
- IPv6 utiliza la fragmentación de extremo a extremo, mientras que IPv4 requiere un enrutador intermedio para fragmentar cualquier datagrama que sea demasiado grande.
- La longitud del encabezado de IPv4 es de 20 bytes. En contraste, la longitud del encabezado de IPv6 es de 40 bytes.
- IPv4 usa el campo de suma de comprobación en el formato del encabezado para manejar la verificación de errores. Por el contrario, IPv6 elimina el campo de suma de comprobación del encabezado.
- En IPv4, el encabezado base no contiene un campo para la longitud del encabezado, y el campo de carga útil de 16 bits lo reemplaza en el encabezado de IPv6.
- Los campos de opción en IPv4 se emplean como encabezados de extensión en IPv6.
- El campo Tiempo de vida en IPv4 se refiere al límite de Salto en IPv6.
- El campo de longitud del encabezado que está presente en IPv4 se elimina en IPv6 porque la longitud del encabezado está corregida en esta versión.
- IPv4 usa la transmisión para transmitir los paquetes a las computadoras de destino, mientras que IPv6 usa multidifusión y cualquier difusión.
- IPv6 proporciona autenticación y cifrado, pero IPv4 no lo proporciona.
Conclusión
IPv6 conserva muchos de los conceptos básicos del protocolo actual, IPv4, pero cambia la mayoría de los detalles. IPv4 fue diseñado como un medio de transporte y comunicaciones, pero el número de direcciones llegó a un agotamiento que fue la razón para el desarrollo de IPv6. IPv6 proporciona escalabilidad, flexibilidad y posibilidades perfectas en el campo de las redes.
