Guía de administración del sistema: servicios IP

Capítulo 3 Introducción a IPv6 (descripción general)

Este capítulo presenta una descripción general de la implementación de Oracle Solaris IPv6 (Internet Protocol versión 6). Dicha implementación se compone del daemon asociado y utilidades compatibles con el espacio de direcciones IPv6.

Las direcciones IPv6 e IPv4 coexisten en el entorno de redes de Oracle Solaris. Los sistemas que se configuran con direcciones IPv6 mantienen sus direcciones IPv4, en caso de que tales direcciones ya existan. Las operaciones en que intervienen direcciones IPv6 no repercuten negativamente en operaciones de IPv4 y viceversa.

Se abordan los siguientes temas principales:

Para obtener más información relativa a IPv6, consulte los capítulos siguientes:

Características principales de IPv6

La característica que distingue a IPv6 es un mayor espacio de dirección comparado con IPv4. Asimismo, IPv6 mejora la capacidad en Internet en numerosos aspectos, como se explica brevemente en esta sección.

Direcciones ampliadas

El tamaño de direcciones IP pasa de 32 bits en IPv4 a 128 bits en IPv6, para permitir más niveles en la jerarquía de direcciones. Aparte, IPv6 proporciona muchos más sistemas IPv6 con direcciones. Para obtener más información, consulte Descripción general de las direcciones IPv6.

Configuración automática de direcciones y descubrimiento de vecinos

El protocolo ND (Neighbor Discovery, descubrimiento de vecinos) de IPv6 facilita la configuración automática de direcciones IPv6. La configuración automática consiste en la capacidad de un host de IPv6 de generar automáticamente sus propias direcciones IPv6, cosa que facilita la administración de direcciones y supone un ahorro de tiempo. Para obtener más información, consulte Configuración automática de direcciones IPv6.

El protocolo ND se corresponde con una combinación de los siguientes protocolos IPv4: Address Resolution Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP), Router Discovery (RDISC), e ICMP Redirect. Los enrutadores de IPv6 utilizan el protocolo ND para anunciar el prefijo de sitio de IPv6. Los hosts de IPv6 utilizan el descubrimiento de vecinos con varias finalidades, entre las cuales está solicitar el prefijo de un enrutador de IPv6. Para obtener más información, consulte Descripción general del protocolo ND de IPv6.

Simplificación del formato del encabezado

El formato del encabezado de IPv6 prescinde o convierte en opcionales determinados campos de encabezado de IPv4. Pese al mayor tamaño de las direcciones, este cambio hace que el encabezado de IPv6 consuma el mínimo ancho de banda posible. Aunque las direcciones IPv6 son cuatro veces mayores que las direcciones IPv4, el encabezado de IPv6 sólo tiene el doble de tamaño que el encabezado de IPv4.

Más posibilidades en las opciones de encabezado de IP

Los cambios en la forma de codificar las opciones de encabezado de IP permiten un reenvío más eficaz. Asimismo, las opciones de IPv6 presentan unos límites de longitud menos estrictos. Los cambios aportan una mayor flexibilidad a la hora de incorporar opciones nuevas en el futuro.

Compatibilidad de aplicaciones con direcciones IPv6

Muchos de los principales servicios de red de Oracle Solaris reconocen y admiten direcciones IPv6; por ejemplo:

Otros recursos de IPv6

Además de esta parte, hay información adicional sobre IPv6 en las fuentes que se citan en las secciones siguientes.

Petición de comentarios IPv6 y borradores de Internet

Hay disponibles numerosas RFC referidas a IPv6. En la tabla siguiente aparecen los principales artículos y sus ubicaciones web de Internet Engineering Task Force (IETF) a partir de su escritura.

Tabla 3–1 Borradores de Internet y RFC relativos a IPv6

RFC o borrador de Internet 

Tema 

Ubicación 

RFC 2461, Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)

Describe las características y funciones del protocolo ND (descubrimiento de vecinos) de IPv6 

http://www.ietf.org/rfc/rfc2461.txt$number=2461

RFC 3306, Unicast—Prefix—Based IPv6 Multicast Addresses

Describe el formato y los tipos de direcciones IPv6 multidifusión 

ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc3306.txt

RFC 3484: Default Address Selection for Internet Protocol version 6 (IPv6)

Describe los algoritmos que se usan en la selección de direcciones predeterminadas de IPv6 

http://www.ietf.org/rfc/rfc3484?number=3484

RFC 3513, Internet Protocol version 6 (IPv6) Addressing Architecture

Contiene información exhaustiva sobre los tipos de direcciones IPv6 con abundantes ejemplos 

http://www.ietf.org/rfc/rfc3513.txt?number=3513

RFC 3587, IPv6 Global Unicast Address Format

Define el formato estándar de las direcciones IPv6 unidifusión 

http://www.ietf.org/rfc/rfc3587.txt?number=3587

Sitios web

Los sitios web siguientes aportan información útil sobre IPv6.

Tabla 3–2 Sitios web relacionados con IPv6

Sitio web 

Descripción 

Ubicación 

Foro de IPv6 

En este sitio web hay vínculos a presentaciones, eventos, clases e implementaciones sobre IPv6 en todo el mundo 

http://www.ipv6forum.com

Grupo de trabajo de IPv6 de Internet Educational Task Force 

La página inicial de este grupo de trabajo de IETF proporciona vínculos a todos los borradores de Internet y RFC importantes relacionados con IPv6 

http://www.ietf.org/html.charters/ipv6-charter.html

Descripción general de las redes IPv6

En esta sección se presentan términos básicos en la topología de redes IPv6. En la figura siguiente se muestran los componentes básicos de una red IPv6.

Figura 3–1 Componentes básicos de una red IPv6

El texto describe la figura.

La figura ilustra una red IPv6 y sus conexiones con un ISP. La red interna consta de los vínculos 1, 2, 3 y 4. Los hosts rellenan los vínculos y un enrutador los termina. El vínculo 4, considerado la DMZ de la red, queda terminado en un extremo por el enrutador de límite. El enrutador de límite ejecuta un túnel IPv6 a un ISP, que ofrece conexión a Internet para la red. Los vínculos 2 y 3 se administran como subred 8a. La subred 8b tan sólo consta de sistemas en el vínculo 1. La subred 8c es contigua a la DMZ del vínculo 4.

Como se muestra en la Figura 3–1, una red IPv6 tiene prácticamente los mismos componentes que una red IPv4. No obstante, la terminología de IPv6 presenta ligeras diferencias respecto a la de IPv4. A continuación se presenta una serie de términos sobre componentes de red empleados en un contexto de IPv6.

nodo

Sistema con una dirección IPv6 y una interfaz configurada para admitir IPv6. Término genérico que se aplica a hosts y enrutadores.

enrutador de IPv6

Nodo que reenvía paquetes de IPv6. Para admitir IPv6, debe configurarse como mínimo una de las interfaces del enrutador. Un enrutador de IPv6 también puede anunciar el prefijo de sitio IPv6 registrado para la empresa en la red interna.

host de IPv6

Nodo con una dirección IPv6. Un host IPv6 puede tener configurada más de una interfaz para que sea compatible con IPv6. Al igual que en IPv4, los hosts de IPv6 no reenvían paquetes.

vínculo

Un solo soporte contiguo de red conectado por un enrutador en cualquiera de sus extremos.

vecino

Nodo de IPv6 que se encuentra en el mismo vínculo que el nodo local.

subred IPv6

Segmento administrativo de una red IPv6. Los componentes de una subred IPv6 se pueden corresponder directamente con todos los nodos de un vínculo, igual que en IPv4. Si es preciso, los nodos de un vínculo se pueden administrar en subredes independientes. Además, IPv6 no permite subredes multivínculo, en las cuales los nodos de vínculos distintos pueden ser componentes de una sola subred. Los vínculos 2 y 3 de la Figura 3–1 son componentes de la subred 8a multivínculo.

túnel de IPv6

Túnel que proporciona una ruta de extremo a extremo virtual entre un nodo de IPv6 y otro punto final de nodo de IPv6. IPv6 permite la configuración manual de túneles y automática de túneles de 6to4.

enrutador de límite

Enrutador en el límite de una red que proporciona un extremo del túnel de IPv6 a un punto final fuera de la red local. Este enrutador debe tener como mínimo una interfaz de IPv6 a la red interna. En cuanto a la red externa, el enrutador puede tener una interfaz de IPv6 o IPv4.

Descripción general de las direcciones IPv6

Las direcciones IPv6 se asignan a interfaces en lugar de a nodos, teniendo en cuenta que en un nodo puede haber más de una interfaz. Asimismo, se puede asignar más de una dirección IPv6 a una interfaz.


Nota –

Para obtener información referente a aspectos técnicos sobre el formato de dirección IPv6, consulte RFC 2374, IPv6 Global Unicast Address Format


IPv6 abarca tres clases de direcciones:

unidifusión

Identifica una interfaz de un solo nodo.

multidifusión

Identifica un grupo de interfaces, en general en nodos distintos. Los paquetes que se envían a una dirección multidifusión se dirigen a todos los miembros del grupo de multidifusión.

difusión por proximidad

Identifica un grupo de interfaces, en general en nodos distintos. Los paquetes que se envían a una dirección de difusión por proximidad de dirigen al nodo de miembros del grupo de difusión por proximidad que se encuentre más cerca del remitente.

Partes de una dirección IPv6

Una dirección IPv6 tiene un tamaño de 128 bits y se compone de ocho campos de 16 bits, cada uno de ellos unido por dos puntos. Cada campo debe contener un número hexadecimal, a diferencia de la notación decimal con puntos de las direcciones IPv4. En la figura siguiente, las equis representan números hexadecimales.

Figura 3–2 Formato básico de las direcciones IPv6

La figura muestra las tres partes de que consta una dirección IPv6, que se describen en el texto siguiente.

Los tres campos que están más a la izquierda (48 bits) contienen el prefijo de sitio. El prefijo describe la topología pública que el ISP o el RIR (Regional Internet Registry, Registro Regional de Internet) suelen asignar al sitio.

El campo siguiente lo ocupa el ID de subred de 16 bits que usted (u otro administrador) asigna al sitio. El ID de subred describe la topología privada, denominada también topología del sitio, porque es interna del sitio.

Los cuatro campos situados más a la derecha (64 bits) contienen el ID de interfaz, también denominado token. El ID de interfaz se configura automáticamente desde la dirección MAC de interfaz o manualmente en formato EUI-64.

Examine de nuevo la dirección de la figura Figura 3–2:

2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b

En este ejemplo se muestran los 128 bits completos de una dirección IPv6. Los primeros 48 bits, 2001:0db8:3c4d, contienen el prefijo de sitio y representan la topología pública. Los siguientes 16 bits, 0015, contienen el ID de subred y representan la topología privada del sitio. Los 64 bits que están más a la derecha, 0000:0000:1a2f:1a2b, contienen el ID de interfaz.

Abreviación de direcciones IPv6

La mayoría de las direcciones IPv6 no llegan a alcanzar su tamaño máximo de 128 bits. Eso comporta la aparición de campos rellenados con ceros o que sólo contienen ceros.

La arquitectura de direcciones IPv6 permite utilizar la notación de dos puntos consecutivos (: :) para representar campos contiguos de 16 bits de ceros. Por ejemplo, la dirección IPv6 de la Figura 3–2 se puede abreviar reemplazando los dos campos contiguos de ceros del ID de interfaz por dos puntos. La dirección resultante es 2001:0db8:3c4d:0015::1a2f:1a2b. Otros campos de ceros pueden representarse como un único 0. Asimismo, puede omitir los ceros que aparezcan al inicio de un campo, como por ejemplo cambiar 0db8 por db8.

Así pues, la dirección 2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b se puede abreviar en 2001:db8:3c4d:15::1a2f:1a2b.

La notación de los dos puntos consecutivos se puede emplear para reemplazar cualquier campo contiguo de ceros de la dirección IPv6. Por ejemplo, la dirección IPv6 2001:0db8:3c4d:0015:0000:d234::3eee:0000 se puede contraer en 2001:db8:3c4d:15:0:d234:3eee::.

Prefijos de IPv6

Los campos que están más a la izquierda de una dirección IPv6 contienen el prefijo, que se emplea para enrutar paquetes de IPv6. Los prefijos de IPv6 tienen el formato siguiente:

prefijo/tamaño en bits

El tamaño del prefijo se expresa en notación CIDR (enrutamiento entre dominios sin clase). La notación CIDR consiste en una barra inclinada al final de la dirección, seguida por el tamaño del prefijo en bits. Para obtener información sobre direcciones IP en formato CIDR, consulte Cómo diseñar un esquema de direcciones IPv4 CIDR.

El prefijo de sitio de una dirección IPv6 ocupa como máximo los 48 bits de la parte más a la izquierda de la dirección IPv6. Por ejemplo, el prefijo de sitio de la dirección IPv6 2001:db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b/48 se ubica en los 48 bits que hay más a la izquierda, 2001:db8:3c4d. Utilice la representación siguiente, con ceros comprimidos, para representar este prefijo:

2001:db8:3c4d::/48


Nota –

2001:db8::/32 es un prefijo especial de IPv6 que se emplea específicamente en ejemplos de documentación.


También se puede especificar un prefijo de subred, que define la topología interna de la red respecto a un enrutador. La dirección IPv6 de ejemplo tiene el siguiente prefijo de subred:

2001:db8:3c4d:15::/64

El prefijo de subred siempre contiene 64 bits. Estos bits incluyen 48 del prefijo de sitio, además de 16 bits para el ID de subred.

Los prefijos siguientes se han reservado para usos especiales:

2002::/16

Indica que sigue un prefijo de enrutamiento de 6to4.

fe80::/10

Indica que sigue una dirección local de vínculo.

ff00::/8

Indica que sigue una dirección multidifusión.

Direcciones unidifusión

IPv6 incluye dos clases de asignaciones de direcciones unidifusión:

El tipo de dirección unidifusión viene determinado por los bits contiguos que están más a la izquierda (orden superior) de la dirección, los cuales contienen el prefijo.

El formato de direcciones unidifusión se organiza conforme a la jerarquía siguiente:

Dirección unidifusión global

La dirección unidifusión global es globalmente exclusiva de Internet. La dirección IPv6 de ejemplo que hay en Prefijos de IPv6 es de unidifusión global. En la figura siguiente se muestra el ámbito de la dirección unidifusión global, en comparación con las partes que componen la dirección IPv6.

Figura 3–3 Partes de la dirección unidifusión global

La figura divide una dirección unidifusión en su topología pública, el prefijo de sitio y su topología de sitio, el ID de subred y el ID de interfaz.

Topología pública

El prefijo de sitio define la topología pública de la red respecto a un enrutador. El ISP o el RIR proporcionan el prefijo de sitio a las empresas.

Topología de sitio y subredes IPv6

En IPv6, el ID de subred define una subred administrativa de la red y tiene un tamaño máximo de 16 bits. Un ID de subred se asigna como parte de la configuración de redes IPv6. El prefijo de subred define la topología de sitio respecto a un enrutador especificando el vínculo al que se ha asignado la subred.

Desde un punto de vista conceptual, las subredes IPv6 y las IPv4 son iguales en el sentido de que cada subred suele asociarse con solo vínculo de hardware. Sin embargo, los ID de subredes IPv6 se expresan en notación hexadecimal, en lugar de decimal con puntos.

ID de interfaz

El ID de interfaz identifica una interfaz de un determinado nodo. Un ID de interfaz debe ser exclusivo en la subred. Los hosts de IPv6 pueden aplicar el protocolo ND para generar automáticamente sus propios ID de interfaz. El protocolo ND genera de forma automática el ID de interfaz, a partir de la dirección MAC o la dirección EUI-64 de la interfaz del host. Los ID de interfaz también se pueden asignar manualmente, lo cual es preferible en el caso de enrutadores de IPv6 y servidores habilitados para IPv6. Si desea obtener instrucciones sobre cómo crear manualmente direcciones EUI-3513, consulte RFC 3513 Internet Protocol Version 6 (IPv6) Addressing Architecture.

Direcciones unidifusión globales de transición

Por motivos de transición, el protocolo IPv6 incluye la posibilidad de incrustar una dirección IPv4 en una dirección IPv6. Esta clase de dirección IPv4 facilita la colocación en túneles de paquetes IPv6 en redes IPv4 ya configuradas. La dirección 6to4 es un ejemplo de dirección unidifusión global de transición. Para obtener más información sobre direcciones 6to4, consulte Túneles automáticos 6to4.

Dirección unidifusión local de vínculo

La dirección unidifusión local de vínculo sólo se puede utilizar en el vínculo de red local. Las direcciones locales de vínculo no son válidas ni se reconocen fuera del ámbito corporativo u organizativo. A continuación se muestra un ejemplo del formato que tienen las direcciones locales de vínculo.


Ejemplo 3–1 Partes de la dirección unidifusión local de vínculo

La figura ilustra el formato de una dirección local de vínculo IPv6, que se describe en el siguiente contexto.

Un prefijo local de vínculo presenta el formato siguiente:

fe80::ID_interfaz/10

A continuación se muestra una dirección local de vínculo:

fe80::23a1:b152


fe80

Representación hexadecimal del prefijo binario de 10 bits 1111111010. Este prefijo identifica el tipo de dirección IPv6 como dirección local de vínculo.

ID_interfaz

Dirección hexadecimal de la interfaz, que en general se deriva de la dirección MAC de 48 bits.

Al habilitar IPv6 durante la instalación de Oracle Solaris, la interfaz con el número más bajo del equipo local se configura con una dirección local de vínculo. Cada interfaz necesita por lo menos una dirección local de vínculo para identificar el nodo en los demás nodos del vínculo local. Así pues, las direcciones locales de vínculo deben configurarse manualmente para las interfaces adicionales de un nodo. Tras la configuración, el nodo utiliza sus direcciones locales de vínculo para la configuración automática de direcciones y el descubrimiento de vecinos.

Direcciones multidifusión

IPv6 permite el uso de direcciones multidifusión. La dirección multidifusión identifica un grupo de multidifusión, que es un grupo de interfaces, en general en nodos distintos. Una interfaz puede pertenecer a cualquier cantidad de grupos de multidifusión. Si los primeros 16 bits de una dirección IPv6 son ff00 n, la dirección es del tipo multidifusión.

Las direcciones multidifusión se usan para el envío de información o servicios a todas las interfaces que se definen como miembros del grupo de multidifusión. Por ejemplo, uno de los usos de las direcciones multidifusión es comunicarse con todos los nodos de IPv6 del vínculo local.

Al crearse la dirección unidifusión IPv6 de una interfaz, el núcleo convierte automáticamente la interfaz en miembro de determinados grupos de multidifusión. Por ejemplo, el núcleo convierte cada nodo en un miembro del grupo de multidifusión del nodo solicitado, que utiliza el protocolo ND para detectar la accesibilidad. El núcleo convierte automáticamente también un nodo en miembro de los grupos de multidifusión de todos los nodos o todos los enrutadores.

Para obtener información exhaustiva sobre direcciones multidifusión, consulte Direcciones multidifusión IPv6 en profundidad. Para obtener información sobre aspectos técnicos, consulte RFC 3306, Unicast-Prefix-based IPv 6 Multicast Addresses, donde se explica el formato de direcciones multidifusión. Para obtener más información sobre el uso adecuado de grupos y direcciones multidifusión, consulte RFC 3307, Allocation Guidelines for IPv 6 Multicast Addresses.

Grupos y direcciones de difusión por proximidad

Las direcciones de difusión por proximidad IPv6 identifican un grupo de interfaces en distintos nodos de IPv6. Cada grupo de interfaces se denomina grupo de difusión por proximidad. Cuando se envía un paquete al grupo de difusión por proximidad, recibe el paquete el miembro del grupo que esté más próximo al remitente.


Nota –

La implementación de IPv6 en Oracle Solaris no permite crear direcciones ni grupos de difusión por proximidad. Ahora bien, los nodos de IPv6 de Oracle Solaris pueden enviar paquetes a direcciones de difusión por proximidad. Para obtener más información, consulte Consideraciones para túneles hasta un enrutador de reenvío 6to4.


Descripción general del protocolo ND de IPv6

IPv6 aporta el protocolo ND (Neighbor Discovery, descubrimiento de vecinos), que emplea la mensajería como medio para controlar la interacción entre nodos vecinos. Por nodos vecinos se entienden los nodos de IPv6 que están en el mismo vínculo. Por ejemplo, al emitir mensajes relativos al descubrimiento de vecinos, un nodo puede aprender la dirección local de vínculo de un vecino. El protocolo ND controla las principales actividades siguientes del vínculo local de IPv6:

El protocolo ND emplea los tipos de mensajes ICMP siguientes para la comunicación entre los nodos de un vínculo:

Para obtener información exhaustiva sobre mensajes de protocolo ND y otros temas relativos a dicho protocolo, consulte Protocolo ND de IPv6. Para obtener información sobre aspectos técnicos sobre Neighbor Discovery (ND), consulte RFC 2461, Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6).

Configuración automática de direcciones IPv6

Una de las características principales de IPv6 es la capacidad que tiene un host de configurar automáticamente una interfaz. Mediante el protocolo ND, el host busca un enrutador de IPv6 en el vínculo local y solicita un prefijo de sitio. Como parte del proceso de configuración automática, el host lleva a cabo los pasos siguientes:

Descripción general de configuración automática sin estado

La configuración automática no necesita la configuración manual de hosts, una configuración mínima de enrutadores (si los hay) ni servidores adicionales. El mecanismo sin estado permite que un host genere sus propias direcciones. Para generar las direcciones, el mecanismo sin estado utiliza la información local y la no local anunciada por los enrutadores.

Pueden implementarse direcciones temporales en una interfaz, configuradas también de manera automática. Se puede habilitar un token de direcciones temporales para una o varias interfaces en un host. Sin embargo, a diferencia de las direcciones IPv6 estándar configuradas automáticamente, una dirección temporal consta del prefijo de sitio y un número de 64 bits generado aleatoriamente. Ese número aleatorio constituye la parte del ID de interfaz de la dirección IPv6. Una dirección local de vínculo no se genera con la dirección temporal como ID de interfaz.

Los enrutadores anuncian todos los prefijos que se han asignado al vínculo. Los hosts de IPv6 emplean el protocolo ND para obtener un prefijo de subred a partir de un enrutador local. Los hosts crean direcciones IPv6 automáticamente combinando el prefijo de subred con un ID de interfaz que se genera a partir de la dirección MAC de una interfaz. Si no hay enrutadores, un host puede generar únicamente direcciones locales de vínculo. Las direcciones locales de vínculo sólo son aptas para comunicaciones con nodos del mismo vínculo.


Nota –

La configuración automática de direcciones sin estado no debe usarse para crear las direcciones IPv6 de servidores. Los hosts generan automáticamente unos ID de interfaz que se basan en información específica del hardware durante la configuración automática. El ID de interfaz actual puede llegar a invalidarse si la interfaz vigente se intercambia con una interfaz nueva.


Descripción general sobre los túneles de IPv6

En la mayoría de las empresas, la implantación de IPv6 en una red IPv4 ya configurada debe realizarse de manera gradual y por fases. El entorno de redes de pila doble de Oracle Solaris permite el funcionamiento compatible de IPv4 e IPv6. Debido a que casi todas las redes emplean el protocolo IPv4, en la actualidad las redes IPv6 necesitan una forma de comunicarse más allá de sus límites. Para ello, las redes IPv6 se sirven de los túneles.

En buena parte de las situaciones hipotéticas para túneles de IPv6, el paquete de IPv6 saliente se encapsula en un paquete de IPv4. El enrutador de límite de la red IPv6 configura un túnel de extremo a extremo a través de varias redes IPv4 hasta el enrutador de límite de la red IPv6 de destino. El paquete se desplaza por el túnel en dirección al enrutador de límite de la red de destino, que se encarga de desencapsular el paquete. A continuación, el enrutador reenvía el paquete IPv6 desencapsulado al nodo de destino.

La implementación de IPv6 en Oracle Solaris permite las siguientes situaciones hipotéticas de configuración de túneles:

Para obtener más información sobre los túneles de IPv6, consulte Túneles de IPv6. Para obtener más información relativa a túneles de IPv4 a IPv4 y redes privadas virtuales, consulte Redes privadas virtuales e IPsec.