TODO SOBRE IPV6

1. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA
SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN
Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral
GUÍA DE LABORATORIO
Versión:02
Fecha:30/09/2013
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Todo Sobre IPv6
Las Ventajas
¿Por qué razón debemos de conocer en profundidad el
protocolo IPv6? Bueno, básicamente existen dos poderosas
razones que impulsarán a todos los profesionalesde redes a
conocer al dedillo el protocolo IPv6:
 La adopciónde IPv6anivelde redesLAN/WANyaesuna
realidad que los profesionales de redes deben de lidiar día
a día.
 El nuevo examende CCNA (200-120) que viene por ahí el
próximomesde septiembre hace muchoénfasisenéste
tema.
Conociendolaimportanciaque tiene éste protocolo,iremosdesarrollandoel temadesde losaspectosmásbásicos
hasta los más complejos, explicándolos de la manera más didáctica y simple posible.
IPv6 (Internet Protocol Version 6) son las siglas del nuevo protocolo IP (Internet Protocol) que sustituirá
gradualmente al archiconocido protocolo IPv4. La versión 6 del protocolo IP se diseñó como una actualización
evolutiva de IPv4, de hecho, pueden coexistir de manera transparente ambas versiones.
IPv6 estádiseñadoconel objetivode permitirque laInternetcontinúe expandiéndose de maneraconstante,tanto
en términos del número de nodos conectados, así como también, de la cantidad total de tráfico de datos
transmitidos.
IPv6 ha estadoendesarrollodesde mediadosde ladécadade 1990. La iniciativaprincipalque impulsóel desarrollo
de éste proyectonacióde la preocupacióncausadapor el eminente agotamientode lasdireccionesIPdisponibles.
En pocas palabras, la demanda de direcciones IP superaría la oferta disponible.
Debemos recordar que el Protocolo Internet versión 4 (IPv4) fue desarrollado en la década del 1970, donde sus
desarrolladores NO tenían ni la más remota idea de que el Internet tendría el tamaño y el alcance global que
presenta hoy día. En esa época NO era posible prever la cantidad tan diversa de dispositivos que se conectarían
utilizando éste protocolo.
En términosmatemáticos,unadirecciónIPv4tiene unlongitudde 32 bits,permitiendoasí,una asignaciónmáxima
de 2^32, que es lo mismo decir,4,294,967,296 billones direcciones IP únicas. Dentro de toda esta cantidad de
direcciones IP existenalgunos rangos reservados para las direccionesIP privadas (18 millones) y las direcciones IP
multicast (270 millones).
El protocoloIP versión6 (IPv6) provee una cantidadde direccionesmuchomayor que su predecesorIPv4.En esta
nuevaversión,el tamañode las direccionesIPhacrecidode una longitudde 32 bitsa 128 bits.Matemáticamente,

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la cantidad de direcciones IP únicas que pueden ser asignadas en IPv6 son aproximadamente 2^128 o 3.403 x
10^38, un número extremadamente grande de direcciones IP posibles.
Con éste incremento en la longitud de las direcciones IP no habrá problemas de escases de direcciones IP por un
largo periodode tiempoademásde que garantizará una expansiónexponencial de lacantidadde nodos(tabletas,
smartphones, vehículos, electrodomésticos, etc. ) que se podrán interconectar a través de Internet.
El aumento de la cantidad de direcciones IP para ser asignadas representa prácticamente la característica
diferenciadoramásconocidaentre IPv4e IPv6.Larealidadesque hayotrosbeneficiostecnológicosque aportaIPv6
que mejoran significativamente al protocolo IP:
 No más NAT (Network Address Translation)
 Auto configuración de las direcciones IP
 Mejora el enrutamiento del tráfico multicast
 Un encabezado (header) más simple
 Mejora el proceso de enrutamiento de paquetes
 Mejora la calidad de servicio (QoS), ahora llamado “Flow Labeling”
 Mejora la seguridad, incluye autenticación y cifrado de la información
 Provee mayor número de extensiones y opciones más flexibles
 Administración más simplificada (Adiós al protocolo DHCP)
Las direcciones IPv4 tienen una longitud de32 bits. Lo que significa que podemos tener 2^32 o 4,294,967,296 (4
billones) de direccionesIPúnicasparaserasignadas.Si queremosaumentarel tamañode lacantidadde direcciones
posibles sólo debemos de aumentar la longitud de las direcciones.
Cada bitsadicional que se agregue a lalongitudde lasdireccionesincrementael dobleel númerode direccionesIP
posibles.
En el caso de IPv6, el aumento pasó de un espacio de direcciones de 32 bits a 128 bits, siendoestá la longitud de
una dirección IPv6. Esto significa que la cantidad total de direcciones IPv6 posibles es 2^128. Esto produce como
resultado el siguiente número:
340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456
Este número es tan grande que regularmente se expresa en notación científica como3.4*10^38. Esto es más o
menos cerca de 340 trillones de trillones de direcciones IP posibles, lo que representa realmente un número
bastante grande de direccionesIPposibles.Laideaesque IPv6proveaun espaciotangrande de direccionesIPque
NO sea posible el agotamiento de éste recurso en los próximos mil años.
El incrementode lalongitudde lasdireccionesIPdesdeuntamañode 32bits(IPv4) a128 bits(IPv6) brindaunagran
ventaja,perotambiénnosbrindaalgunosdesafíos.UnadirecciónIPv4de 32bitsse representade lasiguienteforma:
11001000010110000011110101100100 (Binario de 32 bits)

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También de la siguiente manera:
11001000 01011000 00111101 01100100 (Binario de octetos)
Ha nosotros los humanos se nos hace muy complicado trabajar con número binarios. Preferimos enormemente
trabajar con números decimales. En notación decimal la dirección IP anterior se representaría de la siguiente
manera:
200.88.61.100 (Notación decimal)
En IPv6 lasdireccionesIPsontanlargasque NO esconveniente representarlasni siquieraenformatodecimal.Para
simplificar la representación de las direcciones IPv6 se optó por utilizar el sistema de notación hexadecimal.
El sistema hexadecimal está basado en 16 valores. Estos 16 valores se representan utilizando los símbolos de los
númerosde 0 al 9 (10 valores),ylossímbolosde lasletras A,B, C, D, E, F (6 valores).LasdireccionesIPv6se dividen
en 8 octetos, cada octeto de un tamaño de 16 bits.
A continuación vamos ver primero un ejemplo de una dirección IPv6 representada en formato decimal:
128.91.45.157.220.40.0.0.0.0.252.87.212.200.31.255
Note que está direcciónIPv6representadaennotacióndecimal esmuylarga,y sería bastante complicadotrabajar
con semejante formatode direccionesIP.Estadirecciónestácompuestapor16 octetosde 8 bitsseparadospor un
punto. Si multiplicamos 16 x 8 bits el resultado sería 128 bits.
Si representamosladirecciónanteriorenformatohexadecimal queeslanotaciónutilizadaenIPv6éstase mostraría
de la siguiente manera:
805B:2D9D:DC28:0000:0000:FC57:D4C8:1FFF
La direcciónanteriorestácompuestapor8 octetosde 16 bitsseparadospordos puntos(::).Si multiplicamos8x 16
bits el resultado sería 128 bits.
La notación hexadecimal es la forma oficial para expresar las direcciones IPv6. Con ésta notición se logra que las
direcciones IPseanmáscortasyfácilesde manejar.Aúnasí,anosotrosloshumanossenoshace complicado manejar
direcciones IP bajo esta notación, ya que la notación de 16 valores NO nos es familiar.
Algo importante a tener en cuenta es que las direccionesIPv6 están separadas por dos puntos (::) a diferencia de
las direcciones IPv4 que están separados por puntos.
Algosimilaralas direccionesIPv6encuantoa su representaciónsonlasdireccionesMAC.Las direccionesMACson
aquellasque vienenincrustadasenunainterfazEthernetde cualquierequipoenlared.Estasdireccionestienenuna
longitud de 48 bits (6 octetos de 8 bits) y también se representan en notación hexadecimal.
La siguiente dirección es un ejemplo de una dirección MAC:
08-00-27-00-D0-A1
Hasta este puntosabemosquelasdireccionesIPv6se representanen notaciónhexadecimal agrupandolos128bits
en 8 octetos. Cada octeto tiene un tamaño de 16 bits y están separados por dos puntos (:).

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Los desarrolladores del protocolo IPv6 eligieron la notación hexadecimal sobre la notación decimal buscando la
maneraque lasdireccionesIPNOfueran tanlargas.Aúnasí,apesarde utilizarlanotaciónhexadecimal,estassiguen
siendo largas y difíciles de manejar para nosotros.
Porsuerte,podemosimplementarunserie de“shortcuts”otruquitosquenospermitiránreduciraúnmásel tamaño
de las direcciones IPv6.
Para comenzar,vamosa estudiarlasiguiente direcciónIPv6:
805B:2D9D:DC28:0000:0000:FC57:D4C8:1FFF
Podemos observar que ésta dirección IPv6 tiene 8 octetos, siendo 805B el primero y 1FFF el último contando de
izquierdaaderecha.Podemos tambiénapreciarque dosoctetosconsecutivos (4y5) tienenvaloresencero(0000).
Esta dirección IPv6 la podemos hacer aún más corta utilizando una regla llamada “supresiónde ceros continuos”.
Aplicando ésta regla podemos representar esta dirección IP de la siguiente manera:
805B:2D9D:DC28:0:0:FC57:D4C8:1FFF
Fíjese que reducimosdosoctetosrepresentadoscomo0000:0000 enalgo comoesto0:0. ¿Y ahora, le parece un
poco más corta? Definitivamente que sí,peroaún así se puede acortarun poco más eliminandocompletamente
losceros de losoctetos4 y 5.
El resultadoseríael siguiente:
805B:2D9D:DC28:::FC57:D4C8:1FFF
En este caso,lo que hicimosfue sustituirlosdosceros(0:0) por (::).Esta sustituciónde ceros pordoble colon(::)
sólose puede realizarunasola vezdentrode unadirecciónIPv6.
Si tenemoslasiguiente dirección:
805B:2D9D:DC28:0:0:FC57:0:0
Podemosobservarque éstadirecciónesun poco diferente alaanteriordebidoa que tenemos cuatro octetos con
valores en ceros pero NO todos son consecutivos. Sólo podemos suprimir uno de los dos pares de octetos con
valores en cero dentro de la dirección IP. Esto significa que podríamos tener estos dos escenarios si intentamos
reducir la dirección:
 805B:2D9D:DC28:::FC57:0:0
 805B:2D9D:DC28:0:0:FC57::
Veamosotroejemplo:
FF00:4501:0:0:0:0:0:32
Esta direccióntiene múltiplesoctetosconvaloresencero(desde el 3hasta el 7). Lo que significaque podemos
reducirbastante el tamañode esta direcciónIPen algoparecidoa esto:

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FF00:4501::32
Si tenemosunadireccióncomoesta:
0:0:0:0:0:0:0:1
La dirección 0:0:0:0:0:0:0:1 es la dirección de Loopback IPv6, el equivalente a 127.0.0.1 en IPv4. Esta dirección la
podemos representar en algo como esto:
::1
Si tenemosladirección“cualquierdestino”:
0:0:0:0:0:0:0:0
Esta direcciónlapodemosrepresentarcomo:
:: (Nohay números,sólodospuntos)
Existe otra forma de representar las direcciones IPv6 que nos resulta un poco más familiar. Podemos representar
parte de una dirección IPv6 en notación decimal al estilo IPv4.
Sabemos que las direccionesIPv6 son de 128 bits y las de IPv4 de 32 bits. Para poder incrustar un dirección IPv4
dentrode una direcciónIPv6 debemosde representar losprimeros96 bits en notaciónhexadecimal y losúltimos
32 bits en notación decimal.
Veamosel siguiente ejemplo:
805B:2D9D:DC28::FC57:212.200.31.255
La parte de la dirección en negrita son los últimos 32 bits representados en notación decimal como si fuera una
dirección IPv4.
Tambiéntenemoslaopciónde diseñarundireccionamientoIPv6al estiloIPv4sólocolocandolos primeros96bitsde
la dirección IPv6 con valores en cero.
Veamosel siguiente ejemplo:
0:0:0:0:0:0:212.200.31.255
Aplicando la regla de la supresión de ceros podemos representar esta dirección de la siguiente forma:
::212.200.31.255
A primeravistapareceríauna direcciónIPv4,ladiferenciaestáenlosdospuntos(::) al principiode ladirecciónque
simboliza claramente el protocolo IPv6.

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Tipos de Direcciones
A nivel general, podemos clasificar las direcciones IPv6 en tres grandes categorías:
 Direcciones Unicast
 Direcciones Multicast
 Direcciones Anycast
Las direcciones Unicast,al igual que enIPv4, son lasmás comunesy utilizadas.Estasson asignadasa una interface
o nodo permitiendolacomunicacióndirectaentre dos nodosde la red. Esta técnicade comunicaciónesconocida
como uno a uno(one-to-one). A continuación podemos ver un ejemplo de una dirección IPv6 Unicast.
2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b/64
Las direcciones Multicastpermitenidentificarmúltiplesinterfacesonodos enun red.Coneste tipode direcciones
podemos comunicarnos con múltiples nodos de manera simultánea. Esta técnica de comunicación es conocida
como uno a mucho(one-to-many). A continuación podemos ver un ejemplo de una dirección IPv6 Multicast.
FF02:0:0:0:0:0:0:9
Las direccionesAnycastsonunnuevotipode direcciónenIPv6.Al igual que una direcciónMulticast,unadirección
Anycast identifica múltiples interfaces, sin embargo, mientras que los paquetes de Multicast son aceptados por
varios equipos, los paquetes Anycast sólo se entregan a una interfaz o nodo. A continuación podemos ver un
ejemplo de una dirección IPv6 Anycast.
2002:0db8:6301::/128
¿Y qué pasa con las direcciones Broadcast?
A diferencia de IPv4, el protocolo IPv6 NO soporta direcciones Broadcast. Para los que no conocenlas direcciones
broadcast,estás son lasdireccionesutilizadasparala comunicaciónde un nodo con todos los nodos dentrode un
segmento de red. Este tipo de dirección fue eliminado en IPv6.
Unicast,MulticastyAnycastsonlastresgrandescategoríasde direccionesIPv6.Ahoravamosaestudiarlostiposde
direcciones IPv6 que existen dentro de la categoría Unicast:
 Link-Local
 Site-Local
 Global
Las direcciones Link-Local son el equivalente a las direcciones IP privadas en IPv4. Estas son asignadas a una
interface de manera automática a partir del momento que activamos el protocolo IPv6 en un nodo.
El prefijode estas direccioneses FE80::/10. Estas direccionesNOpuedenserencaminadasa travésde los Routers
fuera del segmento local, de ahí deriva su nombre. El propósito principal es proporcionar direccionamiento IP
automático a los nodos en caso que NO exista un servidor DHCP.

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Una direcciónIPv6Link-Local comienzaconel prefijo FE80::/10 (losprimeros10 bits),luegolosbitsdel 11 hasta 64
(los siguientes 54 bits) se configuran con valores de ceros (0000). De esta manera se forma la porción de red
representada por los primeros 64bits.
FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/10
La porción de nodo, que son los últimos 64 bits, se forma con el formato EUI-64. El formato EUI-64 toma los 48
bits de la dirección MAC de la tarjeta Ethernet y le coloca16 bits adicionales predefinidos por el protocolo IPv6
(FFFE). A continuación tenemos un ejemplo de una dirección Link-Local.
FE80::211:21FF:FE6C:C86B
Las direccionesIPv6Site-Local sontambiénel equivalentealasdireccionesIPprivadasenIPv4.A diferenciasde las
direccionesLink-Local,estaspuedenserencaminadasfueradel segmentolocal,esdecir,podemosenviarpaquetes
entre diferentes segmentos de la red pero NO hacia el Internet.
En lasdireccionesSite-Local,losprimeros 10 bits se establecenconlosvalores1111111011, por lo tanto,el prefijo
de estás direccionestendráunvalorenhexadecimal de FEC0:: /10. Los siguientes 54bits estáncompuestosporel
ID de red.Los últimos64bitssonel identificadorde lainterfazonodo,yestosse configurande la mismaformaque
las direcciones Link-Local, tomando 48 bits de la dirección MACy luego agregando 16 bits con los valores FFFE.
A continuación tenemos un ejemplo de una dirección Site-Local.
FEC0::CE00:3BFF:FE85:0
Las direcciones Global en IPv6 son el equivalente de las direccionesIP públicas en IPv4. Estas direcciones pueden
ser encaminadas a través de la Internet. Los primeros3 bits están compuestos por los valores 001 (en notación
binaria),porlotanto,el prefijode estásdireccionesIPtendráun valorenhexadecimalde 2000 con una máscara /3.
Direcciones Global Unicast
Las direcciones GlobalUnicastenIPv6sonel equivalentede lasdirecciones IPpúblicasenIPv4.EstasdireccionesIP
puedenserencaminadasa travésde la Internet.Los primeros 3 bits de estasdireccionesIPestáncompuestospor
los valores001 (en notación binaria), por lo tanto, el prefijo de estás direcciones IP siempre tendrá un valor
hexadecimal de 2000 con una máscara /3.
Lo anteriorsignificaque losprimeros 3 bits dentrode una direcciónGlobal Unicastdebende ser siempre 0010 (en
binario),yla máscara de /3 significaque sólopodemoshacervariacionesdespuésde losprimerostresbits dentro
del primer octeto para establecer el Prefijo Global de Enrutamiento (Global Routing Prefix).
El Prefijo Global de Enrutamiento consiste en un número de bits que se pueden subdividir de acuerdo a las
necesidadesde losRegistrosde Internetyproveedoresde Internet,afinde reflejarlatopologíade laInternetensu
conjunto.Enpocas palabras,a partir de estosprimeros3 bitsesque comienzalajerarquizaciónde laasignaciónde
las direcciones IP a nivel global.
Bajo el esquema anteriormente descrito, los posibles prefijos que podrían ser utilizados para representar
direcciones IP del tipo Global Unicast serían:
2000 (0010) – dirección válida Global Unicast

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3000 (0011) – dirección válida Global Unicast
4000 (0100) – direccióninválidaGlobal Unicast(apartirde aquí cambiala estructurade 001 enlosprimeros3 bits)
5000 (0101) – dirección inválida Global Unicast
En el futuroeste prefijopuedecambiardebidoalasnormativasdel IANA (InternetAssignedNumbersAuthority),el
cual es el organismo encargado de la asignación y administración de las direcciones IPv6 Global Unicast a nivel
mundial.
Tenemos entonces que de los primeros 64 bits de un total de 128 bits, los 3 bitsprimeros representan el Prefijo
Global.Los siguientes45 bitsidentificanlaredasignada a las organizaciones.Los siguientes 16 bits representan la
subred (Subnet ID) en caso de realizarse una subdivisión de la red (Subnetting).
En resumen, los primeros 64 bits de una dirección IPv6 los podemos dividir en tres componentes:
 Prefijo Global (3 bits)
 Red (45 bits)
 Subred (16 bits)
Una dirección IPv6 Global Unicast soporta 2^16 subredes posibles para un total de65.535. Cada subred
soporta 2^64 nodos posibles para un total de 18446744073709551616.
Vamos a tomar como ejemplo la siguiente dirección IPv6 Global Unicast:
2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b
Los primeros 48 bits representan la porción de red de la empresa (Site Prefix):
2001:0db8:3c4d
Los siguientes 16 bits representan la porción de subred:
0015
Los siguientes 64 bits representan la porción del nodo:
0000:0000:1a2f:1a2b
NOTA: SI NO hay subdivisiónde la red (Subnetting),entonces,losprimeros64 bits representala red y los demás
64 bits los nodos.

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Articulo original. http://blog.capacityacademy.com/2013/04/17/cisco-ccna-todo-sobre-ipv6-direcciones-global-
unicast-55/
Angélica María González Ortega
Instructora Teleinformática
Sena Regional Norte de Santander
Marzo de 2016
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