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1. Curso IPv6 Básico / Módulo 1: Introducción a IPv6 y situación actual 1
IPv6 Básico
Módulo 1.1: Definición del protocolo IPv6 (primera parte)
Veremos los conceptos básicos e introductorios sobre IPv6, tanto en los
aspectos técnicos como en lo relacionado a la situación del despliegue a nivel
global.
El curso está orientado a técnicos en redes que están incursionando en el tema
de IPv6. También, a estudiantes de carreras relacionadas con Internet, como
ingeniería en sistemas, electrónica o afines. Además, muchos de los temas son
útiles para el público en general que desee tener una noción acerca de esta
versión de protocolo IP, sus orígenes, su necesidad, sus principales
componentes y la situación en el mundo respecto a la implementación o el
despliegue.
Comenzaremos con la definición del protocolo IPv6 y con las condiciones y los
caminos que se dieron hasta llegar a esta versión de IP.
La red de computadoras ARPANET, que fue creada por encargo del
Departamento de Defensa de los Estados Unidos en el año 1969, incluía ciertas
definiciones que fueron el punto de partida de lo que hoy se conoce como
Internet. Esas definiciones, que antes de la creación de la red desembocaron en
la publicación de varios estudios, trataban de llegar a crear un esquema de
conexión que tenía ciertas características: el uso de una red descentralizada,
con múltiples caminos entre los puntos, y además la división de mensajes
completos en fragmentos que seguirían caminos independientes, posiblemente
distintos, desde el origen, hasta ser reensamblados en el destino final. Esta
característica hacía que la red estuviera capacitada para responder a sus propios
fallos.
Ahora veremos algunos hitos que tuvieron que ver con la definición o historia del
protocolo IPv6.
• En 1981 surgió la definición del protocolo IPv4, a través de la RFC 791.
• Luego, en 1983, ARPANET adoptó los protocolos TCP/IP para su
utilización.
• Ya en 1990 comenzaron a aparecer estudios sobre el agotamiento de las
direcciones IPv4. En 1990 había 313.000 equipos o computadoras
conectados a la red. En ese momento, los estudios apuntaban a un
posible colapso por la falta de direcciones. Otros problemas se hicieron

2. Curso IPv6 Básico / Módulo 1: Introducción a IPv6 y situación actual 2
evidentes con el crecimiento de la red para su uso comercial y los
incrementos de las entradas en las tablas de ruteo.
• Además, en 1992, el 38% de las direcciones clase A, el 43% de las clase
B y el 2% de las clase C ya estaban asignadas. Ese mismo año, la red
tenía 1.130.000 hosts conectados.
• En 1993, con la creación del protocolo HTTP y la liberación —por parte el
gobierno de los Estados Unidos— a la Internet comercial, hubo un salto
aún más importante en la tasa de crecimiento de la red, que pasó de
2.000.000 de host en 1993 a más de 26.000.000 en 1997.

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A pesar de que IPv4, en el diseño mismo del protocolo, identifica alrededor de
4300 millones de direcciones, las políticas de asignación iniciales no
contribuyeron a un manejo eficiente del espacio de direcciones. Por ejemplo, las
clase A fueron asignadas en bloques /8 a organizaciones, departamentos,
empresas, etcétera, que luego no llegaron a utilizar esa cantidad de direcciones
(hay algunos casos ejemplo de esto como IBM, HP, AT&T o el MIT).
Entonces, las malas prácticas de asignación inicial de los bloques /8 y otras
características (por ejemplo, una cantidad enorme de direcciones reservadas y
que nunca se utilizaron) hicieron que el proceso de agotamiento, desde muy
temprano, obligara a pensar en mecanismos que permitieran seguir trabajando
ante un panorama de escasez de direccionamiento IPv4.
En esta imagen se ve la información de las tablas de rutas BGP extraída de un
proyecto llamado Route Views, donde el espacio IPv4 aparece representado
como bloques CIDR* en pequeños cuadrados o rectángulos.
Se ven en color verde algunas organizaciones o empresas que se nombraron
antes, que tienen asignados grandes bloques de direccionamiento, en este caso
/8.
Se puede apreciar, por la poca coloración dentro de esos rectángulos verdes, las
pocas rutas o el poco espacio de esos /8 que estaba siendo anunciado.
Con el agotamiento de los bloques IPv4, se puede ver que esa situación fue
cambiando y algunos bloques que se anunciaban agregados —o que no estaban
en uso— con el tiempo se fueron desagregando.

4. Curso IPv6 Básico / Módulo 1: Introducción a IPv6 y situación actual 4
En la figura se ve cómo cambió la situación entre 2012 y 2018 para algunos de
los bloques de RIPE, ARIN y APNIC.
En 2012, los bloques 100.0.0.0/8, 103.0.0.0/8, 104.0.0.0/8 y 185.0.0.0/8 estaban
prácticamente sin uso. Luego se usaron para las últimas asignaciones. Se
entregó como máximo un prefijo /22 a cada organización.
En la imagen se ve claramente cómo se produce una reducción de los bloques
anunciados, particionando el espacio en bloques más pequeños, con la
consiguiente explosión en el tamaño de las tablas globales de ruteo.
Retomando la situación que se vislumbraba en los 90, ¿cuáles fueron las
posibles soluciones que empezaron a aparecer después de que se dieron a
conocer los primeros estudios del agotamiento?

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• Una de ellas fue, en 1992, la creación del grupo de trabajo ROAD de la
IETF, que comenzó a estudiar justamente la escasez del direccionamiento
IPv4.
• Con el RFC4632 comienza la utilización de bloques de direccionamiento
ya sin las clases A, B o C. Conllevan pequeños prefijos de acuerdo con el
grado de necesidad. Esto deviene en el fin del uso de clases, o sea, en el
uso de bloques de tamaños apropiados, donde la dirección está
identificada con un prefijo y una longitud de ese prefijo.
• En el ejemplo, en un bloque de direcciones 198.51.100.0/25, el 25 que
está detrás de la barra indica cuántos bits de la dirección se utilizan para
el prefijo de subred, más allá de la división en clases A, B o C.
La desagregación de rutas es un problema que aparece con el agotamiento y
lleva a un importante crecimiento del tamaño de las tablas de ruteo. Esto tiene
impacto en los costos de los equipos de red, ya que los routers que llevan tablas
completas de rutas necesitan cada vez más capacidad de memoria. Este
problema está ligado al uso de bloques cada vez más pequeños, con el fin de
utilizar al máximo las direcciones IPv4 disponibles.
Algunas aparentes soluciones emergen para lidiar con el poco espacio IPv4,
como el DHCP, para la reutilización de direcciones que no están siendo utilizadas
en ese momento, o el NAT con el RFC1918 —que especifica rangos de
direcciones para uso privado– para conectar toda una red de computadoras
utilizando una sola dirección IP pública y así ser vistos desde Internet.
Si bien estas técnicas retrasan el agotamiento de las direcciones IPv4, traen
otros problemas que rompen un poco con el principio de conectividad punto a
punto que estuvo desde el inicio en la definición de protocolo IPv4.
La adopción de las técnicas redujo un 14% las solicitudes de direcciones a la
IANA, pero el crecimiento de Internet siguió siendo exponencial. Aunque las
soluciones dieron un poco de margen para seguir estudiando y desarrollar una
nueva versión del protocolo IP, fueron totalmente insuficientes.
IPv6 se basaría en los principios de éxito de IPv4 y resolvería algunas de sus
carencias. Por ejemplo, la cantidad insuficiente de direcciones.
Módulo 1.2: Definición del protocolo IPv6 (segunda parte)

6. Curso IPv6 Básico / Módulo 1: Introducción a IPv6 y situación actual 6
En esta segunda parte, se verá cómo fue la evolución hacia la definición del
protocolo IPv6, aprovechando la potencialidad de IPv4 y resolviendo algunos de
los problemas de esa versión.
En 1992, la IETF creó el grupo IPng (IP Next Generation), que tenía como
objetivo responder a algunas preguntas fundamentales o a los principales
desafíos que se tenían en la definición del nuevo protocolo. Estos eran:
» Escalabilidad
» Seguridad
» Configuración y administración de red
» Soporte de calidad de servicio,
» Movilidad
» Routing y políticas de transición.
El tema de la transición era fundamental, porque este nuevo protocolo iba a
convivir con IPv4 durante muchísimo tiempo, de forma que los mecanismos de
transición que se fueran a implementar no deberían entorpecer las redes que ya
se encontraban en producción y debían permitir —de la forma menos traumática
posible— la incorporación del nuevo protocolo.
Muchos estudios trataban los problemas del viejo protocolo IPv4 y los tenían en
cuenta para la definición del nuevo protocolo. Sin embargo, más allá de la
multiplicidad de soluciones, ninguna alcanzaba, al final, a responder todas las
preguntas que se planteaban.
Como se informó en el RFC 1752, de todas las propuestas presentadas hubo
tres fundamentales que se ven en pantalla: SIPP, TUBA y CATNIP. Si bien
ninguna tenía todas las características necesarias en la nueva definición de
protocolo, una combinación de estas tres iba a llevar a la definición del nuevo
protocolo IPv6.

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La recomendación final para la creación de este nuevo protocolo de Internet se
basa en una versión de una de estas propuestas, SIPP, de la que se toman las
direcciones de 128 bits, junto a los elementos de transición, muy importantes,
que estaban en otras de las propuestas: TUBA, así como también la
configuración automática, el direccionamiento basado en CIDR y las cabeceras
de extensión. Esta es una de las características importantes en la definición del
protocolo IPv6.
De las tres propuestas, CATNIP fue descartada porque fue considerada una de
las más incompletas.
De todos estos elementos que se tomaron de SIPP y TUBA, de las
características de cada una de estas propuestas, se llegó en 1998 a la
publicación del RFC 2460, que define las características del nuevo protocolo
IPv6.
Como se mencionó, la nueva definición contiene la característica de
direccionamiento de 128 bits, un cabezal base simplificado, cabezales de
extensión, identificación del tipo de datos de QoS definido dentro del mismo
protocolo, mecanismos de IPsec también definidos dentro del mismo protocolo y
algunos puntos muy importantes.

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Por ejemplo, se realiza la fragmentación y reensamblaje de los paquetes en el
origen y destino y no en los puntos intermedios. No requiere el uso del NAT, ya
que la abundancia de direcciones permite la conexión de todos los dispositivos
existentes en el planeta y además prevé un crecimiento exponencial, como se
viene realizando hasta ahora en la red, pero con abundancia de direcciones,
como para que el crecimiento no resulte traumático. Y, como se mencionó,
mecanismos que facilitan la configuración de la red.
Gracias al trabajo mancomunado de la comunidad de Internet, finalmente en julio
del 2017 se creó el RFC 8200, denominado Internet Protocol, Versión 6
Specification, la estandarización de IPv6, que deja obsoleto al RFC 2460.
Módulo 1.3: ¿Por qué utilizar IPv6 hoy?
Aquí se buscarán respuestas a la pregunta: ¿cuáles son las razones por las que
debemos implementar y desplegar nuestras redes IPv6 lo más rápido posible?
Como se ha visto, el crecimiento de Internet ha sido sumamente rápido. Según
Wikipedia, utilizando los datos que aporta la Unión Internacional de
Telecomunicaciones (UIT), en 2005 el 16% de la población mundial accedía a
Internet. En 2020 ese porcentaje fue del 59,5%.

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Por otro lado, según el Cisco Annual Internet Report, hacia el año 2023 el uso
de Internet en Latinoamérica crecerá un 10%, por lo que nuestra región tendría
aproximadamente 470 millones de usuarios conectados, con 520 millones de
usuarios móviles. Este último número representa el 78% de la población regional.
Todo esto sin mencionar la necesidad de direcciones para Internet de las cosas,
que necesita miles de millones de direcciones para desarrollarse, como se puede
ver en la presentación de referencia, que recomendamos consultar.
Siguiendo con las estadísticas, ahora es el turno de las proyecciones realizadas
sobre el agotamiento de las direcciones IPv4. Hacia 2021 ARIN, RIPE, APNIC y
LACNIC han agotado su espacio de direccionamiento IPv4 y AFRINIC se
encuentra en la fase 2 de agotamiento, de terminación suave o soft-landing.

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En particular, para la región de LACNIC, las políticas promovidas por la
comunidad propusieron que se dividiera el período de agotamiento en cuatro
fases: 0, 1, 2 y 3. Al culminar la fase 3, el pool de direcciones IPv4 de LACNIC
estaría agotado.
A esta fase 3 se llegó en 2017. En 2020 LACNIC anunció el fin de las direcciones
IPv4, ya que el 19 de agosto de ese mismo año se asignó el último bloque IPv4
disponible.
Como consecuencia del agotamiento de las direcciones IPv4, las organizaciones
comenzaron a recurrir a mercados secundarios de direcciones IP, es decir, a
obtener direcciones de otras organizaciones dispuestas a cederlas.
La primera compra de direccionamiento IP conocida fue en 2011, la adquisición
de Nortel por parte de Microsoft. Microsoft pagó 7,5 millones de dólares por
666.624 direcciones IP legadas, un valor de 11.25 dólares por IP.
En los registros regionales se fueron definiendo políticas de transferencias de
direcciones IPv4 que permitieran mantener un control de estas operaciones entre
privados.
La aparición de brokers IP —que realizan la coordinación entre organizaciones
que quieren ceder direcciones y las que quieren obtenerlas— completa un
escenario en el que estas transferencias son habituales, ya sea dentro del área
de cobertura de un RIR o entre organizaciones pertenecientes a distintos RIR.
En la figura a continuación se muestra la evolución que ha tenido el costo de las
direcciones IP con el paso del tiempo.

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Como se puede ver, este valor se ha incrementado desde el orden de menos 10
dólares por dirección IP en 2014 a alrededor de 20 dólares por IP en 2019.
A su vez, se pueden ver diferencias de precios por IP entre bloques más grandes
(como /18, /19) y bloques más pequeños (es decir /23 ó /24). Podemos afirmar,
por lo tanto, que obtener un bloque /22 a una organización le significaría en el
orden de 20.000 dólares, lo que representa una barrera importante para quienes
necesitan continuar utilizando direcciones IPv4.
Hay cuestiones técnicas que emergen de la misma falta de direcciones y de la
necesidad de mitigar esa falta con la implementación de herramientas. Esto es,
algunas de las soluciones que se pusieron en marcha para tratar de evitar el
agotamiento fueron CIDR o classless interdomain routing, que permitía hacer
rendir la cantidad de direcciones a partir de un prefijo de red, tal como se explicó
en el tema 1 de este módulo.
Por otro lado, el NAT o network address translation, que permite utilizar una
única dirección pública para un conjunto de redes privadas, con el consecuente
carrier grade NAT o NAT a gran escala desplegado por los operadores, que
conlleva muchísimas complejidades y desventajas, ya que lo que hace es
agregar capas extras de NAT en la red de los proveedores. De esa manera
afecta el modelo de conexión punto a punto y se pierde el control de la
trazabilidad de las operaciones, entre otros problemas.
Algunos de los problemas que surgen a partir del uso de carrier grade NAT son:
• Al compartir una misma dirección IPv4, se modifica el modelo de
comunicación IP punto a punto, como se mencionó al hablar de las
soluciones que se adoptaron en su momento para mitigar la falta de
direcciones.
• El bloqueo de ataques por IP perjudica a un gran número de clientes.
Las listas de acceso para evitar ciertos ataques tienen importantes efectos
colaterales. Las listas negras de spamming también podrían afectar a
otros usuarios. Por otro lado, al bloquear el tráfico de un cliente malo, por
decirlo de alguna manera, también se bloquea el tráfico de muchos
clientes buenos.
• Otro problema surge con la trazabilidad, que sirve para identificar quién
accedió a un servicio. No solo hay que guardar la dirección IP, sino

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también el puerto. Esto puede ser muy costoso, dependiendo de la
cantidad de información a almacenar y por cuánto tiempo.
• Las cajas NAT tienen limitaciones respecto al número de sesiones
simultáneas, ya que imponen un límite a la cantidad de usuarios o
aplicaciones por IP pública disponible.
• Problemas con la geolocalización: usuarios de distintas zonas o regiones
podrían estar compartiendo la misma dirección IP.
En fin, CGN no resuelve el problema de fondo. Es necesario seguir invirtiendo
en equipos cada vez más grandes, a medida que crece el número de usuarios.
Todo esto sin mencionar la performance, ya que las capas de NAT agregan
retardos en el tráfico de paquetes, lo que afecta a cierto tipo de aplicaciones
altamente sensibles a la latencia (como juegos en línea, aplicaciones de trading,
entre otros.).
Tanto por las cuestiones técnicas inherentes a la falta de direcciones como por
la falta de direcciones en sí misma, que no permite que Internet siga creciendo
tal como fue concebida (estable, libre y segura), implementar IPv6 no es una
opción, sino una necesidad. No existe otra opción para el desarrollo de Internet
que se conozca actualmente.
En el próximo tema se expone más acerca de este despliegue a nivel global y
acerca de su adopción por parte de los grandes generadores de tráfico.
Módulo 1.4: Despliegue de IPv6 en la región y en el mundo
En esta oportunidad, se verá cómo se viene llevando a cabo el despliegue de
IPv6 en la región y en el mundo.
Existen muchas maneras de medir el despliegue de IPv6 y hay muchas fuentes
de información. Se verán algunas formas de medir el despliegue y algunas
fuentes que le permitirán al alumno tener referencias.
Cuando medimos el despliegue de IPv6, ¿qué medimos en realidad?

13. Curso IPv6 Básico / Módulo 1: Introducción a IPv6 y situación actual 13
Si se observa el flujo que tiene Internet de una forma esquemática, como se
muestra en la pantalla: ¿qué se mide? ¿Se mide la cantidad de usuarios que
tienen configurado IPv6 en sus dispositivos? ¿Se mide el tráfico IPv6 entrante y
saliente de los ISP? ¿Se mide la cantidad de sitios que son accesibles por IPv6?
o ¿Se mide la cantidad de prefijos IPv6 que son anunciados a Internet?
En fin, habrá que tener en cuenta que existen muchas formas de medir y muchas
variables para determinar qué tan bien o qué tan lento viene llevándose a cabo
el despliegue de IPv6.
Una de las mediciones que puede ser más interesante para determinar el
despliegue —porque resulta realmente representativa— es la cantidad de
usuarios que acceden a Internet mediante IPv6 en un determinado operador o,
dicho de otra manera, la cantidad de usuarios que tienen capacidad de conexión
mediante IPv6.
Si bien cada operador en Internet puede determinar con exactitud la cantidad de
usuarios en su red que cuentan con posibilidad de acceder a IPv6, esta
información es privada de cada proveedor y no está disponible para un
observador externo. Por esa razón, hay diferentes mecanismos para calcular la
cantidad de usuarios que tienen la capacidad de acceder a Internet a través de
IPv6, basándose en distintas técnicas que, si bien no permiten tener una medida
exacta, permiten aproximar números cercanos a la realidad.
Uno de los mecanismos que merece la pena mencionar es el desarrollo realizado
por APNIC, el Registro de Direcciones IP para la región de Asia Pacífico,
descripto en el enlace que se ve en pantalla y que también encontrarán en las
referencias.

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Lo que esta técnica hace es basarse en avisos de Google que tienen un formato
especial, constituido por diferentes partes, y que permite ver cuántos usuarios
que están viendo el aviso lo hacen por IPv4 y cuántos lo hacen por IPv6.
Siendo que los avisos de Google se difunden en prácticamente todo el mundo
de manera más o menos uniforme, esta técnica permite obtener una muestra
muy representativa a la hora de medir la capacidad de conexión IPv6 de los
usuarios, independientemente del proveedor que se utilice.
Ahora bien, considerando todo lo dicho, se mostrarán estadísticas del despliegue
de IPv6 en la región de LACNIC, según la capacidad de conexión a IPv6 que
tienen sus usuarios.
Para mostrar los datos de una manera más ordenada, se subdividirá la región en
tres subregiones: América del Sur, América Central y Caribe.
En lo que respecta a América del Sur, los países que mayor porcentaje de
usuarios con capacidad de conexión a IPv6 son Guayana Francesa, Uruguay,
Brasil, Ecuador y Perú, con valores que van del 20% al 45% de los usuarios
finales.

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Siguen Paraguay, Bolivia, Colombia y Argentina, con porcentajes que están
entre el 10% y 20%. Vale la pena mencionar que estos datos son porcentajes
respecto al total de usuarios. No se está midiendo ancho de banda ni tráfico ni
cantidad de usuarios. Respecto a esto último, también vale la pena tener en
cuenta la población de los países que estamos midiendo para tener una idea de
la cantidad de usuarios con IPv6 disponible.
Por ejemplo, un 30% de usuarios con IPv6 en un país de más de 200 millones,
como Brasil, claramente representa un número mucho mayor de usuarios que
un porcentaje mayor, pero en países de menor población.

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Hay que tener en cuenta que las estadísticas corresponden al momento de la
creación del curso, pero pueden encontrar actualizadas en stats.labs.lacnic.net.
También se pueden visitar las referencias del curso para encontrar un enlace
directo.
Tomando en conjunto México y América Central, el país con mayor capacidad
de acceso IPv6 por parte de los usuarios es México (40%), seguido de
Guatemala y Belice.
Ahora es el turno del Caribe. En esta subregión vale la pena destacar a Trinidad
y Tobago y a Martinica, lugares pequeños pero que, al tener pocos operadores
y estos desplegar IPv6, claramente alcanzan una alta penetración del nuevo
protocolo, que va desde un 20% a un 30% de usuarios con la capacidad de
conectar vía IPv6.

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Finalmente, como región tomada en su totalidad, América tiene una capacidad
de conectar usuarios IPv6 de más del 30%. Si se miran los datos a nivel global,
el despliegue de IPv6 es del 25% a nivel mundial, medido en cuanto a capacidad
de conexión por parte de los usuarios.
En cuanto a la tabla de enrutamiento de IPv6, o sea la parte derecha del gráfico
donde se mostraba el flujo de Internet, ¿cómo ha crecido en los últimos años?
Se puede ver en la gráfica que muestra cómo es el crecimiento de la tabla de
enrutamiento BGP para los prefijos IPv6. Se puede observar que crece a razón
de un 20% anual en los últimos tiempos, medida nada despreciable cuando se
trata de crecimiento de tablas de ruteo.
Estos datos son extraídos de los estudios de Geoff Houston, los cuales se
pueden ver en el enlace de referencia.
Finalmente, destacamos que, desde el 6 de junio de 2012, los principales
servidores de contenidos (CDN), las más grandes empresas de la industria de
Internet junto a grandes compañías y sitios webs del mundo han decidido
habilitar IPv6 en sus servicios en forma permanente.
Esta fue una iniciativa de Internet Society, junto a muchas de estas grandes
compañías. Desde entonces, el tráfico IPv6 de Internet creció más de 5000%.
Se puede obtener más información en el link de referencia. Este dato es muy
relevante, ya que actualmente la mayoría del contenido en las redes de los

18. Curso IPv6 Básico / Módulo 1: Introducción a IPv6 y situación actual 18
operadores proviene de los grandes proveedores de contenido y sus redes de
distribución a nivel mundial.
En general, en un proveedor de Internet, la suma de Google-Youtube, Facebook-
Instagram, Netflix, Amazon, más otras CDN como Akamai, Cloudflare, etc.,
representa como mínimo el 70% del volumen total de tráfico. Por lo tanto, se
puede decir que, desde el punto de vista de contenido, la gran mayoría se puede
obtener vía IPv6.