Este documento describe los principales mecanismos de transición de IPv4 a IPv6, incluyendo túneles manuales y automáticos, túneles 6to4 y 6over4, y métodos de traducción como NAPT-PT, SOCKSv5 y BIS. Explica las ventajas y desventajas de cada mecanismo, y recomienda estrategias de migración gradual para redes finales, proveedores de servicios de Internet y backbones principales.

1. Mecanismo de Transición de IPv4 a IPv6 <br />José Carlos Ferrer Bermúdez<br />Laura Vanessa Arroyo Pájaro<br />Fundación Universitaria Tecnológico Comfenalco<br />Sede………..<br />lauravane_12@hotmail.com<br />Teléfono: 3014897367-6582053<br />joseferrethebest@hotmail.com<br />Teléfono: 6604714-3012060033<br />Resumen<br />El presente artículo, contiene información detallada, de los protocolos IPv4 e IPv6, y los diferentes mecanismos que se deben implementar para obtener los nuevos beneficios del protocolo IPv6. Analizando las diferentes características que presentan los protocolos y a las necesidades que exigen el mundo actual se realizo una detallada investigación de los diferentes métodos de transición que ya ciertos países aplicaron para poder utilizar el Protocolo de Internet versión 6 (IPv6). <br />Introducción<br />En la década de los 80, se empezó a desarrollar un nuevo protocolo de telecomunicaciones llamado IP o como lo sus siglas lo indican internet protocolo, el cual como gran novedad tenía la capacidad de comunicar a un gran número de redes con la seguridad que ofrecía al momento de definir diferentes rutas para llegar a una misma red. <br />Inicialmente este protocolo se implemento en pequeñas redes universitarias, además de los entornos militares. Al pasar el tiempo este protocolo se ha vuelto uno de los más utilizados en las empresas y en la unió de usuario de todo el mundo en una única red: INTERNET. En su momento de creación, nadie podía prever la gran expansión que este protocolo podía tener. Para esos tiempos, era más que suficiente, un espacio de direccionamiento de aproximadamente 15 millones con 256 nodos.<br />Ya para la década de los 90 cada empresa que requería del servicio de internet, la empresa encargada de brindar este servicio, asignaba un red clase C, la cual aproximadamente posee unos 256 nodos, en el acto los ingenieros, se dieron cuenta de la gran expansión de este nuevo protocolo y que en muy poco tiempo, se agotarían las direcciones IP del mundo.<br />Por tal motivo, se pensó en dos grandes soluciones para poder llegar a contener el crecimiento de este nuevo protocolo, un de las de cuales fue que a los grandes proveedores de servicio de internet, se le designaban una serie de direcciones donde estos tenía que alquilarlas con el fin de evitar el agotamiento de direcciones, además se empezó a utilizar NAT (Network Address Translation), el cual requería de menos direcciones IP y este lograba contener un poco el agotamiento de direcciones. <br />Como medida a largo plazo los grandes ingenieros empezaron en la tarea de generar una nueva versión del protocolo IP, con lo que hoy conocemos como el nombre del famoso IPv6 o el IPng (Internet Protocolo Next Generation), el cual llegará a sustituir con la versión que todavía se implementa IPv4.<br />Razones del Desarrollo de IPv6 <br />El seguimiento de la IPv6, nace para darla solución a las limitantes que del IPv4, cuyo proyecto creado por la IETF, y denominado por cómo IPng (Internet Protocolo Next Generation).<br />La conexión de mas dispositivos por usuarios como lo son las PDA, los teléfono celulares, y la creación de nueva aplicaciones como ejemplo la de controlar algunos electrodomésticos (neveras, alarmas etc.) <br />El surgimiento de nuevas tecnologías de banda ancho como son la wimax DOCSIS 3.0 la wi-fi. <br />Fueron algunos de los percutores que generaron y ayudaron al desarrollo de la IPv6.<br />Características principales de la IPv6<br />Nuevo formato de encabezado: el encabezado IPv6, posee un nuevo diseño basado en la reducción al mínimo de sobrecarga, esto se consigue moviendo los campos que no son esenciales, y las opciones de campo se colocan como encabezados de extensiones. La simplificación de la IPv6 permite un procesamiento más eficaz en los enrutadores intermedios. Los encabezados IPv4 y los encabezados IPv6 no son interoperables por lo tanto el protocolo IPv6 no es compatible con el protocolo IPv4. Un host debe implementar simultáneamente IPv4 e IPv6 para poder ser reconocer y procesar ambos formato de encabezados.<br />Espacios de direcciones mas grandes<br />Las direcciones de orígenes y destino del protocolo IPv6 son más grandes en comparación con las IPv4 exactamente 128 bits. La IPv6 ha sido diseñada para permitir múltiples niveles de división de subredes y de direcciones de la red troncal de internet de una organización. <br />Infraestructura de direcciones y enrutamiento eficaz y jerarquía.<br />Las direcciones IPv6 fueron creadas para tener una mejor infraestructura y una mejor jerarquía y que tiene en cuenta múltiples proveedores de servicio de internet. En la red internet la IPv6 los enrutadores de red troncal tendrán unas tablas de enrutamiento mucho más pequeñas.<br />Configuracion de direcciones con y sin estado.<br />Esta nueva característica del protocolo IPv6, garantiza la conexión a una red de manera seguro y ágil, siempre y cuando se bajo el control de un servido DHCP, por otro lado la nueva versión de IPv6, se puede implementar de manera manual o sin el control de un servido DHCP, lo que nos garantiza un trabajo más manual y mucho mas tedioso para el administrador de una red.<br />Mejorar de la compatibilidad para los servicios (Qos).<br />Los nuevos campos del encabezado de la IPv6, permite un mejor control de tráfico. La identificación del tráfico mediante una etiqueta de flujo en el encabezado, ayuda a los enrutadores a identificar y a dar una mejor proporción a los paquetes que pertenecen a un flujo dado.<br />Seguridad Integrada<br />La compatibilidad con el IPsec, es un requisito fundamental de la IPv6, este requisito provee una solución basada en los estándares de la seguridad de red y a su vez incrementar la interoperabilidad entre las diferentes implementaciones de IPv6.<br />Capacidad de Ampliación.<br />En la IPv6, se puede ampliar con nuevas características al agregar nuevos encabezados. A diferencia de los encabezados de la IPv4, que se encuentran limitadas en 4ª bytes, las de IPv6, solo se limitado por el tamaño del paquete IPv6.<br />MECANISMOS DE TRANSICION DE IPv4 a IPv6<br />Antes de empezar con los mecanismos de transición debemos tener en cuenta una seria de características que posee la migración del IPv4 a IPv6:<br />-La IPv4 e IPv6 son incompatibles a nivel de paquetes.<br />-Los nodos actuales del internet no reconocen IPv6.<br />-Los routers IP actuales descartan por completo los paquetes Ipv6.<br />-Durante las etapas de transición a nivel lógico habrá internet Ipv4 e Ipv6.<br />Existen dos métodos por los cuales podemos empezar migar el protocolo de internet versión 4 a la versión 6, y los podemos clasificar en dos grandes ramas:<br />La primera rama está compuesta por los mecanismo de túneles, estos primeros mecanismo se basan en encapsular, están dispuestos en unir dos isla la Ipvx y la Ipvy.<br />La segunda rama esta conformada por los mecanismos de traducción, los cuales se basan en traducir los elementos de red, paquetes de un formato a otro.<br />Dentro la primera rama podemos destacar métodos de migración como lo son:<br />Túneles manuales.<br />Túneles Automáticos.<br />Túneles 6TO4.<br />6OVER4.<br />Dentro de los mecanismos de traducción podemos destacar métodos como:<br />NAP-TP<br />SOCKv5.<br />BIS (Bimp in the Stack).<br />Túneles Manuales.<br />Su principal función es interconectas islas IPv6 atreves de un mar IPv4, cada extremo es un nodo dual y en cada uno de ellos se configura las dirección IPv6 e IPv4 tanto local como remotas.<br />Sus principales ventajas, es un método multiplataforma, lo que quiere decir que se puede aplicar para Linux Windows, cisco, telebit, etc. además es un método totalmente transparente respecto al nivel IPv6 y superiores con lo cual no afecta a las aplicaciones. <br />Por otro lado uno de sus principales inconvenientes, es que como no es dinámico, deben establecerse cada una de las direcciones de forma manual o semiautomática.<br />Herramientas Tunel Broker: (Draft-eift-ngtrans-broker)<br />Sistema de alta de túneles con Interfaz WEB.<br />ISPv6 proporcionan acceso al 6-BONE y son accesibles por internet,<br />Datos o script configuración USUARIOS.<br />Datos usuarios y configuración local administrador del sistema.<br />Opcionales: detección de tiempos de inactividad y liberar recursos.<br />Implementación: Windows NT 4.0 y ultima BT.<br /> <br /> <br />Túneles Automáticos<br />Este método de transición permite que a nodos duales comunicarse con una infraestructura IPv4. Direcciones IPv6 “IPv4-compatibles” prefijo 0::/96+ dirección IPv4, se define una interfaz virtual para la dirección IPv4 compatible.<br />Los paquetes destinados a direcciones IPv4 compatibles se envían por túneles automáticos, que deben cumplir las siguientes reglas:<br />La Dirección de origen IPv6: dirección IPv4-compatible local.<br />La dirección destino IPv6: dirección IPv4-compatible remota.<br />La creación automática de túneles se emplea con dirección IPv6 compatibles con IPv4. <br />El uso de túneles automáticos y manuales, los hosts IPv6 se encuentran completamente aislados sin router IPv6 –on-link.<br />Túnel 6to4<br />Su principal características es unir las diferentes islas IPv6 que se encuentran en el océano IPv4, a cada isla IPv6 se le asigna un prefijo IPv6: 2002::/16+dirección IP router frontera.<br />El encaminamiento entre las distintas se apoya en el encaminamiento IPv4 subyacente.<br />La principal ventaja de este método es que al igual que los túneles manuales, son transparentes a nivel de IPv6 y por tanto no afectan las aplicaciones.<br />Otra de las ventajas importantes de este método es que son túneles que se crean de manera dinámica por lo cual no necesitan de previa configuración. Además solo se establecen túneles necesarios para las conexiones activas en cada momento.<br />Desventaja.<br />La principal desventaja de este método es que al momento de la organización que se conecta un ISP IPv6 remoto, no es mas que necesario un túnel o quizás dos por redundancia con otro ISP IPv6, por lo que se puede aplicar el mecanismo de tunes manuales que mas e haya extendido.<br />Debemos de tener en cuenta de que la tecnología IPv6 fue diseñada para favorecer la existencia de la IPv4, que proporciona conectividad unicast entre redes y maquinas IPv6 a través de una infraestructura IPv4. El método 6to4, utiliza la dirección publica de la IPv4 pata construir un prefijo global IPv6.<br /> <br />Túnel 6over4<br />Los nodos de IPv6 dispersos en subredes IPv4, se forma una LAN virtual IPv6.<br />El trafico IPv6 entre nodos es encapsulado en IPv4. Direcciones IPv4 multicast.<br />Los procesos Neighbor/router discovery se hacen empleando multicast.<br />Todos los nodos acceden al 6BONE.<br />Al igual que en los túneles anteriores, poseen transparencia con el IPv6, lo cual no afecta a las aplicaciones, además se trata de túneles establecidos de manera dinamia de tal forma que no necesitan de una previa configuración. Este método permite probar IPv6 en algunos nodos IPv4 sin instalar el Stack IPv6 en los routers. <br />Por otro lado una de sus principales desventajas es que solamente se aplica para redes finales únicamente. Además este método no es compatible con Windows NT 4.0<br />Métodos del Mecanismo de Traducción.<br />NAPT-PT<br />Es un mecanismo que se encarga de la traducción de direcciones con conexiones de redes con dirección IPv4 privado. Esta traducción se basa en el algoritmo SIIT(RFC 2765), este método no es transparente a nivel de aplicación, pero es precisa en algunas extensiones DNS-ALG; transforma peticiones ‘A’ a peticiones “AAAA”. FTP-ALG; las conexiones de tipo ftp poseen problemas pues casi siempre abren conexión tcp, intercambiando IP a nivel de aplicación.<br />Ventajas<br />Muchas redes corporativas ya poseen experiencia con la administración y gestión de las NAT’s.<br />Este método es implementado en la mayor parte de los routers.<br />Si la comunicación es heterogénea los la implementación de los NAT`s es adecuada teniendo en cuenta la carga de trafico prevista.<br />Desventajas<br />La implementación NAT`s, a nivel de administración y gestión es muy costosa. <br />Es mucho más costoso el proceso de traducción que el proceso de entunelar.<br />Si la comunicación extremo-extremo es homogénea, lo mas preferible es entunelar dos sistemas de traducción consecutivos.<br />Si un protocolo de implementación intercaba direcciones IP, lo mejor sería de que tuviera su extensión o modulo correspondiente.<br />SOCKSv5<br />Es un mecanismo de traducción el cual consiste en la conexión a internet en redes con firewall con determinados host. Este se encarga de traducir IPv4-IPv6 y viceversa, con conexiones siempre iniciadas por el cliente.<br />Está compuesto por SOCKs + librerías SOCKs version5.<br />Ventajas.<br />Sistema apto actualmente para corporaciones que deseen actualmente dar acceso a determinados nodos internos a servicios IPv6, sin probar el protocolo.<br />Posee un sistema de autenticación para evitar cualquier uso inadecuado,<br />Desventajas.<br />Es necesario la instalación de la librearías SOCKs en cada uno de los clientes.<br />El proceso de traducción es costoso refiriéndonos a los recursos de servidor.<br />Las conexiones solo deben ser inicializadas por nodos internos, lo cual no se puede tener conexión con el exterior.<br />Como todos los mecanismos de traducción debe tener los algoritmos necesario para poder realizar las diferentes traducciones.<br />Estrategias de migración<br />Las características de migración de IPv4-IPv6, en general las redes finales primero y según el tráfico de IPv6: ISP Backbones principales.<br />Las recomendaciones que se deben de tener en cuenta para las rede finales es:<br />Servidores de Doble Stack, para atender peticiones de tipo IPv6-IPv4.<br />Clientes Doble Stack; para tener conectividad entre servidores IPv4-IPv6.<br />Estrategias de Migración<br />Mediante túnel<br />En la primera fase; se conecta el IPv4 al ISP, entunelar el trafico IPv6 en IPv4 hasta que el ISP ofrezca conexión con IPv6 nativo.<br />En la segunda fase: conexión IPv6 al ISP y túnel IPv4 sobre IPv6 conectar internet versión 4 (caso complementario).<br />Estrategias para los ISPs<br />Se realiza una conexión nativa entre IPv6e IPv4 si no emplear túneles. <br />ISPv4, acceso IPv4 y tratar de ofrecer un internet v6 mediante traductores.<br />Nuevos ISPv6; el mismo proceso que en los ISPv4 pero implementados traductores de IPv4 y ofrecer internet v4. <br />Estrategias de Migración de Backbones<br />Debido a los problemas de rutas, convenientes implementar e utilizar ISP y otros Backbones para evitar una migración forzosa del IPv4.<br />Agradecimientos<br />Referencias<br />-IPv6_Spain_v10.pdf (PROTEGIDO), TK (task forze), 25 paginas 2010.<br />- calos_ralli.pdf(Protegido), 19 paginas introducción a los mecanismos de transición IPv4-IPv6.<br />-Protocolo de internet versión 6 (26 páginas), Universidad de Tunja Facultad de ciencias e ingeniera 2009 archivo en PDf (protegido.) <br />Conclusiones<br />La transición /coexistencia de IPv6/IPv4, es un proceso lento, pero poco a poco va incrementando en el mundo hasta llegar migrar a la IPv4 y satisfacer la demanda mundial.<br />los métodos de transición tanto de traducción como de túnel hasta el mundo son los más eficientes que podemos emplear, y muchos de los países como Japón, china, corea están implementado este tipo de mecanismos para satisfacer la demanda de direcciones.<br />los métodos de traducción son uno de los métodos efectivos pero a su vez más costosos al momento de implementar, hasta el momento lo implementan las grandes corporaciones.<br /> Es necesario continuar realizando las diferentes pruebas de interoperabilidad a nivel nacional, e internacional para evitar cualquier tipo de conflicto y poder convencer a los países europeos y a los estados unidos que es la mejor forma de satisfacer la demanda direcciones.<br />La principal desventaja de los SOCK’s, se tiene implementar las diferentes librerías, esto hace que los recursos de un servidor que se encargue de la tare a de la traducción se vuelva más pesada y consuma sus recursos.<br /> <br />