IPv6

IPv4 tiene 32 bits de dirección, que dan poco más de cuatro mil millones de combinaciones. Con una sola dirección por equipo eso se agotó, y se fue tirando a base de direcciones privadas y traducción. IPv6 pasa a 128 bits: 2 elevado a 128 direcciones, una cifra tan grande que el problema del agotamiento deja de existir.

Pero el tamaño no es lo único, y por ahí van las preguntas que separan a quien se lo ha estudiado. IPv6 aprovechó el cambio para simplificar lo que en IPv4 costaba caro.

En IPv6 no existe la difusión. Es de las preguntas más rentables, porque suena raro y por eso se falla.

La cabecera de IPv6 mide 40 bytes y esa cifra no cambia nunca, frente a los 20 a 60 de IPv4. Parece más grande, pero de esos 40 hay 32 que son las dos direcciones, de 16 bytes cada una: la información de control propiamente dicha se ha reducido a 8 bytes.

Que la cabecera sea de tamaño fijo es lo que permite a un router procesarla sin tener que interpretar longitudes variables, y es una de las razones del cambio. Todo lo que en IPv4 iba en el campo de opciones se saca fuera, a las cabeceras de extensión, que viajan ya dentro de la carga útil.

Del reparto de los 128 bits conviene retener uno: por convenio, los 64 bits menos significativos, es decir la mitad de la derecha, identifican al interfaz dentro de la red, y los 64 de la izquierda identifican la red. De ahí que la subred típica en IPv6 sea un /64.

40 bytes fijos en IPv6 frente a 20 a 60 variables en IPv4. Y de los 128 bits, los 64 de la derecha son el identificador del interfaz.

Una dirección IPv6 se escribe en hexadecimal, en ocho grupos de cuatro dígitos separados por dos puntos. Cada grupo son 16 bits, y ocho por dieciséis son los 128 bits. Escrita entera es incómoda, así que se abrevia con dos reglas.

1. 1En cada grupo se quitan los ceros que van por la izquierda. El grupo 0db8 se queda en db8 y el grupo 0000 se queda en un solo 0.
2. 2Una serie de grupos consecutivos que valen cero se sustituye entera por dos signos de dos puntos seguidos. Esto se admite una sola vez por dirección y ni una más.

Ejemplo resuelto. Se parte de 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329. Aplicando la primera regla queda 2001:db8:0:0:0:ff00:42:8329. Aplicando la segunda a los tres grupos de ceros seguidos queda 2001:db8::ff00:42:8329.

La razón de que la segunda regla solo pueda usarse una vez es que si no, la dirección sería ambigua: al expandirla no habría forma de saber cuántos ceros va a poner cada uno de los dos huecos. Cuando hay dos series de ceros, se comprime la más larga; si empatan, la primera. Así, 2001:db8:0:0:a3:0:0:7b2c queda en 2001:db8::a3:0:0:7b2c y no de la otra forma.

Los dos puntos dobles, una sola vez por dirección. Es la regla que más se pregunta de todo IPv6.

IPv6 reduce los modos de envío a tres, y el que desaparece respecto a IPv4 es precisamente el que todo el mundo espera encontrar.

No hay difusión. Lo que en IPv4 se hacía enviando a todos, en IPv6 se hace enviando a un grupo multicast concreto, que es más eficiente porque no molesta a quien no está interesado. Anycast, por su parte, es la base de los servicios de alta disponibilidad: varios servidores anuncian la misma dirección y cada cliente acaba en el que le queda más cerca.

La dirección de bucle local también cambia de aspecto: donde IPv4 tenía el bloque 127.0.0.0/8, IPv6 tiene una sola dirección, ::1/128.

Una dirección unicast no vale en cualquier sitio: según su prefijo, alcanza solo hasta el cable, solo hasta el borde de la organización, o hasta cualquier punto de Internet. Un mismo interfaz suele tener varias a la vez, una de cada ámbito.

La de enlace local se la pone el propio equipo siempre, la use o no, y es la que emplea para descubrir a sus vecinos y a su router antes de tener ninguna otra. La única local se llamó antes de ámbito de sitio. Y la global se reconoce a simple vista porque el prefijo 2000::/3 obliga a que la dirección empiece por 2 o por 3.

FE80 es enlace local, FC00 es única local, empezar por 2 o por 3 es global y FF es multicast.

Los 40 bytes de la cabecera de IPv6 se reparten en pocos campos, y uno de ellos, el de cabecera siguiente, es la pieza que sustituye a las opciones de IPv4.

Cuando hace falta añadir información que no cabe en esos campos, se encadenan cabeceras de extensión: cada una dice en su propio campo de cabecera siguiente qué viene detrás, hasta que la última apunta ya al protocolo de transporte. Lo importante es dónde van: no dentro de la cabecera, sino en la carga útil, y por eso la cabecera básica sigue midiendo 40 bytes pase lo que pase.

Un interfaz puede recibir su dirección IPv6 de tres formas: escrita a mano, entregada por un servidor DHCPv6, que es el modo con estado porque el servidor lleva registro de lo que ha dado, o construida por el propio equipo sin ningún servidor, que es la autoconfiguración sin estado.

En la autoconfiguración sin estado el equipo se entera del prefijo de red preguntando a su router y fabrica él mismo los 64 bits de la derecha, bien al azar, bien a partir de su dirección física con el algoritmo EUI-64 modificado: la dirección MAC de 48 bits se abre por la mitad, en el hueco se colocan los 16 bits FF y FE, y el séptimo bit del primer byte cambia de valor. El resultado son los 64 bits del identificador de interfaz.

La dirección que usa el túnel 6to4 se compone del prefijo 2002 en 16 bits, la dirección IPv4 pública en 32, un identificador de subred en 16 y el identificador de interfaz en los 64 de la derecha.