IPv6 para niños

El IPv6 es la versión más reciente del protocolo de Internet, una especie de "lenguaje" que usan los dispositivos para comunicarse en la red. Fue creado para solucionar un problema importante: la escasez de direcciones en la versión anterior, el IPv4.

Imagina que cada dispositivo conectado a Internet (tu teléfono, tu computadora, una consola de videojuegos) necesita una dirección única, como un número de teléfono o una dirección postal. El IPv4 solo podía ofrecer unas 4.300 millones de direcciones. Aunque parece mucho, con tantos dispositivos conectándose a Internet en todo el mundo, especialmente en países con mucha población, esas direcciones se estaban agotando rápidamente. A principios de 2010, quedaban muy pocas direcciones IPv4 disponibles.

Por eso, en diciembre de 1998, expertos como Steve Deering y Robert Hinden de empresas de tecnología comenzaron a desarrollar el IPv6. Este nuevo protocolo puede generar una cantidad gigantesca de direcciones: ¡más de 340 sextillones! Es como si hubiera direcciones suficientes para darle miles de millones a cada milímetro cuadrado de la Tierra. Esto asegura que tendremos direcciones para muchísimos dispositivos en el futuro.

¿Por qué necesitamos IPv6?

Durante los primeros años de Internet, a finales de los años 80, los expertos se dieron cuenta de que las direcciones IPv4 no serían suficientes para el crecimiento futuro. A principios de los años 90, ya era claro que se necesitaba una solución más grande.

En 1992, el Internet Engineering Task Force (IETF), un grupo que ayuda a definir cómo funciona Internet, empezó a buscar ideas para la "próxima generación de IP" (IPng). Así fue como, en 1994, se propuso oficialmente el IPv6. Curiosamente, la versión número 5 (IPv5) ya se había usado para un proyecto experimental de transmisión de voz y video, por eso la siguiente versión se llamó IPv6.

Se espera que IPv6 funcione junto con IPv4 por un tiempo. Los dispositivos que solo usan IPv6 no pueden comunicarse directamente con los que solo usan IPv4, por lo que necesitan ayuda de sistemas intermedios para entenderse.

Novedades y mejoras de IPv6

IPv6 es una versión mejorada de IPv4. Mantiene las funciones más importantes y añade características nuevas, mientras que algunas funciones menos usadas de IPv4 se hicieron opcionales o se eliminaron para simplificar el sistema. La mayoría de los programas y aplicaciones de Internet no necesitan muchos cambios para funcionar con IPv6.

El formato de los "paquetes" de datos en IPv6 es diferente, diseñado para que los routers (los aparatos que dirigen el tráfico de Internet) los procesen más rápido. Como las cabeceras de los paquetes IPv4 e IPv6 son distintas, los dos protocolos no pueden hablar directamente entre sí sin ayuda.

Algunos de los cambios más importantes de IPv4 a IPv6 son:

Más direcciones disponibles

Una dirección IPv6, mostrada en formato hexadecimal y binario.

El cambio más grande es la cantidad de direcciones. Las direcciones IPv6 tienen 128 bits de largo, lo que permite una cantidad enorme de combinaciones. Esto ayuda a organizar mejor las redes y a que los routers encuentren las rutas de manera más eficiente.

Con IPv4, se usaban técnicas complejas para aprovechar el pequeño espacio de direcciones. Con IPv6, es mucho más fácil reorganizar las direcciones de una red si es necesario, porque los dispositivos pueden configurarse automáticamente.

Configuración automática de direcciones

Los dispositivos con IPv6 pueden configurarse solos cuando se conectan a una red que usa IPv6. Esto significa que, al conectar un nuevo aparato, este puede obtener su propia dirección sin que tengas que configurarlo manualmente. Es como un sistema "Plug and Play" para las direcciones de red.

Cuando un dispositivo se conecta por primera vez, envía un mensaje para pedir información de configuración a los routers de la red. Si los routers están listos, le enviarán los datos necesarios para que el dispositivo obtenga su dirección. Si la configuración automática no es suficiente, también se pueden asignar direcciones de forma manual o con otros sistemas.

Envío a múltiples destinos (Multicast)

La función "multicast" permite enviar un solo paquete de datos a varios destinos al mismo tiempo. En IPv6, esta función es parte fundamental del protocolo. En IPv4, era opcional.

IPv6 no usa el concepto de "broadcast" (enviar un paquete a todos los dispositivos de una red local), pero se puede lograr un efecto similar enviando un paquete a un grupo especial de "todos los nodos" en la red local.

Seguridad integrada

El protocolo de seguridad de Internet, llamado IPsec, que sirve para cifrar y autenticar la información, es una parte esencial de IPv6. Esto significa que la seguridad está incorporada desde el diseño, a diferencia de IPv4, donde era una opción que se añadió después. Aunque el soporte para IPsec es obligatorio en IPv6, su uso no siempre lo es.

Procesamiento más sencillo para los routers

Se hicieron varias simplificaciones en la forma en que se organizan los paquetes de datos para que los routers puedan procesarlos de manera más rápida y eficiente.

• La cabecera del paquete IPv6 es más sencilla que la de IPv4. Aunque las direcciones IPv6 son más largas, la cabecera básica de IPv6 es solo el doble de larga que la de IPv4, porque los campos menos usados se movieron a opciones separadas.
• Los routers IPv6 no dividen los paquetes grandes en partes más pequeñas (no hacen "fragmentación"). Esto lo hace el dispositivo que envía la información.
• La cabecera IPv6 no tiene una "suma de comprobación" (checksum) para verificar errores. Se asume que la verificación de errores la hacen otras capas del protocolo. Esto significa que los routers no tienen que recalcular esta suma cada vez que un paquete pasa por ellos, lo que acelera el proceso.
• El campo "Tiempo de Vida" de IPv4, que limitaba cuánto tiempo podía viajar un paquete, ahora se llama "Límite de saltos" en IPv6. Simplemente cuenta cuántos routers puede atravesar un paquete antes de ser descartado.

Movilidad mejorada

IPv6 está diseñado para que los dispositivos móviles puedan moverse de una red a otra sin perder su conexión o cambiar su dirección IP. Esto es útil para teléfonos y otros dispositivos que se conectan a Internet en diferentes lugares.

Soporte para extensiones y opciones

IPv6 permite añadir nuevas funciones y opciones de manera flexible. Esto significa que el protocolo puede evolucionar y adaptarse a futuras necesidades sin tener que cambiar su estructura principal.

Paquetes de datos muy grandes (Jumbogramas)

IPv4 limita el tamaño de los paquetes de datos a 64 kilobytes. IPv6 puede manejar paquetes mucho más grandes, llamados "jumbogramas", que pueden ser de hasta 4 gigabytes. Esto es útil para redes que manejan mucha información y pueden mejorar la eficiencia.

Cómo se escriben las direcciones IPv6

Las direcciones IPv6 son mucho más largas que las IPv4. Se escriben como ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales (números y letras de la A a la F). Por ejemplo:

`2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334`

Para hacerlas más cortas, se pueden comprimir los grupos de ceros. Si un grupo es "0000", se puede omitir. Si hay dos o más grupos de ceros seguidos, se pueden reemplazar por "::". Por ejemplo:

`2001:0db8:85a3:0000:0000:0000:1428:57ab` se puede escribir como: `2001:0db8:85a3::1428:57ab`

Pero solo se puede usar "::" una vez en una dirección para evitar confusiones. También se pueden omitir los ceros iniciales dentro de un grupo.

Paquetes de datos IPv6

Un paquete de datos en IPv6 tiene dos partes principales: la cabecera (que es como la "etiqueta" del paquete) y la carga útil (que son los datos que se envían).

Cabecera fija

Los primeros 40 bytes del paquete son la cabecera fija. Contiene información esencial como:

• Las direcciones de origen y destino (quién envía y quién recibe).
• La versión del protocolo (IPv6).
• La clase de tráfico (para dar prioridad a ciertos datos).
• La etiqueta de flujo (para manejar la calidad del servicio).
• La longitud de los datos.
• La cabecera siguiente (indica si hay más cabeceras de extensión o el tipo de datos).
• El límite de saltos (cuántos routers puede atravesar).

Cabeceras de extensión

IPv6 tiene un diseño flexible que permite añadir "cabeceras de extensión" opcionales. Estas cabeceras se colocan entre la cabecera fija y los datos, y permiten añadir nuevas funciones al protocolo a medida que se necesiten.

Existen varios tipos de cabeceras de extensión, cada una con una función específica, como:

• Opciones salto a salto: Información que cada router en el camino debe revisar.
• Enrutamiento: Métodos para especificar cómo debe viajar el paquete.
• Fragmentación: Parámetros para dividir paquetes grandes (solo en el origen).
• Autenticación: Información para verificar la autenticidad de los datos (parte de IPsec).
• Seguridad de la carga útil: Información cifrada para una comunicación segura (parte de IPsec).
• Opciones para el destino: Información que solo el destino final necesita revisar.

Carga útil

La carga útil es la parte del paquete que lleva los datos reales. Puede tener un tamaño de hasta 64 kilobytes, o incluso más con una opción especial para "jumbogramas".

IPv6 y los nombres de dominio

Cuando escribes una dirección web como "wikipedia.org", tu computadora usa el Sistema de Nombres de Dominio (DNS) para encontrar la dirección IP numérica de ese sitio. Para las direcciones IPv6, el DNS usa un tipo de registro especial llamado "AAAA" (cuatro 'A's).

¿Cómo se está adoptando IPv6?

Debido al agotamiento de las direcciones IPv4, el cambio a IPv6 ya ha comenzado. Se espera que ambos protocolos convivan por un tiempo, y la adopción global de IPv6 sigue avanzando.

Existen diferentes formas de hacer esta transición:

• Doble pila: Los dispositivos y redes pueden usar tanto IPv4 como IPv6 al mismo tiempo. Es como tener dos "idiomas" de Internet instalados.
• Túneles: Permiten que los paquetes IPv6 viajen a través de redes IPv4. Es como construir un "túnel" para que los datos IPv6 pasen por una carretera IPv4.
• Traducción: Permite que un dispositivo IPv4 se comunique con uno IPv6, y viceversa, traduciendo las direcciones entre ambos protocolos.

Ventajas y desventajas de IPv6

• Ventajas:

* Cantidad ilimitada de direcciones: Suficientes para todos los dispositivos del mundo, incluso los que aún no existen. * Seguridad mejorada: Incluye funciones de cifrado y autenticación de origen desde su diseño. * Paquetes más grandes (Jumbogramas): Permite enviar más datos en un solo paquete, mejorando la eficiencia. * Configuración automática (Plug and Play): Facilita la conexión de nuevos dispositivos a la red. * Diseño escalable: Permite añadir mejoras y nuevas funciones en el futuro. * Mejor calidad de servicio: Puede mejorar las conexiones de voz y video.

• Desventajas:

* Transición costosa y lenta: La mayoría de las redes aún usan IPv4, y cambiar todo es un proceso grande y caro. * Incompatibilidad directa: Los dispositivos IPv4 e IPv6 no se comunican directamente sin mecanismos de transición. * Direcciones más difíciles de recordar: Las direcciones IPv6 son más largas y complejas para las personas. * Falta de conocimiento: Aún hay poca experiencia técnica en IPv6 en algunas regiones.

Adopción de IPv6 en el mundo

Aunque IPv6 se creó por la necesidad urgente de más direcciones, su adopción no ha sido tan rápida como se esperaba. Ha habido periodos de crecimiento, pero luego se ha ralentizado.

Muchos proveedores de Internet y empresas no han dado el paso completo a IPv6 debido a la incompatibilidad con IPv4 y al costo. Además, la reutilización de direcciones IPv4 que no se usan ha disminuido la urgencia de la transición.

A pesar de esto, la adopción de IPv6 sigue creciendo. Por ejemplo, en 2011 se realizó el Día Mundial de IPv6, donde grandes empresas de Internet ofrecieron sus contenidos con IPv6 por 24 horas. En 2012, se llevó a cabo el Lanzamiento Mundial de IPv6, donde muchos proveedores y compañías web habilitaron permanentemente IPv6 en sus servicios.

La adopción no es igual en todas partes del mundo. Algunas regiones, como América, partes de Europa, el sur de Asia y Australia, tienen una mayor implementación de IPv6.

Galería de imágenes

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  Una ilustración de una dirección IP (versión 6), en hexadecimal y binario.