De IPv4 a IPv6: asegurando la coexistencia
IPv6 es una nueva versión de Internet Protocol, diseñada para suceder a la actual (IPv4). La transición entre ambas será un largo proceso durante el que se ha de garantizar la coexistencia. Para ello, IETF ha creado el NGTrans Working Group.
La especificación IPv6 introduce en Internet Protocol modificaciones fundamentales. No sólo la longitud de la dirección IP ha sido extendida a 128 bits; también ha sido modificado el formato de la cabecera IP y el modo en que se procesa la información que en ella se alberga. Pasar de IPv4 a IPv6 no es sencillo y los mecanismos que permiten la coexistencia y la transición entre las dos versiones han de estar estandarizadas.
Hoy, cientos de millones de personas están conectadas a Internet y un número equivalente de hosts y dispositivos implementan el protocolo IP. El paso en un día D de IPv4 a IPv6, siguiendo el modelo del Año 2000, no sería práctico. La migración al nuevo IP en tan corto periodo de tiempo requeriría la redefinición de un plan de direccionamiento IPv6 mundial, la instalación del protocolo en cada router y host, y la modificación de las aplicaciones actuales para que puedan soportarlo. Un proceso caro, sin duda, y que podría causar interrupciones del servicio inaceptables. Sencillamente, tal enfoque no tendría sentido, ya que muchas de las aplicaciones hoy operativas no han sido diseñadas para aprovechar las nuevas características de IPv6; ni siquiera las necesitan.
No hay una regla universal que pueda ser aplicada al proceso de transición de IPv4 a IPv6. En algunos casos, adoptar directamente, sin pasos previos, el nuevo IP será la única solución. En Asia, por ejemplo, las autoridades políticas están impulsando fuertemente IPv6 a fin de sostener el crecimiento económico de la zona, garantizando a cada ciudadano un número suficiente de direcciones IP. Asimismo, se ha de desplegar a gran escala una nueva arquitectura IP (como en el networking doméstico móvil) para proporcionar aplicaciones peer-to-peer y servicios innovadores.
Pero otros planes de transición habrán de asegurar una interoperatividad gradual entre IPv4 y IPv6 a medida que evoluciona la transición. Es obvio que los ISP y las empresas preferirán preservar las grandes inversiones realizadas en redes IPv4. Los mecanismos propuestos por el grupo NGTrans permitirán interconectar redes IPv4 e IPv6, así como servidores y clientes basados en ambas versiones.
Algunos estudios pronostican que el periodo de transición finalizará entre 2030-2040; en algún momento de esa década, las redes IPv4 deberían haber desaparecido totalmente. Una historia realmente larga comparada con el rápido crecimiento experimentado por Internet.
Técnicas de transición
El grupo de trabajo NGTrans ha definido tres principales técnicas de transición.La primera es la de doble pila de protocolos, un enfoque muy sencillo de implementar que requiere que los hosts y los routers soporten ambas versiones de IP y, por tanto, servicios y aplicaciones tanto IPv4 como IPv6.
En estos momentos, este enfoque de doble pila es un mecanismo fundamental para introducir IPv6 en las arquitecturas IPv4 actuales y se prevé que siga siendo muy utilizado durante el próximo futuro. Su punto flaco es que obliga a que cada máquina retenga una dirección IPv4, cada vez más escasas. Así, a medida que se difunde IPv6, la técnica de doble pila tendrá que ser aplicada allí donde específicamente ayuda al proceso de transición, por ejemplo en routers y servidores. Un servidor de doble pila puede soportar clientes sólo IPv4 convencionales, nuevos clientes sólo IPv6, y por supuesto clientes de doble pila. Para aquellos casos en que haya insuficientes direcciones IPv4 se ha definido una combinación del modelo de conversión y de doble pila de protocolos, conocido como DSTM (Dual Stack Transition Mechanism).
La segunda técnica se basa en tunneling, que permite, por ejemplo, interconectar las nubes IPv6 a través de un servicio IPv4 nativo por medio de un túnel. Los paquetes IPv6 son encapsulados por un router de extremo antes de ser transportado a través de la red IPv4, siendo desencapsulados en el extremo de la red IPv6 receptora. Los túneles pueden ser configurados estática o dinámicamente como “6to4” o “6over4”.
Además, se ha propuesto TB (Tunnel Broker) para gestionar automáticamente y facilitar el proceso de configuración de las peticiones de túneles de los usuarios. ISATAP (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol) es un nuevo borrador Internet que describe otra técnica para evitar la configuración manual de túneles. “Shipworm”, por su parte, está específicamente diseñado para efectuar tunneling a través de IPv4 Network Address Translators. En los estadios finales de la transición, también se emplearán los túneles para interconectar las nubes IPv4 residuales a través de la infraestructura IPv6.
La última técnica usa un mecanismo de traducción o conversión de protocolos, necesario cuando cuando un host sólo IPv6 ha de comunicar con un host IPv4. La cabecera IP ha de convertida y puede ser requerido un pool de direcciones IPv4 para proporcionar un alias al host IPv6 durante la comunicación. La conversión será más compleja si la aplicación procesa las direcciones IP; de hecho tal conversión hereda la mayoría de los problemas de IPv4 Network Address Translators. También se ha de disponer de ALG (Application-Level Gateways) que conviertan direcciones IP embebidas, recomputación de checksum, etc. SIIT (Stateless IP/ICMP Translation) y NAT-PT (Network Address Translation–Protocol Translation) son las técnicas de conversión asociadas. Como las técnicas de tunneling, la conversión se puede implementar en los routers y hosts de extremo. Para la conversión dentro de un host se han definido los mecanismos BIS (Bump In the Stack) y BIA (Bump In the API).
Implicaciones
En definitiva, se han definido muchos –quizá demasiados– mecanismos de transición ya maduros, que pueden ser combinadas de múltiples formas. En cualquier caso, siempre habrá que tener en cuenta las siguientes consideraciones.
La transición no siempre es la solución. Es importante tener presente que la transición no es la solución a todos los problemas. De hecho, algunas aplicaciones innovadoras necesitan IPv6 para su despliegue masivo. Desplegar mecanismos de transición a gran escala puede además implicar problemas de escalabilidad que podrían limitar enormemente el rendimiento de IPv6 en comparación una solución nativa. Esta es la razón principal por la que el proyecto 3GPP ha elegido IPv6.
Coexistencia de IPv4 e IPv6. Allí donde los dos protocolos han de coexistir, es esencial mantener bajo control la transición para evitar el despliegue de dos infraestructuras Internet paralelas. Las aplicaciones IPv6 se beneficiarán de las enormes inversiones realizadas en el despliegue de redes IPv4.
La transición no sólo afecta a IPv6. IP no es una tecnología aislada, pues implica muchas interacciones con las tecnologías actuales y emergentes. Por ejemplo, resulta fundamental definir cómo transportar el tráfico IPv6 sobre una arquitectura MPLS a medida que el nuevo IP vaya consiguiendo beneficios directos de las mejoras introducidas en ese estándar.
Continuidad del servicio. La transició
La especificación IPv6 introduce en Internet Protocol modificaciones fundamentales. No sólo la longitud de la dirección IP ha sido extendida a 128 bits; también ha sido modificado el formato de la cabecera IP y el modo en que se procesa la información que en ella se alberga. Pasar de IPv4 a IPv6 no es sencillo y los mecanismos que permiten la coexistencia y la transición entre las dos versiones han de estar estandarizadas.
Hoy, cientos de millones de personas están conectadas a Internet y un número equivalente de hosts y dispositivos implementan el protocolo IP. El paso en un día D de IPv4 a IPv6, siguiendo el modelo del Año 2000, no sería práctico. La migración al nuevo IP en tan corto periodo de tiempo requeriría la redefinición de un plan de direccionamiento IPv6 mundial, la instalación del protocolo en cada router y host, y la modificación de las aplicaciones actuales para que puedan soportarlo. Un proceso caro, sin duda, y que podría causar interrupciones del servicio inaceptables. Sencillamente, tal enfoque no tendría sentido, ya que muchas de las aplicaciones hoy operativas no han sido diseñadas para aprovechar las nuevas características de IPv6; ni siquiera las necesitan.
No hay una regla universal que pueda ser aplicada al proceso de transición de IPv4 a IPv6. En algunos casos, adoptar directamente, sin pasos previos, el nuevo IP será la única solución. En Asia, por ejemplo, las autoridades políticas están impulsando fuertemente IPv6 a fin de sostener el crecimiento económico de la zona, garantizando a cada ciudadano un número suficiente de direcciones IP. Asimismo, se ha de desplegar a gran escala una nueva arquitectura IP (como en el networking doméstico móvil) para proporcionar aplicaciones peer-to-peer y servicios innovadores.
Pero otros planes de transición habrán de asegurar una interoperatividad gradual entre IPv4 y IPv6 a medida que evoluciona la transición. Es obvio que los ISP y las empresas preferirán preservar las grandes inversiones realizadas en redes IPv4. Los mecanismos propuestos por el grupo NGTrans permitirán interconectar redes IPv4 e IPv6, así como servidores y clientes basados en ambas versiones.
Algunos estudios pronostican que el periodo de transición finalizará entre 2030-2040; en algún momento de esa década, las redes IPv4 deberían haber desaparecido totalmente. Una historia realmente larga comparada con el rápido crecimiento experimentado por Internet.
Técnicas de transición
El grupo de trabajo NGTrans ha definido tres principales técnicas de transición.La primera es la de doble pila de protocolos, un enfoque muy sencillo de implementar que requiere que los hosts y los routers soporten ambas versiones de IP y, por tanto, servicios y aplicaciones tanto IPv4 como IPv6.
En estos momentos, este enfoque de doble pila es un mecanismo fundamental para introducir IPv6 en las arquitecturas IPv4 actuales y se prevé que siga siendo muy utilizado durante el próximo futuro. Su punto flaco es que obliga a que cada máquina retenga una dirección IPv4, cada vez más escasas. Así, a medida que se difunde IPv6, la técnica de doble pila tendrá que ser aplicada allí donde específicamente ayuda al proceso de transición, por ejemplo en routers y servidores. Un servidor de doble pila puede soportar clientes sólo IPv4 convencionales, nuevos clientes sólo IPv6, y por supuesto clientes de doble pila. Para aquellos casos en que haya insuficientes direcciones IPv4 se ha definido una combinación del modelo de conversión y de doble pila de protocolos, conocido como DSTM (Dual Stack Transition Mechanism).
La segunda técnica se basa en tunneling, que permite, por ejemplo, interconectar las nubes IPv6 a través de un servicio IPv4 nativo por medio de un túnel. Los paquetes IPv6 son encapsulados por un router de extremo antes de ser transportado a través de la red IPv4, siendo desencapsulados en el extremo de la red IPv6 receptora. Los túneles pueden ser configurados estática o dinámicamente como “6to4” o “6over4”.
Además, se ha propuesto TB (Tunnel Broker) para gestionar automáticamente y facilitar el proceso de configuración de las peticiones de túneles de los usuarios. ISATAP (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol) es un nuevo borrador Internet que describe otra técnica para evitar la configuración manual de túneles. “Shipworm”, por su parte, está específicamente diseñado para efectuar tunneling a través de IPv4 Network Address Translators. En los estadios finales de la transición, también se emplearán los túneles para interconectar las nubes IPv4 residuales a través de la infraestructura IPv6.
La última técnica usa un mecanismo de traducción o conversión de protocolos, necesario cuando cuando un host sólo IPv6 ha de comunicar con un host IPv4. La cabecera IP ha de convertida y puede ser requerido un pool de direcciones IPv4 para proporcionar un alias al host IPv6 durante la comunicación. La conversión será más compleja si la aplicación procesa las direcciones IP; de hecho tal conversión hereda la mayoría de los problemas de IPv4 Network Address Translators. También se ha de disponer de ALG (Application-Level Gateways) que conviertan direcciones IP embebidas, recomputación de checksum, etc. SIIT (Stateless IP/ICMP Translation) y NAT-PT (Network Address Translation–Protocol Translation) son las técnicas de conversión asociadas. Como las técnicas de tunneling, la conversión se puede implementar en los routers y hosts de extremo. Para la conversión dentro de un host se han definido los mecanismos BIS (Bump In the Stack) y BIA (Bump In the API).
Implicaciones
En definitiva, se han definido muchos –quizá demasiados– mecanismos de transición ya maduros, que pueden ser combinadas de múltiples formas. En cualquier caso, siempre habrá que tener en cuenta las siguientes consideraciones.
La transición no siempre es la solución. Es importante tener presente que la transición no es la solución a todos los problemas. De hecho, algunas aplicaciones innovadoras necesitan IPv6 para su despliegue masivo. Desplegar mecanismos de transición a gran escala puede además implicar problemas de escalabilidad que podrían limitar enormemente el rendimiento de IPv6 en comparación una solución nativa. Esta es la razón principal por la que el proyecto 3GPP ha elegido IPv6.
Coexistencia de IPv4 e IPv6. Allí donde los dos protocolos han de coexistir, es esencial mantener bajo control la transición para evitar el despliegue de dos infraestructuras Internet paralelas. Las aplicaciones IPv6 se beneficiarán de las enormes inversiones realizadas en el despliegue de redes IPv4.
La transición no sólo afecta a IPv6. IP no es una tecnología aislada, pues implica muchas interacciones con las tecnologías actuales y emergentes. Por ejemplo, resulta fundamental definir cómo transportar el tráfico IPv6 sobre una arquitectura MPLS a medida que el nuevo IP vaya consiguiendo beneficios directos de las mejoras introducidas en ese estándar.
Continuidad del servicio. La transició
