Ingeniería Systems: Limitaciones de IPv4 y Presentación de IPv6 - CCNA1 V5

1. Limitaciones de IPv4

A través de los años, IPv4 se actualizó para enfrentar nuevos desafíos. Sin embargo, incluso con los cambios, IPv4 continúa teniendo tres problemas importantes:

Agotamiento de direcciones IP: IPv4 dispone de una cantidad limitada de direcciones IP públicas exclusivas. Si bien existen aproximadamente 4000 millones de direcciones IPv4, la cantidad creciente de dispositivos nuevos con IP habilitado, las conexiones permanentes y el crecimiento potencial de las regiones menos desarrolladas aumentan la necesidad de más direcciones.
Expansión de la tabla de enrutamiento de Internet: los routers utilizan tablas de enrutamiento para determinar cuál es el mejor camino. A medida que aumenta la cantidad de servidores (nodos) conectados a Internet, también lo hace la cantidad de rutas de la red. Estas rutas IPv4 consumen muchos recursos de memoria y del procesador en los routers de Internet.
Falta de conectividad de extremo a extremo: la traducción de direcciones de red (NAT) es una tecnología de implementación frecuente en las redes IPv4. La tecnología NAT proporciona una forma de que varios dispositivos compartan una misma dirección IP pública. Sin embargo, dado que comparten la dirección IP pública, la dirección IP de un host de red interno se oculta. Esto puede resultar problemático para las tecnologías que requieren conectividad de extremo a extremo.

2. Presentación de IPv6

A principios de los años noventa, el Internet Engineering Task Force (IETF) comenzó a preocuparse por los problemas de IPv4 y empezó a buscar un reemplazo.

Esta actividad condujo al desarrollo de IP versión 6 (IPv6). IPv6 supera las limitaciones de IPv4 y constituye una mejora eficaz con características que se adaptan mejor a las demandas actuales y previsibles de las redes.

Las mejoras que proporciona IPv6 incluyen lo siguiente:

Mayor espacio de direcciones: las direcciones IPv6 se basan en un direccionamiento jerárquico de 128 bits, mientras que en IPv4 es de 32 bits. El número de direcciones IP disponibles aumenta drásticamente.
Mejora del manejo de los paquetes: el encabezado de IPv6 se simplificó con menos campos. Esto mejora el manejo de paquetes por parte de los routers intermediarios y también proporciona compatibilidad para extensiones y opciones para aumentar la escalabilidad y la duración.
Eliminación de la necesidad de NAT: con tal cantidad de direcciones IPv6 públicas, no se necesita traducción de direcciones de red (NAT). Los sitios de los clientes, ya sean las empresas más grandes o unidades domésticas, pueden obtener una dirección de red IPv6 pública. Esto evita algunos de los problemas de aplicaciones debidos a NAT que afectan a las aplicaciones que requieren conectividad de extremo a extremo.
Seguridad integrada: IPv6 admite capacidades de autenticación y privacidad de forma nativa. Con IPv4, se debían implementar características adicionales para este fin.

El espacio de direcciones IPv4 de 32 bits proporciona aproximadamente 4 294 967 296 direcciones únicas. De estas, solo 3700 millones de direcciones se pueden asignar, porque el sistema de direccionamiento IPv4 separa las direcciones en clases y reserva direcciones para multicast, pruebas y otros usos específicos.

Como se muestra en la ilustración, el espacio de direcciones IP versión 6 proporciona 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456, o 340 sextillones de direcciones, lo que equivale a aproximadamente todos los granos de arena de la Tierra.