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Tipos de direccionamiento IPv6

Direcciones Unicast locales

Las direcciones unicast, son agregables con máscaras de bits contiguos, similares al caso de IPv4, con CIDR (Class-less Interdomain Routing). Como hemos visto, hay varias formas de asignación de direcciones unicast, y otras pueden ser definidas en el futuro.

Los nodos IPv6 pueden no tener ningún conocimiento o mínimo de la estructura interna de las direcciones IPv6, dependiendo de su misión en la red (por ejemplo, host frente a router).

Dispositivos más sofisticados pueden tener un conocimiento más amplio de la jerarquía de la red, sus límites, etc., en ocasiones dependiendo de la posición misma que el dispositivo o host/router, ocupa en la propia red.

El “identificador de interfaz” se emplea, por tanto, para identificar interfaces en un enlace, y deben de ser únicos en dicho enlace. En muchos casos también serán únicos en un ámbito más amplio. Por lo general, el identificador de interfaz coincidirá con la dirección de la capa de enlace de dicha interfaz. El mismo identificador de interfaz puede ser empleado en múltiples interfaces del mismo nodo, sin afectar a su exclusividad global en el ámbito IPv6.

Se han definido dos tipos de direcciones unicast de uso local: Local de Enlace (Link-Local) y Local de Sitio (Site-Local).
Las direcciones locales de enlace han sido diseñadas para direccionar un único enlace para propósitos de autoconfiguración (mediante identificadores de interfaz), descubrimiento del vecindario, o situaciones en las que no hay routers.
Por tanto, los encaminadores no pueden retransmitir ningún paquete con direcciones fuente o destino que sean locales de enlace (su ámbito esta limitado a la red local).
Se trata de direcciones FE80::/10.

Las direcciones locales de sitio permiten direccionar dentro de un “sitio” local u organización, sin la necesidad de un prefijo global. Se configuran mediante un identificador de subred, de 16 bits. Los encaminadores no deben de retransmitir fuera del sitio ningún paquete cuya dirección fuente o destino sea “local de sitio” (su ámbito esta limitado a la red local o de la organización).
Se trata de direcciones FEC0:::/10.

Direcciones Anycast

Las direcciones anycast tienen el mismo rango de direcciones que las unicast.
Cuando una dirección unicast es asignada a más de una interfaz, convirtiéndose en una dirección anycast, los nodos a los que dicha dirección ha sido asignada, deben ser explícitamente configurados para que reconozcan que se trata de una dirección anycast.

Existe una dirección anycast, requerida para cada subred, que se denomina “dirección anycast del router de la subred” (subnet-router anycast address). Su sintaxis es equivalente al prefijo que especifica el enlace correspondiente de la dirección unicast, siendo el indicador de interfaz igual a cero.

Todos los routers han de soportar esta dirección para las subredes a las que están conectados. Los paquetes enviados a la “dirección anycast del router de la subred”, serán enviados a un router de la subred.

Una aplicación evidente de esta característica, además de la tolerancia a fallos, es la movilidad. Imaginemos nodos que necesitan comunicarse con un router entre el conjunto de los disponibles en su subred.

Dentro de cada subred, los 128 valores superiores de identificadores de interfaz están reservados para su asignación como direcciones anycast de la subred.

La construcción de una dirección reservada de anycast de subred depende del tipo de direcciones IPv6 usadas dentro de la subred. Las direcciones cuyos tres primeros bits (prefijo de formato) tienen valores entre 001 y 111 (excepto las de multicast, 1111 1111), indican con el bit “universal/local” igual a cero, que el identificador de interfaz tiene 64 bits, y por tanto no es globalmente único (es local).

Direcciones Multicast

Una dirección multicast en IPv6, puede definirse como un identificador para un grupo de nodos. Un nodo puede pertenecer a uno o varios grupos multicast.

El “Identificador de Grupo”, identifica, como cabe esperar, el grupo de multicast concreto al que nos referimos, bien sea permanente o temporal, dentro de un determinado ámbito.
Por ejemplo, si asignamos una dirección multicast permanente, con el identificador de grupo 101 (hexadecimal), al grupo de los servidores de tiempo (NTS), entonces:
    FF01::101 significa todos los NTS en el mismo nodo que el paquete origen
    FF02::101 significa todos los NTS en el mismo enlace que el paquete origen
    FF05::101 significa todos los NTS en el mismo sitio que el paquete origen
    FF0E::101 significa todos los NTS en Internet

Las direcciones multicast no-permanentes, sólo tienen sentido en su propio ámbito. Por ejemplo, un grupo identificado por la dirección temporal multicast local de sitio FF15::101, no tiene ninguna relación con un grupo usando la misma dirección en otro sitio, ni con otro grupo temporal que use el mismo identificador de grupo (en otro ámbito), ni con un grupo permanente con el mismo identificador de grupo.

Las direcciones multicast no deben ser usadas como dirección fuente en un paquete IPv6, ni aparecer en ninguna cabecera de encaminado. Las principales direcciones multicast reservadas son las incluidas en el rango FF0x:0:0:0:0:0:0:0.

Algunos ejemplos útiles de direcciones multicast, según su ámbito, serían:
    FF01:0:0:0:0:0:0:1 – todos los nodos (ámbito local)
    FF02:0:0:0:0:0:0:1 – todos los nodos (ámbito de enlace)
    FF01:0:0:0:0:0:0:2 – todos los routers (ámbito local)
    FF02:0:0:0:0:0:0:2 – todos los routers (ámbito de enlace)
    FF05:0:0:0:0:0:0:2 – todos los routers (ámbito de sitio)

La dirección FF02:0:0:0:0:1:FFxx:xxxx, denominada “Solicited-Node Address”, o dirección de nodo solicitada, permite calcular la dirección multicast a partir de la unicast o anycast de un determinado nodo. Para ello, se sustituyen los 24 bits de menor peso (“x”) por los mismos bits de la dirección original.

Así, la dirección 4037::01:800:200E:8C6C se convertiría en FF02::1:FF0E:8C6C.
Cada nodo debe de calcular y unirse a todas las direcciones multicast que le corresponden para cada dirección unicast y anycast que tiene asignada.

Direcciones requeridas por cualquier nodo

Todos los nodos, en el proceso de identificación, al unirse a la red, deben de reconocer como mínimo, las siguientes direcciones:
• Sus direcciones locales de enlace para cada interfaz.
• Las direcciones unicast asignadas.
• La dirección de loopback.
• Las direcciones multicast de todos los nodos.
• Las direcciones multicast solicitadas para cada dirección unicast o anycast asignadas.
• Las direcciones multicast de todos los grupos a los que dicho host pertenece.

Además, en el caso de los routers, tienen que reconocer también:
• La dirección anycast del router de la subnet, para las interfaces en las que esta configurado para actuar como router.
• Todas las direcciones anycast con las que el router ha sido configurado.
• Las direcciones multicast de todos los routers.
• Las direcciones multicast de todos los grupos a los que el router pertenece.

Además, todos los dispositivos con IPv6, deben de tener, predefinidos, los prefijos siguientes:
• Dirección no especificada.
• Dirección de loopback.
• Prefijo de multicast (FF).
• Prefijos de uso local (local de enlace y local de sitio).
• Direcciones multicast predefinidas.
• Prefijos compatibles IPv4.
Se debe de asumir que todas las demás direcciones son unicast a no ser que sean específicamente configuradas (por ejemplo las direcciones anycast).

Direcciones unicast globales agregables

Dado que uno de los problemas que IPv6 resuelve es la mejor organización jerárquica del routing en las redes públicas (globales), es indispensable el concepto de direccionamiento “agregable”.

En la actualidad ya se emplea este tipo de direcciones, basadas en la agregación por parte de los proveedores del troncal Internet, y los mecanismos adoptados para IPv6, permiten su continuidad. Pero además, se incorpora un mecanismo de agregación basado en “intercambios”.

La combinación de ambos es la que permite un encaminamiento mucho más eficiente, dando dos opciones de conectividad a unas u otras entidades de agregación.

Se trata de una organización basada en tres niveles:
- Topología Pública: conjunto de proveedores e “intercambiadores” que proporcionan servicios públicos de tránsito Internet.
- Topología de Sitio: redes de organizaciones que no proporcionan servicios públicos de tránsito a nodos fuera de su propio “sitio”.
- Identificador de Interfaz: identifican interfaces de enlaces.

A diferencia de lo que ocurre actualmente, los intercambiadores también proporcionarán direcciones públicas IPv6. Las organizaciones conectadas a dichos intercambiadores también recibirán servicios de conectividad directos, indirectamente a través del intercambiador, de uno o varios proveedores de larga distancia.

De esta forma, su direccionamiento es independiente de los proveedores de tráfico de larga distancia, y pueden, por tanto, cambiar de proveedor sin necesidad de renumerar su organización. Este es uno de los objetivos de IPv6.

Además, una organización puede estar suscrita a múltiples proveedores (multi-homing o “multi-localización”), a través de un intercambiador, sin necesidad de tener prefijos de direcciones de cada uno de los proveedores.

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