Aspectos fundamentales de direccionamiento IPv6

Representación de direcciones

El formato y la representación de las direcciones son las modificaciones más notables para el usuario experimentado y para el ingeniero de red en esta nueva versión del protocolo: las direcciones en IPv6 también son fijas pero pasan de 32 a 128 bits. Aunque los principios son muy similares a los utilizados en IPv4, en una primera instancia el nuevo direccionamiento parece mucho más complejo. Resulta interesante conocer los principios y las reglas de atribución antes de entrar en los detalles del protocolo.

El presente capítulo muestra los distintos tipos de direcciones. Explica en detalle el plan de direccionamiento agregado que ha sido elegido para construir la Internet IPv6. También describe la forma de constituir una dirección IPv6.

Aspectos fundamentales del direccionamiento IPv6

Representación de direcciones

La representación textual de una dirección IPv6 se efectúa dividiendo la palabra de 128 bits en 8 palabras de 16 bits en formato hexadecimal, separadas por el caracter ":". Por ejemplo:

2001:0DB8:0000:0000:0400:A987:6543:210F

No es necesario escribir los ceros a la izquierda de un campo:

2001:DB8:0:0:400:A987:6543:210F

Además, varios campos nulos consecutivos, pueden abreviarse como "::". Así, la dirección anterior puede escribirse como:

2001:DB8::400:A987:6543:210F

Naturalmente, para evitar ambigüedades, la abreviación "::" sólo puede usarse una vez en una dirección. Los casos extremos son la dirección indefinida (utilizada para designar las rutas por omisión), que tiene todos los bits en cero y que se escribe de manera compacta como:

::

y la dirección de bucle local (loopback), equivalente al prefijo 127/8 en IPv4, en la que todos los bits son cero excepto el último. Ésta se escribe de forma compacta como:

::1

La representación de prefijos de red IPv6 es similar a la notación CIDR (RFC 1519) para los prefijos IPv4. Así, un prefijo IPv6 sigue el formato representado por la notación:

dirección-ipv6/longitud-del-prefijo-en-bits

Se permite el uso de formatos abreviados con "::"

2001:0DB8:7654:3210:0000:0000:0000:0000/64
2001:DB8:7654:3210:0:0:0:0/64
2001:DB8:7654:3210::/64

Debe tenerse precaución al utilizar esta notación con prefijos que no terminan en un bloque de 16 bits. Por ejemplo, el prefijo 3EDC:BA98:7654:3::/56 equivale en realidad a 3EDC:BA98:7654:0000::/56 pues se escribe 3EDC:BA98:7654:0003::/56.

Es posible combinar el prefijo de red con y el identificador de la interfaz en una sola notacion. Así, esta dirección IPv6 2001:DB8:7654:3210:945:1321:ABA8:F4E2/64 indica que el prefijo de red está constituido por los primeros 64 bits.

Estas representaciones pueden parecer mucho más complejas que con IPv4, pero en realidad, direcciones lógicas o concisas se forman a través de reglas precisas. Estas reglas facilitan fuertemente la manipulación y la memorización de direcciones, como se verá más adelante (cf Direccionamiento global).

En algunos casos una dirección (o varias direcciones) IPv4 puede estar contenida en una dirección IPv6. Para destarcarlas, la notación clásica de IPv4, es decir cuatro octetos en representación decimal separados por un punto, puede utilizarse dentro de una dirección IPv6. De esta forma,

::128.12.13.14

representa una dirección IPv6 compuesta por 96 bits en cero, seguidos de los 32 bits de la dirección IPv4 128.12.13.14

En ocasiones es necesario manipular las direcciones IPv6 literalmente. El caracter ":" utilizado para separa las palabras, puede crear ambigüedades. Ese es el caso, por ejemplo, con las URL en las que el mismo caracter también se puede utilizar para especificar el número de puerto. Así, la URL:

http://2001:DB8:12::1:8000/

podría representar tanto el puerto 8000 en el dispositivo con dirección IPv6 2001:DB8:12::1, como el dispositivo 2001:DB8:12::1:8000 que utiliza el puerto por omisión. Para evitar esta ambigüedad, el RFC 2732 propone delimitar la dirección IPv6 entre "[ ]". Dependiendo del caso, la dirección precedente se escribiría:

http://[2001:DB8:12::1]:8000/

o

http://[2001:DB8:12::1:8000]/

Esta representación puede extenderse a otros dominios, como X-window o al protocolo de señalización para telefonía SIP.

Type des adresses

IPv6 reconnaît trois types d'adresses : unicast, multicast et anycast. Le type d'adresse définit la cardinalité de la communication: à combien de destinataire doit être remis le paquet.

Le premier de ces types désigne de manière unique une interface. Un paquet envoyé à une telle adresse, sera donc remis à l'interface ainsi identifiée. Parmi les adresses unicast, on peut distinguer celles qui auront une portée globale, c'est-à-dire désignant sans ambiguïté une destination sur le réseau Internet et celles qui auront une portée locale (lien ou site). Ces dernières ne pourront pas être routées sur l'Internet c'est à dire qu'un paquet comportant une adresse de destination avec une portée locale sera ignoré et éliminé par un routeur de l'Internet. La portée d'une adresse indique en faite la limite de la propriété d'unicité.

Une adresse de type multicast désigne un groupe d'interfaces qui en général appartiennent à des noeuds différents pouvant être situés n'importe où dans l'Internet. Lorsqu'un paquet a pour destination une adresse de type multicast, il est acheminé par le réseau à toutes les interfaces membres de ce groupe.

Il faut noter qu'il n'y a plus d'adresses de type broadcast comme sous IPv4 ; elles sont remplacées par des adresses de type multicast. En effet, l'adresse de broadcast peut être émulée avec une adresse multicast en constituant un groupe qui comporte tous les noeuds. De plus, l'absence de broadcast évite les problèmes de saturation des réseaux locaux commutés. Ainsi un réseau IPV6 passe mieux en terme de facteur d'échelle sur ce type de réseau.

Le dernier type, anycast, est une officialisation de propositions faites pour IPv4 RFC 1546. Comme dans le cas du multicast, une adresse de type anycast désigne un groupe d'interfaces, la différence étant que lorsqu'un paquet a pour destination une telle adresse, il est acheminé à un des éléments du groupe et non pas à tous. C'est, par exemple, le plus proche au sens de la métrique des protocoles de routage. Cet adressage est principalement expérimental, voir Adresses anycast.

Certains types d'adresses sont caractérisés par leur préfixe RFC 3513. Le tableau suivant (source : http://www.iana.org/assignments/ipv6-address-space) donne la liste de ces préfixes. La plage «réservée» du préfixe 0::/8 est utilisée pour les adresses spéciales (adresse indéterminée, de bouclage, mappée, compatible). On notera que plus de 70% de l'espace disponible n'a pas été alloué, ce qui permet de conserver toute latitude pour l'avenir.

Une interface possèdera généralement plusieurs adresses IPv6. En IPv4 ce comportement est exceptionnel, il est banalisé en IPv6.

Adressage global : plan d'adressage agrégé

Ce plan, proposée dans le RFC 3587, précise la structure d'adressage IPv6 définie dans le RFC 3513 en précisant les tailles de chacun des blocs. Il est géré de la même manière que CIDR en IPv4. Une adresse intègre trois niveaux de hiérarchie :

Figure : Adresses Globales

• une topologie publique (appelée Global Prefix) codée sur 48 bits, allouée par le fournisseur d'accès;
• une topologie de site codée sur 16 bits (appelée Subnet ID). Ce champ permet de coder les numéros de sous réseau du site;
• un identifiant d'interface sur 64 bits (appelé Interface ID) distinguant les différentes machines sur le lien.