martes, 9 de abril de 2013

Historia del protocolo TCP/IP y IPv4 - IPv6



1.- Historia del IP.


TCP (Transmission-Control-Protocol, en español Protocolo de Control de Transmisión) es uno de los protocolos fundamentales en Internet. Fue creado entre los años 1973 - 1974 por Vint Cerf y Robert Kahn.

Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadoras pueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a través de las cuales puede enviarse un flujo de datos. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron. También proporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de una misma máquina, a través del concepto de puerto.

TCP da soporte a muchas de las aplicaciones más populares de Internet, incluidas HTTP, SMTP, SSH y FTP.

2.- IPv4.


IPv4 es la versión 4 del Protocolo de Internet (IP o Internet Protocol) y constituye la primera versión de IP que es implementada de forma extensiva. IPv4 es el principal protocolo utilizado en el Nivel de Red del Modelo TCP/IP para Internet. Fue descrito inicial mente en el RFC 791 elaborado por la Fuerza de Trabajo en Ingeniería de Internet (IETF o Internet Engineering Task Force) en Septiembre de 1981, documento que dejó obsoleto al RFC 760 de Enero de 1980.
IPv4 es un protocolo orientado hacia datos que se utiliza para comunicación entre redes a través de interrupciones (switches) de paquetes (por ejemplo a través de Ethernet). Tiene las siguientes características:


• 
Es un protocolo de un servicio de datagramas no fiable (también referido como de mejor esfuerzo).
• 
No proporciona garantía en la entrega de datos.
• 
No proporciona ni garantías sobre la corrección de los datos.
• 
Puede resultar en paquetes duplicados o en desorden.
Todos los problemas mencionados se resuelven en el nivel superior en el modelo TCP/IP, por ejemplo, a través de TCP o UDP.
El propósito principal de IP es proveer una dirección única a cada sistema para asegurar que una computadora en Internet pueda identificar a otra.
IPv4 utiliza direcciones de 32 bits (4 bytes) que limita el número de direcciones posibles a utilizar a 4, 294, 967,295 direcciones únicas. Sin embargo, muchas de estas están reservadas para propósitos especiales como redes privadas, Multidifusión (Multicast), etc. Debido a esto se reduce el número de direcciones IP que realmente se pueden utilizar, es esto mismo lo que ha impulsado la creación de IPv6 (actualmente en desarrollo) como reemplazo eventual dentro de algunos años para IPv4.

3.- IPv6.


La Internet, basada en un diseño de primeros de los años 80, ha experimentado un crecimiento importante en la historia de las telecomunicaciones tanto en usuarios como en aplicaciones. La aparición del IPv4 lanzada en el año 1981, la cual fue la primera versión del protocolo de Internet que se implementó extensamente, fue en gran avance para las comunicaciones dentro de la Red, ya que en ese momento se pensó que eran más que suficientes.
Posteriormente, se desarrolló el Protocolo de Internet versión 5 o IPv5, pero solo fue un protocolo experimental ya que este protocolo, fue orientado a mejorar el procesamiento de flujo de audio, voz y video.

Para arreglar estas deficiencias, desde 1992 se empezó a buscar mecanismos para mejorar e intentar suplir los defectos ya mencionados, la siguiente generación de Protocolos de Internet o IPng (Internet Protocol Next Generation) surgió del IETF (Internet Engineering Task Force), que a culminado con la especificación de un nuevo protocolo IP, sucesor del actual IPv4, conocido formalmente como la versión 6 del Protocolo Internet o IPv6 el cual fue lanzado en el año 1999. Esta nueva versión es el futuro de las comunicaciones, ya que ayudara a nuevos dispositivos a poder estar conectados.

Unos puntos más específicos de la historia cuentan:
·         Para el invierno de 1992 la comunidad del Internet había desarrollado cuatro propuestas diferentes para el IPng que eran: CNAT, IP Encaps, Nimrod y Simple CLNP.
·         Después para diciembre del mismo año, aparecieron tres propuestas más el " PIP " (The P Internet Protocol), el " SIP " (The Simple Internet Protocol) y el " TP/IX".
·         En la primavera de 1992 el "Simple CLNP" se desarrolló en el " TUBA" (TCP and UDP with Bigger Addresses" , y el " IP Encaps " en " IPAE " (IP Address Encapsulation)
·         Para el verano de 1993, IPAE se combinó con el SIP aunque mantuvo el nombre SIP, que posteriormente se fusionó con la PIPA, y al grupo de trabajo resultante se le llamó "SIPP" (Simple Internet Protocol Plus). Casi al mismo tiempo el grupo de trabajo TP/IX cambió su nombre por el de "CATNIP" (Common Architecture for the Internet)
·         Posteriormente, en la reunión del IETF del 25 de julio de 1994 en Toronto Canadá, los directores de área del mismo organismo recomendaron el uso del IPng y lo documentaron en el RFC 1752, (la recomendación para el protocolo IP de siguiente generación)
·         El 17 de noviembre del mismo año fue aprobada esta recomendación por el "IESG" (Internet Engineering Steering Group) que elaboró una propuesta de Estándar.


4.- Porque el agotamiento de las direcciones IPv4.


El crecimiento exponencial de Internet está llevando hacia el agotamiento de las direcciones IPv4, es decir a la progresiva merma de la cantidad de direcciones IPv4 disponibles. Este tema ha sido una preocupación desde los años 80. Como consecuencia, se ha convertido en el factor impulsor en la creación y adopción de diversas nuevas tecnologías, incluidas las redes classful, las direcciones CIDR e IPv6; asimismo, ha sido un elemento clave en la adopción de NAT (Network Address Translation por sus siglas en inglés).
Desde el año 2007, IPv6 se ve como una solución a largo plazo para el agotamiento de las direcciones IPv4 aunque su implantación se está realizando a un paso muy lento. A medida que se acerca el plazo límite del agotamiento de la dirección IPv4, la mayoría de vendedores de equipos e ISPs están empezando a considerar el uso generalizado de IPv6.
El 3 de febrero de 2011, la IANA asignó los últimos bloques libres a los RIRs, efectivamente agotando el pool de direcciones IPv4 disponibles.
Causas
Varias fuerzas amenazan Internet con el agotamiento de direcciones. Cada una de ellas aumentan de manera drástica la demanda de las limitadas direcciones de 32 bits, con frecuencia de formas imprevistas para los diseñadores originales de redes.
·         Dispositivos móviles.- En el momento que IPv4 se convirtió en el estándar de la comunicación mediante red, el coste de integración de capacidades informáticas en dispositivos portátiles ha caído en picada. Como consecuencia, los antiguos dispositivos simples de masas tales como los teléfonos móviles se han convertido en posibles terminales de IPv4. A medida que se implanta al 100% el teléfono móvil a nivel mundial, el resultado es un escenario verosímil en el que cupiera la posibilidad de que cada persona del planeta tuviera asignada una dirección IP. 2
·         Conexiones Always-on.- Durante la década de los 90, el modo predominante del consumidor de acceso a Internet era el telefónico dial-up. Este acceso reduce la presión en las direcciones IP porque los enlaces dial-up están normalmente desconectados y, por lo tanto, no se necesitan direcciones IP permanentes. Sin embargo, en 2007, el acceso de banda ancha supera el 50% de la penetración en el mercado. Las conexiones de banda ancha permanecen activas completamente e, incluso cuando tienen asignadas dinámicamente una dirección, necesitan de una IP continua.3
·         Demografía en internet.- Existen millones de hogares en el mundo desarrollado. En 1990, únicamente una mínima parte tenía conectividad a Internet. Años después, unos 15 años más tarde, casi la mitad de estos hogares tienen conexiones de banda ancha.4
·         Uso ineficiente de direcciones.- A las organizaciones que obtuvieron direcciones IP en los años 80 se les asignaron muchas más direcciones de las que realmente necesitaban. Por ejemplo, a las grandes empresas y universidades se les dieron bloques de direcciones de clase A, con 16 millones de direcciones IPv4 cada uno. Muchas organizaciones siguen utilizando direcciones IP públicas para dispositivos que no son accesibles fuera de sus redes locales y que podrían servirse de la implementación basada en NAT, cediendo un alto rango de direcciones IP para su reasignación. Algunas de las antedichas organizaciones también poseen direcciones IP que, actualmente, no se utilizan pero que no se han devuelto a las autoridades de asignación por varias razones.
Debido a las ineficiencias causadas por el uso de redes secundarias, es muy difícil utilizar todas las direcciones en bloque. El radio de densidad de hosts, tal y como se define en RFC 3194, es una medida intuitiva del uso de bloques de direcciones IP.

5.- Migración del IPv4 al IPv6.


El agotamiento de las direcciones IPv4 ha sido una preocupación desde los años 80 ya que la cantidad de usuarios que ahora recurren a la Internet ha aumentado de forma considerable, además de que ya no solo los computadores se conectan a Internet sino que también otros objetos tecnológicos como las PDA, los celulares, consolas, entre otros, y es por esto que ahora las direcciones se agotan mucho más rápido de antes.
Como consecuencia de esto se han inventado nuevas tecnologías y protocolos para solventar este problema, y uno de ellos es la creación del nuevo protocolo IPv6 sobre el cual trataremos en este informe, comparándolo con el IPv4 actual y explicando el “Por qué” es necesaria esta migración.
En la actualidad Internet ha pasado a formar parte de un medio de comunicación necesario y fundamental en las sociedades, pues se puede observar que hoy en día, en cualquier mercado, ya sea financiero, económico, telecomunicaciones, académico, etc., Internet es una excelente herramienta para cualquier aplicación o tarea que se desee realizar.
Debido a ésta gran importancia de Internet, es de suma importancia que toda su estructura sea robusta y mejorada continuamente. Y una de las partes fundamentales de la estructura de Internet y de las todas las redes de computadoras es el protocolo enrutado IP.
La versión del protocolo enrutado IP que se utiliza actualmente y que se utilizó por mucho tiempo, por su gran poder y escalabilidad, fue el protocolo IPv4, pero desafortunadamente IPv4 quedó pequeño para todo el desarrollo y crecimiento de aplicaciones de las redes de computadoras que actualmente existen. Es por ello que la IETF decidió dar el paso como parte de la evolución misma de IP para llegar a su nueva versión la cual denominaron IPv6 o IPng. Con IPv6, se aliviará toda la demanda naciente y creciente que se tiene hoy en día de direcciones IP, para cada una de las aplicaciones que se tienen y se tendrán en el futuro. IPv6 ofrecerá poder direccionar 2128 nodos, lo que es equivalente a 340,282,366,920,938,463,374,607,431,768,211,456 nodos, debido a que ahora la dirección constará de 128 bits, lo cual elimina muchas de las herramientas que se utilizaban en IPv4 para poder optimizar el espacio de direccionamiento con el que se contaba 232.
IPv6 trae consigo una ligera modificación en el formato de la cabecera, así como en la forma de direccionar los nodos. Ahora con IPv6, los campos ya no serán campos de 8 bits representados en forma decimal, sino que serán campos de 16 bits representados en forma hexadecimal y que están separados con “:”, lo cual cambia la forma de direccionar, así como elimina o cambia algunas herramientas de enrutamiento y gestión que se venían utilizando con IPv4.
Además IPv6 obliga a los demás protocolos de otras capas a realizar cambios para poder adaptarse a las nuevas funcionalidades que IPv6 trae consigo.
En lo que seguridad trata IETF se aseguró de que IPsec fuera obligatorio para IPv6, con lo cual permite que todas las aplicaciones que se creen sean mucho más seguras de las que se tenían en IPv4. Esta seguridad que agrega IPsec, se agrega únicamente en la capa de Internet, y se puede predecir que en base a las lecciones que se aprendieron con IPv4, en relación a seguridad, IPv6 será más segura que IPv4.
¿Es necesaria la migración?
Absolutamente si, el estado actual de las telecomunicaciones hacen imperiosa una migración a la nueva versión del protocolo de internet, ya que la versión 4 si bien fue todo lo que se necesitó en un tiempo, ahora está obsoleto y no contempla necesidades actuales como la gran cantidad de dispositivos que necesitan dirección IP única, tanto tradicionales (computador, Smartphone, PDA) como los nuevos artefactos que van saliendo (marcos digitales, relojes, alarmas), por lo que las direcciones IPv4 se están agotando, lo que significaría que en poco tiempo (no es posible predecir el tiempo, se cree que será dentro de dos años) llegaremos un punto en el que no podremos tener más puntos de red conectados a la red de redes.
Actualmente, con IPv4, tenemos 232 direcciones IP disponibles, en cambio IPv6 al tener direcciones de 128 bits nos provee 2128 direcciones, es decir, 295 direcciones por cada ser humano.
¿Que se necesita para migrar?
Para poder migrar una red local a IPv6 es necesario cambiar todos los equipos (routers, tarjetas de red, firewalls, etc.) a unos que sean compatibles con IPv6, lo cual implica que es un paso demasiado caro. Sin embargo nada de esto sirve si el proveedor de internet no tiene habilitado este protocolo, como dato actualmente en Chile solo 4 instituciones están conectadas a internet directamente con IPv6 (Reuna, NIC, Netup y GTD), por lo que independiente del protocolo de la red local casera, en estos momentos estaremos conectados a internet obligadamente mediante IPv4.
En el caso de nuestra universidad, actualmente se ocupa un mecanismo llamado Dual Stack, que permite que AP con IPv4 e IPv6 puedan conectarse a la red sin problemas



6.- Como cambia el mundo con la llegada del IPv6.


WASHINGTON, Estados Unidos.- Luego de haber completado la fase de pruebas, el flamante protocolo IPV6 fue puesto en funcionamiento en un revolucionario hecho que llena de expectativas a los miles de millones de usuarios de la red.

En la actualidad, para llevar a cabo la inmensa transferencia de información entre máquinas, es necesario que a cada una de ellas se le asigne una dirección numérica que es conocida como IP. Es decir, que cada dispositivo conectado a la red tiene un número que lo identifica y distingue de los demás. De esa manera, puede enviar y recibir datos.

El protocolo que rige la asignación de estos números actualmente es el IPV4, que prevé un total de 4.200 millones de IP distintos. Este número estaba empezando a quedar chico, ante la aparición de cada vez más artefactos conectados.

A pesar de la posibilidad de utilizar "IP dinámicas", que hace que los números roten a medida que las máquinas se conectan y desconectan, era necesaria una modificación todavía más importante. Por eso, la llegada del IPV6 supone un cambio revolucionario que posibilitará que 340 sextillones de usuarios se conecten simultáneamente. Bienvenido a una nueva era. (Especial)








Bibliografía

1.    Blanchet, Marc, Migrating to IPv6: a practical guide to implementing IPv6 in mobile and fixed networks, Inglaterra: John Wiley & Sons Ltd., 2006. 413 pp.
2.    Beijnum, Van Iljitsch, Running IPv6, Estados Unidos: Apress, 2006. 266 pp.
3.    Hagen, Silvia, IPv6 Essentials, 2a ed. s.l.: O’Reilly, 2006. 230 pp.
4.    Loshin, Pete, IPv6 clearly explained, Estados Unidos: Morgan, Kaufmann Publishers, Inc., 1999. 297 pp.
5.    Miller, Mark A, Implementing IPv6, 2a ed. Estados Unidos: M&T Books,2000. 406 pp.
6.    Stallings, William, Comunicaciones y Redes de Computadores, 6a ed, España: Pearson Educación, 2000. 747 pp.
7.    Tanenbaum, Andrew s. , Redes de Computadoras, 4a ed. México: Pearson Educación, 2003. 891pp.
8.    Navarro, Anna, Diccionario de términos de comunicaciones y redes, España: Cisco Press, 2003. 600 pp.
9.    Wilson, Paul; Michaelson, George; Huston, Geoff. «Redesignation of 240/4 from "Future Use" to "Limited Use for Large Private Internets"». Consultado el 14-11-2007.
10.  draft-fuller-240space-00 - Reclassifying 240/4 as usable unicast address space
11.  «Address Classes». Windows 2000 Resource Kit. Microsoft. Consultado el 14-11-2007.
12.  Hain, Tony. «A Pragmatic Report on IPv4 Address Space Consumption». Consultado el 14-11-2007.
13.  van Beijnum, Iljitsch. «IPv4 Address Consumption». Consultado el 14-11-2007.
14.  «TCP/IP Overview». Cisco Systems, Inc. Consultado el 14-11-2007.
15.  «Intel® Express 10 Switch TCP/IP Basics». Intel Corporation. Consultado el 14-11-2007.





Referencia electronica


16.  http://docente.ucol.mx/al971977/public_html/tarea1s.o..htm
17.  http://www.xtimeline.com/evt/view.aspx?id=351532
18.  http://www.aprender21.com/demos/demo-curso-tcp-ip.pdf
19.  http://www.alcancelibre.org/staticpages/index.php/introduccion-ipv4
20.  http://teoriageneral-ipv6.blogspot.com/2009/11/historia-de-ipv6.html
21.  http://es.wikipedia.org/wiki/Agotamiento_de_las_direcciones_IPv4
22.  (2012, 11). Migración De Redes De Protocolo Ipv4 A Ipv6. BuenasTareas.com. Recuperado 11, 2012, de http://www.buenastareas.com%2Fensayos%2FMigracion-De-Redes-De-Protocolo-Ipv4%2F6449360.html

          http://www.ietf.org/rfc/rfc760.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc791.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc1643.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc1700.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc1797.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc1918.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc2544.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc3021.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc3068.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc3171.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc3330.txt
          http://www.ietf.org/rfc/rfc3927.txt









Contenido







4 comentarios: