Encabezado de Paquete IPv4 y Paquete IPv6

Vamos a explicar la función de los principales campos de encabezado en los paquetes IPv4 e IPv6 y la diferencia entre ambos.

¡Bienvenido!: Este tema forma parte del Capítulo 6 del curso de Cisco CCNA 1, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 1 para guiarse del índice.

1. IPv4

1.1. Encabezado de paquetes IPv4

El encabezado de paquetes IPv4 consta de campos que contienen información importante sobre el paquete. Estos campos tienen números binarios que identifican diversos parámetros de configuración del paquete IP. Los diagramas de encabezado del protocolo, que se leen de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, proporcionan una representación visual de consulta al analizar los campos de protocolo.

Encabezado de paquetes IPv4

Encabezado de paquetes IPv4

Los campos más importantes del encabezado de IPv4 son los siguientes:

  • Versión = Contiene un valor binario de 4 bits: 0100 establecido para IPv4.
  • Servicios diferenciados o DiffServ (DS) = antes conocido como “tipo de servicio” (ToS), es un campo de 8 bits que se utiliza para determinar la prioridad de cada paquete. Los primeros seis bits son el punto de código de servicios diferenciados (DSCP), y los últimos dos bits son los de notificación de congestión explícita (ECN).
  • TTL = Contiene un valor binario de 8 bits que se usa para delimitar el tiempo de vida de un paquete. Si el campo TTL llega a cero, el router descarta el paquete y envía a la dirección IP de origen un mensaje de tiempo superado del protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP).
  • Protocolo = Identifica el protocolo de capa superior, como TCP (6), UDP (17)
  • Dirección IP de origen = origen del paquete (dirección IPv4), un valor binario 32 bits.
  • Dirección IP de destino = destino del paquete (dirección IPv4), un valor binario 32 bits

Además:

  • Longitud del encabezado de Internet (IHL), longitud total y el encabezado checksum: Se utiliza para identificar y validar el paquete.
  • Identificación, señaladores y desplazamiento de fragmentos: Se utiliza para reordenar un paquete fragmentado.

1.2. Limitaciones de IPv4

IPv4 aún tiene tres grandes problemas:

  • Agotamiento de direcciones IP: IPv4 tiene una cantidad limitada de direcciones IPv4 públicas únicas disponibles. (aprox. 4000 millones de direcciones IPv4)
  • Expansión de la tabla de enrutamiento de Internet: Los routers usan tablas de enrutamiento para determinar las mejores rutas. A medida que aumenta el número de servidores conectados a Internet, aumenta también el número de rutas de red.
  • Falta de conectividad completa: Una de las tecnologías más implementadas en las redes IPv4 es la traducción de direcciones de red. NAT proporciona una manera para que varios dispositivos compartan una única dirección IPv4 pública. Sin embargo, dado que la dirección IPv4 pública se comparte, se oculta la dirección IPv4 de un host de la red interna. Esto puede ser un problema para las tecnologías que necesitan conectividad completa.

Nota: Hay cerca de 4000 millones de direcciones IPv4


2. IPv6

A principios de la década de 1990, los problemas con IPv4 preocuparon al Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) que, en consecuencia, comenzó a buscar un reemplazo. Esto tuvo como resultado el desarrollo de IP versión 6 (IPv6). IPv6 supera las limitaciones de IPv4 y representa las siguientes mejoras importantes:

  • Mayor espacio de direcciones: Las direcciones IPv6 se basan en el direccionamiento jerárquico de 128 bits.
  • Mejor manejo de paquetes: Se redujo la cantidad de campos del encabezado de IPv6 para hacerlo más simple.
  • Elimina la necesidad de NAT: Al tener un número tan grande de direcciones IPv6 públicas, la NAT entre las direcciones IPv4 privadas y públicas ya no es necesaria.

Nota: Hay cerca de 340 sextillones de direcciones IPv6

2.1. Encabezado de paquetes IPv6

Uno de las mejoras de diseño más importantes de IPv6 con respecto a IPv4 es el encabezado simplificado de IPv6.

Encabezado de paquetes IPv6

En la imagen: Encabezado de paquetes IPv4 vs IPv6

Los campos más importantes del encabezado de IPv6 son los siguientes:

  • Versión = Valor binario de 4 bits establecido como 0110 para IPv6.
  • Clase de tráfico = Campo de 8 bits es el equivalente al campo DS de IPv4.
  • Etiqueta de flujo = Campo de 20 bits sugiere que todos los paquetes del mismo flujo recibe el mismo manejo.
  • Longitud de contenido = Es igual a la longitud total paquete IPv6.
  • Encabezado siguiente = Campo de 8 bits equivalente al protocolo de IPv4.
  • Límite de saltos = Campo de 8 bits reemplaza al campo TTL de IPv4.
  • Dirección IPv6 de origen: Campo de 128 bits que identifica la dirección IPv6 del host emisor.
  • Dirección IPv6 de destino: Campo de 128 bits que identifica la dirección IPv6 del host receptor.

A diferencia de IPv4, los routers no fragmentan de los paquetes IPv6 enrutados.

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