¿Cómo lograr la coexistencia de IPv4 e IPv6: doble pila o túnel MPLS?

Hoy en día, la falta de direcciones IP se ha convertido en un asunto global de cierta urgencia con el inminente agotamiento de las direcciones IPv4 disponibles (Protocolo de Internet versión 4). Aunque IPv6 (Protocolo de Internet versión 6) con un encabezado mucho más largo apareció hace algunos años, lo que permite muchas más direcciones IP suficientes para usos futuros, sin embargo, tu aplicación y promoción no son fáciles y pueden tener un largo camino por recorrer. "¿Es posible usar IPv4 e IPv6 al mismo tiempo?" Para responder a estas preguntas, vamos a presentar algunos métodos de coexistencia de IPv4 e IPv6, es decir, túnel de doble pila y MPLS (Conmutación de etiquetas multiprotocolo).

¿Por qué necesita la convivencia IPv4 e IPv6?

En general, la razón principal de usar IPv4 e IPv6 al mismo tiempo son los problemas de compatibilidad. En realidad, IPv4 e IPv6 no son compatibles entre sí, lo que significa que los dispositivos no pueden comunicarse directamente. Hoy en día, IPv4 sigue siendo dominante en la red IP, mientras que la red IPv6 tiene solo un pequeño rango de implementación y uso comercial. Por lo tanto, la falta de compatibilidad real con IPv4 puede ser una falla crítica para una amplia aplicación de IPv6, y la conversión total a IPv6 está muy lejos. Los proveedores de servicios de Internet (ISP) deben proporcionar a tus clientes servicios IPv4 e IPv6, lo que también genera dificultades para los usuarios.

Convivencia IPv4 e IPv6 a través de doble pila

En general, la razón principal de usar IPv4 e IPv6 al mismo tiempo son los problemas de compatibilidad. En realidad, IPv4 e IPv6 no son compatibles entre sí, lo que significa que los dispositivos no pueden comunicarse directamente. Hoy en día, IPv4 sigue siendo dominante en la red IP, mientras que la red IPv6 tiene solo un pequeño rango de implementación y uso comercial. Por lo tanto, la falta de compatibilidad real con IPv4 puede ser una falla crítica para una amplia aplicación de IPv6, y la conversión total a IPv6 está muy lejos. Los proveedores de servicios de Internet (ISP) deben proporcionar a sus clientes servicios IPv4 e IPv6, lo que también genera dificultades para los usuarios.

¿Cómo lograr la coexistencia de IPv4 e IPv6?

La coexistencia IPv4-IPv6 se puede lograr principalmente mediante tres técnicas. Una es la pila dual, donde el hardware de su red ejecuta IPv4 e IPv6 simultáneamente. El segundo es túnel, lo que significa encapsular paquetes IPv6 dentro de paquetes IPv4. Y el último método se llama Network Address Translation (NAT) mediante el cual un dispositivo traduce los paquetes IPv6 en paquetes IPv4 o viceversa. Como los ISP usan principalmente NAT, aquí se presentan las dos primeras técnicas.

Convivencia IPv4 e IPv6 a través de doble pila

Dual stack es la estrategia más básica y directa para lograr la coexistencia de IPv4 e IPv6. Con esta solución, cada dispositivo de red, incluido el uso de conmutadores IPv4 o IPv6, en la red de un ISP se configurará con las capacidades para ejecutar IPv4 e IPv6 simultáneamente. Por lo general, la comunicación IPv4 usa la pila de protocolos IPv4, y la comunicación IPv6 usa la pila de protocolos IPv6. El uso de IPv4 o IPv6 se basa en la respuesta a las solicitudes del Sistema de nombres de dominio (DNS), pero por lo general, la pila de protocolos IPv6 tendrá prioridad sobre IPv4. Como la pila dual permite a los hosts alcanzar simultáneamente los contenidos existentes de IPv4 e IPv6, sirve como una estrategia de coexistencia muy flexible. Pero tenga en cuenta que si va a apilar doblemente todos tus dispositivos de red, la condición previa es que las interfaces necesitan una dirección IPv6 y una dirección IPv4. Esto significa que IPv6 debe estar disponible todo el tiempo para tus dispositivos y se requiere suficiente espacio de direcciones IPv4.

Imagen 1: Convivencia IPv4 e IPv6 a través de doble pila

Ventajas y desventajas de la pila doble

Pila doble o Dual stack es una tecnología de transición IPv6 relativamente rentable y simple. Evita la necesidad de traducir entre las dos pilas de protocolos, lo que permite una alta eficiencia de procesamiento y sin pérdida de información. Aunque la traducción es un mecanismo válido, también introduce complejidad operativa y un rendimiento inferior. Otra ventaja es que una vez que los servicios están en IPv6, IPv4 simplemente puede descontinuarse, lo que hace que la red IP sea más fácil de convertir completamente a IPv6 en el futuro. Sin embargo, la pila dual no es una solución a largo plazo, ya que requiere IPv4 e IPv6, mientras que la dirección IPv4 disponible es limitada. Esta puede ser la mayor dificultad. Además, la pila dual tiene requisitos más altos con dispositivos relacionados también debido a la necesidad de IPv4 e IPv6. Por lo tanto, la actualización y reconstrucción de la red interna es una tarea pesada que lleva mucho más tiempo.

Convivencia IPv4 e IPv6 a través del túnel MPLS

El túnel también es un mecanismo típico que se usa con frecuencia en la transición de IPv4 / IPv6, lo que significa encapsular un tipo de tráfico de protocolo dentro de otros paquetes de protocolo para la transmisión. Y hay muchas técnicas de túnel diferentes, que incluyen 6to4 (IPv6 sobre IPv4 Tunnel), ISATAP (Protocolo de direccionamiento de túnel automático Intra Sita), Teredo, 6PE (IPv6 Provider Edge), 6VPE (IPv6 VPN Provider Edge) y MPLS. Los proveedores de servicios implementaron MPLS en sus redes IPv4 para mejorar la velocidad de reenvío. En comparación con el método tradicional de enrutamiento IP, MPLS solo analiza los encabezados de paquetes IP en el borde de la red en lugar de en cada salto al reenviar los datos, ahorrando así el tiempo de procesamiento. El túnel MPLS conecta la red IPv6 a través de la ruta de conmutación de etiquetas (LSP) en la red IPv4. Proporciona mejores rendimientos y enrutamiento optimizado en comparación con otros métodos de túnel. El túnel MPLS se puede implementar de varias maneras, en las que 6PE sobre MPLS es de uso común. 6PE permite ejecutar IPv6 sobre un núcleo MPLS solo IPv4 donde utilizamos enrutadores PE de doble pila.

Imagen 2: Convivencia IPv4 e IPv6 a través del túnel MPLS.

6PE sobre MPLS puede ser un método de túnel conveniente. Tu principal beneficio no es el impacto en los dispositivos centrales MPLS, por lo tanto, la red central existente se puede utilizar completamente sin la necesidad de actualizar o reconstruir, lo que puede ahorrar costos y configuración. Las interfaces en los dispositivos 6PE que se conectan a los dispositivos CE (Cliente Edge) se pueden configurar para reenviar tráfico IPv6, tráfico IPv4, o ambos, según los requisitos del cliente, mientras que estos dispositivos PE en la red central no son conscientes de que son cambio de paquetes IPv6. Sin embargo, el túnel MPLS requiere encapsulación y desencapsulación, lo que reduce la eficiencia de reenvío. Aumenta la complejidad computacional de la entrada y la salida, lo que no es propicio para aplicaciones a gran escala. Además, debido al próximo agotamiento de las direcciones IPv4 también mencionadas en la pila dual, este método de túnel puede encontrar dificultades similares en el futuro.

Sugerencias para la convivencia IPv4 e IPv6

Aunque existen muchas estrategias para lograr la coexistencia de IPv4 e IPv6, siempre debe tener en cuenta que este tipo de coexistencia es solo una transición de cierto período de tiempo, y el despliegue de IPv6 puede ser una estrategia a largo plazo. Por otro lado, IPv4 es actualmente dominante en la red IP, y esto puede durar un tiempo relativamente largo debido a las dificultades en la promoción de IPv6. Por lo tanto, sería mejor que elija un método adecuado que pueda ser más fácil de tratar con los problemas de compatibilidad, lo que puede ayudar a simplificar la configuración de la red y ahorrar costos.

Conclusión

Dual stack o pila doble es un método directo que permite altas prestaciones pero puede tener un alto costo. Mientras que el túnel MPLS puede utilizar completamente la red original, pero también introduce complejidad computacional. Recomendamos elegir la estrategia para la coexistencia de IPv4 e IPv6 adecuada para las características de tu propia red de acuerdo con factores tales como la capacidad de expansión, seguridad, rendimiento de la red, costo, dificultad técnica y conveniencia de implementación, etc.