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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores “ARAGÓN” “Actualización del soporte IPv6 en la Red de Internet2 de México (RedCUDI)” TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO: INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICO PRESENTA: Mark Ricárdez Zárate ASESOR DE TESIS: M. en C. Leobardo Hernández Audelo. SAN JUAN DE ARAGON, EDO. DE MEXICO 2007 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Agradecimientos III Agradecimientos A mis Padres Juidth y Hever Por encaminarme en todo y darme su apoyo incondicional durante toda mi vida y educar en mí las virtudes necesarias para poder ser lo que soy… A mis Hermanos Ruth, Einar y Mittzi Por la compañía y el apoyo que me brindan… A Lucy Por su comprensión y apoyo durante los años que le dediqué a este trabajo de Tesis A mis amigos y compañeros de trabajo Por la amistad que siempre me brindaron A Quim. Laura Mata Montiel Por enseñarme el camino, ya que sin ella no hubiera sido posible este trabajo A Ing. Ázael Fernandez Alcantara Por darme su apoyo en la realización de esta trabajo. Y participar en nuestros intereses a fondo de nuestro tema de tesis. A M. en C. Leobardo Hernández Audelo Por apoyarme en el desarrollo de esta investigación y ofrecerme sus consejos A la Dirección General de Servicios de Computo Académico Por abrirme sus puertas; Y sobre todo, A la Universidad Nacional Autónoma de México y A la Facultad de Estudios Superiores Aragón, Por hacerme quien soy. Índice General V Índice General AGRADECIMIENTOS ............................................................................................ III ÍNDICE GENERAL..................................................................................................V ÍNDICE DE FIGURAS ..........................................................................................XIII ÍNDICE DE TABLAS.......................................................................................... XVII ÍNDICE DE GRAFICAS....................................................................................... XXI INTRODUCCIÓN............................................................................................... XXIII 1. CONCEPTOS GENERALES ........................................................................... 1 1.1. ORGANIZACIONES DE ESTANDARIZACION ..............................................................................3 1.1.1. Comités de creación de estándares...................................................................................................3 1.1.2. Foros ................................................................................................................................................5 1.1.3. Agencias Reguladoras......................................................................................................................5 1.2. MODELO OSI......................................................................................................................................5 1.2.1. Funciones de los niveles ..................................................................................................................7 1.3. PILA TCP/IP ........................................................................................................................................9 1.3.1. Nivel de red....................................................................................................................................10 1.3.1.1. Direccionamiento .................................................................................................................12 1.3.1.2. Protocolo de resolución de direcciones (ARP).....................................................................13 1.3.1.3. Protocolo de resolución inversa de direcciones (RARP)......................................................13 1.3.1.4. Protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP)..........................................................13 1.3.1.5. Protocolo de mensajes de grupos de Internet (IGMP)..........................................................13 1.3.2. Nivel de trasnporte.........................................................................................................................14 1.3.2.1. Protocolo de datagramas de usuario (UDP)..........................................................................15 1.3.2.2. Protocolo de control de transmisión (TCP) ..........................................................................15 1.3.3. Nivel de aplicación ........................................................................................................................17 2. PROTOCOLO DE INTERNET VERSIÓN 6 (IPV6) ........................................ 21 2.1. HISTORIA DEL PROTOCOLO IPV6...............................................................................................23 2.2. ENCABEZADO DE IPV6 .................................................................................................................25 2.2.1. Encabezados de extensión..............................................................................................................29 2.2.1.1. Opciones...............................................................................................................................31 2.2.1.2. Encabezado de opción salto por salto...................................................................................32 2.2.1.3. Encabezado de enrutamiento................................................................................................33 2.2.1.4. Encabezado de fragmentación..............................................................................................34 2.2.1.5. Encabezado de opción de destino.........................................................................................36 2.3. ARQUITECTURA DE DIRECCIONAMIENTO ..............................................................................37 Índice General VI 2.3.1. Tipos de Direcciones......................................................................................................................37 2.3.2. Algunas reglas generales................................................................................................................38 2.3.3. Representación de las direcciones IPv6 .........................................................................................38 2.3.4. Notación de prefijos. ......................................................................................................................39 2.3.5. Identificación de los tipos de direcciones ......................................................................................40 2.3.5.1. Direcciones Unicast..............................................................................................................41 2.3.5.1.1. Identificadores de Interfaz (ID interfaz)..........................................................................41 2.3.5.1.1.1. Identificadores de interfaz EUI-64 ..........................................................................42 2.3.5.1.1.2. Identificador de interfaz MAC-48 ...........................................................................43 2.3.5.1.1.3. Identificadoresde interfaz Nonglobal .....................................................................43 2.3.5.1.1.4. Identificador de seguridad.......................................................................................44 2.3.5.1.1.5. No Identificadores de interfaz .................................................................................44 2.3.5.1.2. Dirección no especificada “Unspecified”........................................................................45 2.3.5.1.3. Dirección Loopback........................................................................................................45 2.3.5.1.4. Dirección Global Unicast................................................................................................45 2.3.5.1.4.1. División original del prefijo global de enrutamiento: “Aggregators” .....................47 2.3.5.1.5. Direcciones IPv6 con direcciones IPv4 acopladas “Embedded”.....................................51 2.3.5.1.6. Direcciones IPv6 Unicast para uso local.........................................................................52 2.3.5.3. Direcciones Multicast...........................................................................................................56 2.3.5.3.1. Direcciones Multicast predefinidas.................................................................................58 2.3.5.3.2. Dirección multicast de nodo-solicitado (Solicited-Node) ...............................................59 2.3.5.4. Direcciones requeridas por un nodo .....................................................................................60 2.4. ICMPv6 ..............................................................................................................................................60 2.4.1. Formato General de los Mensajes..................................................................................................61 2.4.2. Mensajes de error ICMP ................................................................................................................63 2.4.2.1. Mensajes de destino Inalcanzable (Unreachable).................................................................63 2.4.2.2. Paquete demasiado grande ...................................................................................................64 2.4.2.3. Tiempo excedido ..................................................................................................................65 2.4.2.4. Problema del parámetro........................................................................................................66 2.4.3. Mensajes Informacionales ICMP...................................................................................................67 2.4.3.1. Mensaje Petición de Eco. .....................................................................................................67 2.4.3.2. Mensaje de Contestación de Eco ..........................................................................................68 2.4.4. Reglas de procesamiento de los mensajes......................................................................................68 2.4.5. Descubrimiento de vecinos (Neighbor Discovery). .......................................................................69 2.4.5.1. Solicitud de enrutador y Anuncio de enrutador ....................................................................71 2.4.5.2. Solicitud de vecino y Anuncio de vecino .............................................................................73 2.4.5.3. Mensaje ICMP de Redirigir (Redirect) ................................................................................75 2.4.5.4. Caches de Vecinos y Destinos..............................................................................................76 2.4.5.5. Autoconfiguración................................................................................................................76 2.4.5.6. Descubrimiento del MTU del trayecto .................................................................................79 2.4.5.7. Multicast Group Management ..............................................................................................80 3. MECANISMOS DE TRANSICIÓN DE IPV4 A IPV6 ...................................... 83 3.1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................................85 3.2. CAPA DUAL O DUAL STACK........................................................................................................85 3.3. ENCAPSULACIÓN O TÚNEL .........................................................................................................87 3.3.1. Como funcionan los túneles...........................................................................................................88 3.4. TÚNELES IPv6 IN IPv4 (6in4)..........................................................................................................89 3.4.1. Encapsulación Host a Enrutador. ...................................................................................................90 3.4.2. Encapsulación Enrutador a Enrutador............................................................................................91 Índice General VII 3.4.3. Túnel Estático ................................................................................................................................92 3.5. TUNELES IPv6 OVER IPv4 (6over4) ...............................................................................................93 3.5.1. Concepto básico de 6over4 ............................................................................................................93 3.5.2. Operación 6over4...........................................................................................................................95 3.6. 6to4 .....................................................................................................................................................96 3.6.1. Túnel de enrutador a enrutador ......................................................................................................97 3.6.2. Túnel 6to4 de host a enrutador.......................................................................................................98 3.6.3. Túnel 6to4 de host a host ...............................................................................................................98 3.6.4. Relay 6to4 ......................................................................................................................................99 3.6.5. Requerimientos y limitaciones del mecanismo 6to4....................................................................100 3.7. ISATAP ............................................................................................................................................101 3.7.1. Túnel ISATAP .............................................................................................................................102 3.7.2. Requerimientos y limitaciones para el mecanismo ISATAP .......................................................105 3.8. ENCAPSULACION IPv6 EN UDP IPv4.........................................................................................105 3.9. TUNNEL SETUP PROTOCOL (TSP) TUNNEL BROKER...........................................................108 3.9.1. Arquitectura básica ......................................................................................................................108 3.9.2. Señalización TSP .........................................................................................................................109 3.9.3. Capacidades del Tunnel Broker TSP ...........................................................................................111 3.9.4. Mensajes XML para petición de túnel TSP .................................................................................111 3.9.5. Tiempo devida del túnel (lifetime)..............................................................................................112 3.9.6. Cliente TSP detrás de un NAT.....................................................................................................112 3.9.7. Registro del punto final del túnel del cliente TSP en un DNS ....................................................114 3.9.8. El cliente TSP es un enrutador y pide un prefijo..........................................................................114 3.9.9. Requerimientos y limitaciones.....................................................................................................115 3.10. TEREDO ..........................................................................................................................................116 3.10.1. Dirección Teredo.....................................................................................................................117 3.10.2. Mecanismo del Túnel ..............................................................................................................118 3.10.3. Encontrando el tipo de NAT y obteniendo una dirección. ......................................................118 3.10.4. Enviando paquetes IPv6 usando Teredo .................................................................................119 3.10.5. Requerimientos y limitaciones ................................................................................................122 3.11. NAT-PT............................................................................................................................................123 3.11.1. El mecanismo NAT-PT...........................................................................................................123 3.11.2. Ventajas y desventajas del NAT-PT .......................................................................................127 4. PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO PARA IPV6 .................................... 129 4.1. INTRODUCCIÓN AL ENRUTAMIENTO IP.................................................................................131 4.1.1. Redes enrutadas ...........................................................................................................................131 4.1.2. Rutas estáticas y dinámicas..........................................................................................................133 4.1.3. Protocolos de ruteo Interior y Exterior.........................................................................................133 4.1.4. Algoritmos de Ruteo ....................................................................................................................134 4.1.5. Distancia Administrativa .............................................................................................................134 4.1.6. Métricas de ruteo..........................................................................................................................135 4.2. RIPng................................................................................................................................................136 4.2.1. Principio de operación de RIPng..................................................................................................136 4.2.2. Formato de los paquetes RIPng ...................................................................................................137 4.2.3. Procesamiento de paquetes RIPng ...............................................................................................139 Índice General VIII 4.3. OSPF PARA IPv6 ............................................................................................................................140 4.3.1. Diferencias entre OSPF para IPv4 y OSPF para IPv6..................................................................140 4.3.2. Principio de funcionamiento de OSPF.........................................................................................142 4.3.3. Paquetes OSPF.............................................................................................................................143 4.3.3.1. Tipos de anuncios de estado de enlace (Link State) ...........................................................145 4.3.4. Vecinos y Adyacencias ................................................................................................................146 4.3.5. Áreas OSPF y Rutas Externas......................................................................................................147 4.3.5.1. El area de Backbone ...........................................................................................................148 4.3.5.2. Áreas que no son de Backbone (Non-Backbone) ...............................................................148 4.3.5.3. Enlaces Virtuales (Virtual Links) .......................................................................................149 4.3.5.4. Rutas Externas....................................................................................................................150 4.3.5.5. Áreas Stub. .........................................................................................................................150 4.3.5.6. Áreas No-so-stubby............................................................................................................151 4.3.6. Tipos de redes OSPF....................................................................................................................152 4.3.6.1. Principios de las redes NBMA ...........................................................................................152 4.3.6.2. DR y BDR ..........................................................................................................................153 4.3.6.3. Proceso de elección para DR/BDR.....................................................................................153 4.4. IS-IS..................................................................................................................................................154 4.4.1. Conceptos Básicos .......................................................................................................................154 4.4.1.1. Términos del protocolo de ruteo IS-IS ...............................................................................154 4.4.1.2. Estructura de la dirección del protocolo IS-IS....................................................................155 4.4.1.3. Titulo de la Entidad de la Red (Network Entity Title) .......................................................157 4.4.2. Áreas IS-IS...................................................................................................................................157 4.4.3. Tipos de redes IS-IS.....................................................................................................................159 4.4.4. Tipos de PDU...............................................................................................................................161 4.4.5. Soporte IPv6 para IS-IS ..............................................................................................................163 4.5. EXTENSIONES BGP PARA IPv6 ..................................................................................................164 4.5.1. Descripción de BGP-4 .................................................................................................................164 4.5.1.1. Estableciendo una conexión BGP.......................................................................................166 4.5.1.2. Almacenamiento de rutas y políticas..................................................................................167 4.5.2. Mensajes de encabezado BGP .....................................................................................................168 4.5.3. Mensajes OPEN...........................................................................................................................1694.5.4. Mensajes de actualización (UPDATE) ........................................................................................170 4.5.5. Atributos BGP..............................................................................................................................172 4.5.6. Mensajes de Notificación y “mantener con vida” KEEPALIVE. ................................................173 4.5.7. Extensiones BGP para IPv6 .........................................................................................................173 4.5.7.1. Atributo del trayecto MP_REACH_NLRI .........................................................................174 4.5.7.2. Atributo del trayecto MP_UNREACH_NLRI....................................................................176 5. IPV6 EN LAS REDES ACADÉMICAS AVANZADAS.................................. 177 5.1. ANTECEDENTES DE INTERNET ................................................................................................179 5.1.1. Crecimiento de Internet................................................................................................................181 5.2. LAS INICIATIVAS PARA LA SIGUIENTE GENERACIÓN DE INTERNET.............................182 5.2.1. NGI (Next Generation Internet)...................................................................................................182 5.2.2. Internet2.......................................................................................................................................183 5.2.2.1. Topología de la Red de Internet2 de EEUU .......................................................................185 5.2.2.2. Grupos de Trabajo ..............................................................................................................186 5.2.2.2.1. Grupo de Trabajo IPv6..................................................................................................187 5.2.2.3. Memorandums de Entendimientos Internacionales de Internet2........................................188 5.3. REDES AVANZADAS EN EL MUNDO........................................................................................189 Índice General IX 5.4. DANTE.............................................................................................................................................191 5.4.1. Proyectos de DANTE ..................................................................................................................192 5.4.2. GEANT2......................................................................................................................................193 5.4.2.1. Topología de la red GEANT2 ............................................................................................195 5.4.2.2. IPv6 en GEANT2 ...............................................................................................................196 5.4.2.3. Conectividad Global de GEANT2......................................................................................197 5.5. SEEREN2 .........................................................................................................................................198 5.6. EUMEDCONNECT .........................................................................................................................198 5.7. TEIN2 ...............................................................................................................................................199 5.8. ALICE ..............................................................................................................................................200 5.8.1. Topología de RedCLARA ...........................................................................................................201 5.8.2. IPv6 en la RedCLARA ................................................................................................................202 5.9. CUDI ................................................................................................................................................203 5.9.1. Administración CUDI..................................................................................................................204 5.9.2. Membresía CUDI.........................................................................................................................204 5.9.3. Topología de la RedCUDI ...........................................................................................................206 5.9.4. IPv6 en la RedCUDI ....................................................................................................................207 6. ACTUALIZACIÓN DEL SOPORTE IPV6 EN LA REDCUDI........................ 209 6.1. ANTECEDENTES DE IPv6 EN LA RedCUDI...............................................................................211 6.2. DIRECCIONAMIENTO IPv6 EN LA RedCUDI ............................................................................213 6.2.1. Estado del soporte IPv6 en los equipos del Backbone. ................................................................214 6.2.2. Prefijo IPv6 para la RedCUDI .....................................................................................................215 6.2.3. Asignación de bloques de direcciones. ........................................................................................215 6.2.4. Direccionamiento para el Backbone ............................................................................................216 6.2.4.1. Direccionamiento ::/64 para las conexiones del Backbone-Backbone y Backbone- Asociados Académicos..........................................................................................................................216 6.2.5. Direccionamiento para los Asociados Académicos .....................................................................221 6.2.5.1. Estructura interna de los miembros de la RedCUDI...........................................................221 6.2.5.2. Direccionamiento de bloques ::/48 para la Asignación a los Asociados Académicos........222 6.2.5.3. Ejemplo de Asignación de Bloques de direcciones IPv6 del Asociado Académico UNAM a sus Afiliados directamente conectados..................................................................................................223 6.2.6. Direccionamiento para VPNs.......................................................................................................224 6.2.7. Direccionamiento Loopback y Pruebas .......................................................................................225 6.2.8. Maqueta del direccionamiento IPv6 en el core de RedCUDI ......................................................227 6.3. RENUMERACIÓN IPv6 EN RedCUDI ..........................................................................................229 6.3.1. Procedimiento de Renumeración .................................................................................................229 6.3.2. Afectaciones por la renumeración................................................................................................229 6.3.3. Antes de la Renumeración ...........................................................................................................230 6.3.4. Pasos de la Renumeración............................................................................................................230 6.4. ENCUESTA DEL SOPORTE IPv6 A LOS MIEMBROS DE CUDI ..............................................232 6.4.1. Gráficas obtenidas de los resultados arrojados de la encuesta realizada por el CDR de CUDI ...235 6.4.2. Investigación realizada acerca de bloques ipv6 con los que cuentan los miembros de CUDI. ...236 6.4.2.1. Gráficas obtenidas de la investigacion realizada por el grupo de trabajo IPv6 ..................238 Índice General X 6.5. POLÍTICAS DE RUTEO IPv6 Y DE ASIGNACIÓN DE BLOQUES DE DIRECCIONES IPv6 EN RedCUDI ........................................................................................................................................................2406.5.1. RFCMX-3 “Políticas de ruteo IPv6 en RedCUDI”......................................................................241 6.5.1.1. Obligaciones de los Asociados Académicos ......................................................................241 6.5.1.2. Políticas de Ruteo IPv6 en RedCUDI.................................................................................241 6.5.1.2.1. Políticas de Ruteo IPv6 sobre prefijos de 6Bone ..........................................................243 6.5.2. RFCMX-4 “Políticas de asignación de bloque de direcciones IPv6 en CUDI” ...........................243 6.5.2.1. Políticas de Asignación de bloque de direcciones IPv6 en RedCUDI................................243 6.5.3. Procedimiento y Requisitos para la recepción de bloques IPv6 de parte de CUDI v1.1..............244 6.5.3.1. Formulario para solicitar Bloque IPv6 en CUDI................................................................244 6.6. ACTUALIZACIÓN DE LOS NOMBRES DNS DE LOS EQUIPOS DE BACKBONE. ...............246 6.6.1. Nombres DNS de los enlaces de los equipos de backbone de la RedCUDI. ...............................246 7. SERVICIOS Y APLICACIONES IPV6 EN REDCUDI .................................. 251 7.1. ANTECEDENTES ...........................................................................................................................253 7.2. SERVICIOS Y APLICACIONES IPv6............................................................................................254 7.2.1. Modelo Cliente/Servidor..............................................................................................................255 7.2.1.1. Sockets ...............................................................................................................................255 7.2.2. Acceso Remoto ............................................................................................................................256 7.2.2.1. Telnet..................................................................................................................................256 7.2.2.2. ssh.......................................................................................................................................257 7.2.3. IRC...............................................................................................................................................258 7.2.4. NewsGroups.................................................................................................................................259 7.2.5. ftp y tftp .......................................................................................................................................260 7.2.6. DNS .............................................................................................................................................262 7.2.6.1. El sistema de denominación de dominio ............................................................................263 7.2.7. http ...............................................................................................................................................264 7.2.8. snmp.............................................................................................................................................265 7.2.9. smtp..............................................................................................................................................266 7.2.10. Videoconferencias...................................................................................................................268 7.2.10.1. Los Estándares....................................................................................................................268 7.2.10.2. Modalidades .......................................................................................................................269 7.2.10.3. Requerimientos...................................................................................................................269 7.2.11. VoIP ........................................................................................................................................271 7.2.11.1. Funcionalidad .....................................................................................................................271 7.2.11.2. Movilidad ...........................................................................................................................271 7.2.11.3. Protocolos...........................................................................................................................272 7.2.12. Multicast..................................................................................................................................272 7.2.13. Seguridad ................................................................................................................................273 7.3. APLICACIONES EN INTERNET2.................................................................................................275 7.3.1. Educación a distancia...................................................................................................................276 7.3.2. Bibliotecas digitales .....................................................................................................................276 7.3.3. Telemedicina y Salud...................................................................................................................276 7.3.4. Laboratorios virtuales ..................................................................................................................277 7.3.5. Tele-inmersión o Tele-presencia..................................................................................................278 7.3.6. Súper computo (Grids).................................................................................................................278 7.3.7. Visualización o Realidad virtual ..................................................................................................279 7.3.8. Observatorios Virtuales Solares...................................................................................................279 7.3.9. Sistemas de información geográfica ............................................................................................280 7.3.10. Control a Distancia..................................................................................................................280 Índice General XI 8. PRUEBAS Y RESULTADOS....................................................................... 281 8.1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................283 8.2. PRUEBA DE AUTO-CONFIGURACIÓN DE DIRECCIONES IPv6............................................284 8.3. TÚNEL MANUAL 6in4...................................................................................................................287 8.4. TÚNEL AUTOMÁTICO ISATAP...................................................................................................290 8.5. TÚNEL AUTOMÁTICO 6to4 .........................................................................................................292 8.6. RIPng................................................................................................................................................296 8.7. OSPFv3 Y REDISTRIBUCIÓN DE RUTAS DE BGP4+ ...............................................................298 8.8. PRUEBA DE CONECTIVIDAD IPv6 CON IS-IS COMO PROTOCOLO IGP Y BGP4+ COMO PROTOCOLO EGP, CON SERVIDOR WEB (APACHE) Y DNS (BIND) .................................................302 9. CONCLUSIÓN ............................................................................................. 311 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................... 319 ANEXOS. ............................................................................................................327 Índice de Figuras XIII Índice de Figuras Capitulo 1. Figura 1. El modelo OSI .....................................................................................................................................6 Figura 2. Comunicación utilizando el modelo OSI.............................................................................................7 Figura 3. TCP/IP y el modelo OSI....................................................................................................................10 Figura 4. Datagrama y cabecera IPv4 ............................................................................................................11 Figura 5. Clases de direcciones........................................................................................................................12 Figura 6. Concepto de puertos..........................................................................................................................14 Figura 7. Formato de un datagrama UDP .......................................................................................................15 Figura 8. Formato del segmento TCP. .............................................................................................................16 Capitulo 2. Figura 9. Encabezado IPv6 en comparación con el encabezado IPv4 .............................................................27 Figura 10. Uso de los encabezados de extensión..............................................................................................30 Figura 11. Formato de opciones.......................................................................................................................31 Figura 12. Encabezado de opción salto por salto.............................................................................................32 Figura 13. Formato del encabezado de enrutamiento ......................................................................................33 Figura 14. Formato del encabezado de enrutamiento tipo 0............................................................................34 Figura 15. Formato del encabezado de fragmentación. ...................................................................................35 Figura 16. Paquete original..............................................................................................................................35 Figura 17. Paquete original fragmentado ........................................................................................................36 Figura 18. Paquetes fragmentados. ..................................................................................................................36 Figura 19. Formato del encabezado de opción de destino. ..............................................................................36 Figura 20. Dirección unicast IPv6 reconocida por un nodo. ...........................................................................41 Figura 21. Dirección unicast IPv6 reconocida por un nodo un poco mas sofisticado. ....................................41 Figura 22. Identificador de Interfaz EUI-64.....................................................................................................43 Figura 23. Formato estándar del identificador de interfaz MAC-48................................................................43 Figura 24. Formato del identificador de interfaz EUI-64 modificado..............................................................43 Figura 25. Ejemplo del identificador de interfaz Nonglobal ............................................................................44 Figura 26. Formato general de una dirección global unicast IPv6..................................................................45 Figura 27. Topología de direcciones agregables. ............................................................................................48 Figura 28. Formato de direcciones unicast globales agregables.....................................................................48 Figura 29. Formato de la estructura NLA ........................................................................................................49 Figura 30. Formato con varios NLA´s..............................................................................................................50 Figura 31. Formato SLA...................................................................................................................................50 Figura 32. Dirección IPv6 “IPv4-Compatible” ...............................................................................................51 Figura 33. Dirección IPv6 “IPv4-mapeada” ...................................................................................................51 Figura 34. Formato de dirección de enlace-local ............................................................................................52 Figura 35. Formato de dirección de sitio-local ................................................................................................52 Figura 36. Formato de dirección Única Local .................................................................................................53 Figura 37. Formato de dirección anycast del enrutador de la subred. ............................................................55 Figura 38. Formato de direcciones anycast reservadas que requieren tener 64 bits en el identificador de interfaz con formato EUI-64. ............................................................................................................................55 Figura 39. Formato de direcciones anycast reservadas que no requieren formato EUI-64. ...........................56 Figura 40. Formato de direcciones multicast. ..................................................................................................56 Figura 41. Formato general de los mensajes ICMPv6 .....................................................................................61 Figura 42. Formato del mensaje de destino inalcanzable. ...............................................................................63 Figura 43. Formato del mensaje de paquete demasiado grande......................................................................65 Figura 44. Formato del mensaje de tiempo excedido. ......................................................................................66 Figura 45. Formato del mensaje Problema del parámetro. .............................................................................66 Figura 46. Formato de mensajes de Petición de Eco. ......................................................................................67 Figura 47. Formato de mensajes de Contestación de Eco................................................................................68 Índice de Figuras XIV Figura 48. Mensaje de Solicitud de enrutador. ................................................................................................71 Figura 49. Mensaje de Anuncio de enrutador. .................................................................................................72 Figura 50. Formato del mensaje de solicitud de vecino. ..................................................................................73 Figura 51. Formato del mensaje de anuncio de vecino ....................................................................................74 Figura 52. Formato de mensajes de Redirigir. .................................................................................................75 Figura 53. Formato de los mensajes MLD. ......................................................................................................81 Capitulo 3. Figura 54. Nodo Dual Stack .............................................................................................................................86 Figura 55. Aplicación con doble pila de protocolo IPv4 e IPv6.......................................................................87Figura 56. Encapsulación y túnel. ....................................................................................................................88 Figura 57. Encapsulación.................................................................................................................................89 Figura 58. Túnel IPv6 in IPv4 de un host a un enrutador ...............................................................................90 Figura 59. Túnel IPv6 in IPv4 entre dos enrutadores. .....................................................................................91 Figura 60. Túnel estático entre dos enrutadores. .............................................................................................92 Figura 61. Red 6over4 ......................................................................................................................................93 Figura 62. Neighbor Discovery en 6over4........................................................................................................94 Figura 63. Dirección de enlace-local 6over4. ..................................................................................................94 Figura 64. Inicio de un host en una red 6over4................................................................................................95 Figura 65. Túnel creado por un host sobre 6over4 ..........................................................................................96 Figura 66. Estructura de las direcciones 6to4..................................................................................................96 Figura 67. Espacio de direcciones 6to4 de un sitio basados en la dirección IPv4 externa del enrutador de frontera. ............................................................................................................................................................97 Figura 68. Túnel 6to4 de enrutador a enrutador..............................................................................................97 Figura 69. Túnel 6to4 de host a enrutador .......................................................................................................98 Figura 70. Túnel 6to4 de host a host ................................................................................................................99 Figura 71. Sitio 6to4 sin relay ..........................................................................................................................99 Figura 72. Relay 6to4 .....................................................................................................................................100 Figura 73. Formato de dirección ISATAP......................................................................................................102 Figura 74. Red sobre ISATAP.........................................................................................................................102 Figura 75. Enlace virtual ISATAP con direcciones de enlace local. ..............................................................103 Figura 76. Enlace virtual ISATAP con direcciones globales..........................................................................103 Figura 77. Túnel con un NAT intermedio .......................................................................................................106 Figura 78. NAT enviando paquetes IPv4 con protocolo 41. ...........................................................................106 Figura 79. NAT mapeando a una dirección externa secundaria. ...................................................................107 Figura 80. Encapsulación de un datagrama IPv6 en un datagrama UDP-IPv4. ...........................................107 Figura 81. Tunnel Broker TSP........................................................................................................................108 Figura 82. Tunnel Broker y servidor combinado............................................................................................109 Figura 83. Flujo TSP ......................................................................................................................................110 Figura 84. Sesión TSP sobre UDP IPv4 .........................................................................................................113 Figura 85. Detección de un NAT por TSP. .....................................................................................................113 Figura 86. Cliente TSP como enrutador.........................................................................................................115 Figura 87. Componentes Teredo.....................................................................................................................116 Figura 88. Formato de la dirección Teredo. ..................................................................................................117 Figura 89. Ejemplo de una red con componentes Teredo. .............................................................................119 Figura 90. Flujo de un paquete del cliente Teredo hacia un NO-Teredo .......................................................120 Figura 91. Red NAT-PT ..................................................................................................................................123 Figura 92. NAT-PT Estático. ..........................................................................................................................124 Figura 93. NAT-PT Dinámico. .......................................................................................................................124 Figura 94. Traducción de dirección de puerto (PAT).....................................................................................125 Figura 95. NAT-PT con DNS-ALG .................................................................................................................126 Índice de Figuras XV Capitulo 4. Figura 96. Arquitectura de un enrutador simple local (gateway). .................................................................131 Figura 97. Dominio de enrutamiento Intranet complicado. ...........................................................................132 Figura 98. Formato básico de un paquete RIPng...........................................................................................138 Figura 99. Formato de la dirección de siguiente salto RTE...........................................................................138 Figura 100. Formato de la entrada de la tabla de ruteo RTE. .......................................................................139 Figura 101. Formato del encabezado OSPF para IPv6 .................................................................................143 Figura 102. Adyacencias sobres enlaces punto-a-punto y enlace de transito. ...............................................147 Figura 103. Áreas OSPF y sus actualizaciones de ruteo................................................................................149 Figura 104. Conexión de enlace virtual de un area remota. ..........................................................................149 Figura 105. Rutas externas importadas dentro de OSPF. ..............................................................................150 Figura 106. Area Stub.....................................................................................................................................151 Figura 107. Diagrama esquemático para DR/BDR........................................................................................153 Figura 108. Diagrama esquematizo de la estructura de la dirección de IS-IS...............................................155 Figura 109. Topología I IS-IS.........................................................................................................................158 Figura 110. Topología II IS-IS. ......................................................................................................................158Figura 111. DIS y adyacencias en redes broadcast IS-IS...............................................................................160 Figura 112. Formato de un PDU....................................................................................................................161 Figura 113. Formato del encabezado común del PDU. .................................................................................161 Figura 114. Formato del CLV ........................................................................................................................162 Figura 115. Tráfico BGP-4 y tipos de AS. ......................................................................................................164 Figura 116. Estableciendo una conexión BGP. ..............................................................................................166 Figura 117. BGP RIB y sus interacciones. .....................................................................................................167 Figura 118. Formato del encabezado de mensajes BGP. ...............................................................................168 Figura 119. Mensaje OPEN de BGP ..............................................................................................................169 Figura 120. Mensaje UPDATE BGP. .............................................................................................................171 Figura 121. Atributos de trayecto (path) de BGP...........................................................................................172 Figura 122. El atributo del trayecto MP_REACH_NLRI para IPv6. .............................................................175 Figura 123. El atributo del trayecto MP_UNREACH_NLRI para IPv6.........................................................176 Capitulo 5. Figura 124. Esquema generalizado de la red de Internet2.............................................................................185 Figura 125. Red de Internet2 de los EEUU. ...................................................................................................186 Figura 126. Backbone IPv6 de Abilene ..........................................................................................................187 Figura 127. Estructura de la red GEANT2.....................................................................................................195 Figura 128. Red GEANT2...............................................................................................................................196 Figura 129. Conectividad Global de GEANT2. ..............................................................................................197 Figura 130. Backbone de SEEREN2...............................................................................................................198 Figura 131. Red EUMEDCONNECT .............................................................................................................199 Figura 132. Red TEIN2...................................................................................................................................199 Figura 133. Topología de la RedCLARA........................................................................................................202 Figura 134. Estructura administrativa de CUDI............................................................................................204 Figura 135. Backbone de la RedCUDI ...........................................................................................................207 Figura 136. Backbone de la RedCUDI con soporte IPv6. ..............................................................................208 Capitulo 6. Figura 137. Conexión nativa IPv6 de CUDI-Abilene.....................................................................................212 Figura 138. Estructura de conexión de los miembros de RedCUDI...............................................................222 Figura 139. Direccionamiento IPv6 de los equipos de Backbone del proveedor TELMEX ...........................228 Figura 140. Direccionamiento IPv6 de los equipos de Backbone del proveedor AVANTEL .........................228 Figura 141. Traceroute de Tijuana a Cd. Juárez............................................................................................247 Índice de Figuras XVI Capitulo 7. Figura 142. Conexión Telnet ..........................................................................................................................256 Capitulo 8. Figura 143. Maqueta de prueba de auto-configuración stateless...................................................................284 Figura 144. Captura de paquetes del tipo Anuncio de Enrutador..................................................................286 Figura 145. Maqueta de prueba de túnel manual 6in4...................................................................................287 Figura 146. Maqueta de prueba de túnel automático ISATAP. ......................................................................290 Figura 147. Maqueta de prueba de túnel automático 6to4.............................................................................293 Figura 148. Captura de paquetes Ethereal.....................................................................................................295 Figura 149. Maqueta de prueba del protocolo de ruteo dinámico RIPng ......................................................296 Figura 150. Maqueta de prueba OSPFv3 con redistribución de rutas de BGP4+.........................................299 Figura 151. Maqueta de prueba ISIS y BGP4+, con servidores WEB y DNS ................................................303 Índice de Tablas XVII Índice de Tablas Capitulo 2. Tabla 1. Asignación de las versiones. ...............................................................................................................25 Tabla 2. Numero de Protocolos de Internet Asignados ....................................................................................28 Tabla 3. Representación de direcciones IPv6 estándar y comprimidas............................................................39 Tabla 4. Ejemplo de mezclar direcciones IPv4 con IPv6..................................................................................39 Tabla 5. Conversión de notación hexadecimal a binario. ................................................................................40 Tabla 6 . Tipo de direcciones IPv6 (RFC3513) ................................................................................................40 Tabla 7. Especificaciones para transmitir paquetes IPv6 sobre varios protocolos de capa de enlace ............44 Tabla 8. Identificadores Anycast reservados. ...................................................................................................56 Tabla 9. Valores del campo Ámbito..................................................................................................................57 Tabla 10. Asignación de direcciones multicast permanentes de ámbito fijo. ...................................................58 Tabla 11. Mensajes de error ICMPv6 y tipos de códigos .................................................................................62 Tabla 12. Mensajes informacionales ICMPv6. .................................................................................................62 Tabla 13. Código de valores de mensajes de destino inalcanzables (Tipo 1)...................................................64 Tabla 14. Valores de código para el mensaje de tiempo excedido (Tipo 3) .....................................................66 Tabla 15. Valores de los Códigos de Problema del parámetro (tipo 4) ...........................................................67 Tabla 16. Estado en las entradas en el caché de vecinos. ................................................................................76Tabla 17. Tipos de mensajes y sus destinos. .....................................................................................................82 Capitulo 3. Tabla 18. Configuración de los puntos finales de un túnel...............................................................................92 Tabla 19. Comunicación ISATAP de nodo a nodo..........................................................................................104 Tabla 20. Comunicación de un nodo ISATAP a un nodo no ISATAP. ............................................................104 Tabla 21. Detalle de la señalización TSP .......................................................................................................110 Tabla 22. Capacidades del túnel broker TSP. ................................................................................................111 Tabla 23. Bit Cone del cambo banderas de la dirección Teredo....................................................................117 Tabla 24. Paquete del cliente Teredo hacia un NO-Teredo............................................................................120 Capitulo 4. Tabla 25. Distancias administrativas de protocolos de ruteo IPv6 ................................................................135 Tabla 26. Tipos de paquetes OSPF para IPv6................................................................................................144 Tabla 27. Tipos de Estado de enlaces (Link State) .........................................................................................146 Tabla 28. Tipos de PDU .................................................................................................................................162 Tabla 29. Tipos de PDU incluyendo el nombre del CLV................................................................................163 Tabla 30. Tipos de mensajes BGP ..................................................................................................................169 Tabla 31. Parámetros opcionales ...................................................................................................................170 Tabla 32. Atributos BGP.................................................................................................................................172 Capitulo 5. Tabla 33. Grupos de trabajo de Internet2.......................................................................................................187 Tabla 34. MoUs de Internet2 ..........................................................................................................................188 Tabla 35. Redes Educativas Avanzadas de la Región Asia-Pacifico ..............................................................189 Tabla 36. Redes Educativas Avanzadas de la Región Europa-Medio Oriente ...............................................189 Tabla 37. Redes Educativas Avanzadas de la Región Norteamérica..............................................................190 Tabla 38. Redes Educativas Avanzadas de la Región de Sudamérica ............................................................190 Tabla 39. Redes Educativas Avanzadas de la Región de África .....................................................................191 Tabla 40. NRENs Accionistas de DANTE.......................................................................................................191 Tabla 41. Proyectos DANTE...........................................................................................................................192 Tabla 42. NRENs conectadas a la red GEANT2.............................................................................................194 Tabla 43. NRENs conectadas a la RedCLARA ...............................................................................................200 Tabla 44. NRENs conectadas a la RedCLARA con soporte IPv6 ...................................................................202 Tabla 45. Miembros de CUDI.........................................................................................................................205 Índice de Tablas XVIII Capitulo 6. Tabla 46. Versiones del IOS en los equipos de Backbone en Telmex .............................................................214 Tabla 47. Versiones del IOS en los equipos de Backbone en Avantel.............................................................214 Tabla 48. Asignación de bloques de direcciones. ...........................................................................................216 Tabla 49. Direccionamiento para el Backbone ..............................................................................................216 Tabla 50. Asignación de códigos a los estados de la Republica Mexicana. ...................................................218 Tabla 51. Conexión entre los nodos del backbone de la RedCUDI ................................................................218 Tabla 52. Nodo de Asociados Académicos .....................................................................................................219 Tabla 53. Conexiones backbone-backbone y backbone-Asociados Académicos ............................................220 Tabla 54. Asignaciones de bloques /48 a los Asociados Académicos.............................................................223 Tabla 55. Asignación de bloques /56 a los Afiliados Académicos de la UNAM. ............................................224 Tabla 56. Asignación de direcciones de Loopback.........................................................................................226 Tabla 57. Tabla cronológica de la renumeración en RedCUDI .....................................................................230 Tabla 58. Relación de prefijos a configurar en los equipos de Backbone de RedCUDI.................................231 Tabla 59. Preguntas de interés para el grupo de trabajo IPv6.......................................................................233 Tabla 60. Miembros que contestaron la encuesta realizado por el CDR. ......................................................233 Tabla 61. Resultados sobre IPv6 obtenidos de la encuesta realizada por el CDR. ........................................234 Tabla 62. Miembros que han tenido bloques de direcciones IPv6..................................................................237 Tabla 63. Miembros que tienen actualmente bloque de direcciones IPv6 ......................................................237 Tabla 64. Prefijos que deben ser filtrados. .....................................................................................................242 Tabla 65. Nombres DNS de los enlaces del Backbone de la RedCUDI. .........................................................248 Capitulo 7. Tabla 66. Aplicaciones de Acceso Remoto con soporte IPv6. ........................................................................258 Tabla 67. Aplicaciones IRC con soporte IPv6. ...............................................................................................259 Tabla 68. Aplicaciones NEWS con soporte IPv6. ...........................................................................................260 Tabla 69. Aplicaciones FTP con soporte IPv6. ..............................................................................................262 Tabla 70. Aplicaciones DNS con soporte IPv6. ..............................................................................................264 Tabla 71. Componentes de una URL. .............................................................................................................264 Tabla 72. Aplicaciones http con soporte IPv6. ...............................................................................................265 Tabla 73. Aplicaciones SNMP con soporte IPv6. ...........................................................................................266 Tabla 74. Aplicaciones e-mail con soporte IPv6. ...........................................................................................267Tabla 75. Codecs Audio y Video.....................................................................................................................269 Tabla 76. Aplicaciones de Videoconferencias con soporte IPv6. ...................................................................270 Tabla 77. Aplicaciones VoIP con soporte IPv6. .............................................................................................272 Tabla 78. Aplicaciones multicast con soporte IPv6. .......................................................................................273 Tabla 79. Herramientas de seguridad con soporte IPv6. ...............................................................................274 Capitulo 8. Tabla 80. Configuración de equipos en la prueba de auto-configuración stateless .......................................284 Tabla 81. Resultados de antes y después del mensaje de Anuncio de Enrutador ...........................................285 Tabla 82. Resultados de conectividad.............................................................................................................285 Tabla 83. Configuración de equipos en la prueba de túnel manual 6in4. ......................................................287 Tabla 84. Resultado de la configuración del túnel manual 6in4, en ambos lados del túnel. ..........................288 Tabla 85. Resultados de conectividad.............................................................................................................289 Tabla 86. Configuración de equipos en la prueba de túnel automático ISATAP............................................290 Tabla 87. Resultado de la configuración del túnel automático ISATAP.........................................................291 Tabla 88. Resultados de conectividad del túnel automático ISATAP. ............................................................292 Tabla 89. Configuración de equipos en la prueba de túnel automático 6to4. ................................................293 Tabla 90. Resultado de la configuración del túnel automático 6to4...............................................................293 Tabla 91. Resultados de conectividad del túnel automático 6to4. ..................................................................294 Tabla 92. Configuración de equipos para la prueba de conectividad IPv6 por RIPng ..................................296 Tabla 93. Resultado de la configuración de los equipos para la prueba de conectividad IPv6 por RIPng....297 Tabla 94. Resultados de conectividad IPv6 obtenida por medio del protocolo de ruteo dinámico RIPng.....298 Índice de Tablas XIX Tabla 95. Configuración de equipos para la prueba de conectividad IPv6 por medio de OSPFv3 y redistribución de rutas de BGP4+..................................................................................................................299 Tabla 96. Resultado de la configuración de los equipos para la prueba de OSPFv3 y redistribución de rutas BGP4+. ...........................................................................................................................................................300 Tabla 97. Resultados de la prueba de conectividad IPv6 por OSPFv3 y redistribución de rutas BGP4+.....302 Tabla 98. Configuración de equipos para la prueba de conectividad IPv6 por medio de ISIS y BGP4+, con servidores WEB y DNS ...................................................................................................................................304 Tabla 99. Resultado de la configuración de los equipos para la prueba de ISIS y BGP4+, con servidores WEB y DNS. ....................................................................................................................................................305 Tabla 100. Resultados obtenidos de la prueba de ISIS y BGP4+, con servidores WEB y DNS .....................307 Anexos. Tabla A.2-1. Equivalencia de comandos entre ipv6.exe y Netsh.....................................................................330 Tabla C.1-1. Opciones de INET6....................................................................................................................334 Tabla C.2-1. Opciones de configuración en /etc/hosts ...................................................................................334 Índice de Graficas XXI Índice de Graficas Capitulo 6. Gráfica 1. Resultados de encuesta de los miembros que cuentan con bloques IPv6 (Desagrupados) ...........236 Gráfica 2. Resultados de encuesta de los miembros que solicitan capitación de IPv6 a CUDI (Desagrupados). ........................................................................................................................................................................236 Gráfica 3. Resultados obtenidos de la investigación realizada. Miembros que tienen o han tenido bloque de direcciones IPv6 (Desagrupados)...................................................................................................................238 Gráfica 4. Resultados obtenidos de la investigación realizada. Asociados Académicos que tienen o han tenido bloque de direcciones IPv6 (Desagrupados). .................................................................................................239 Gráfica 5. Resultados obtenidos de la investigación realizada. Afiliados Académicos que tienen o han tenido bloque de direcciones IPv6. ............................................................................................................................239 Gráfica 6. Resultados obtenidos de la investigación realizada. Miembros académicos totales que actualmente cuentan con bloque de direcciones IPv6 en la red de CUDI (Desagrupados). ..............................................240 Introducción XXIII Introducción Hoy en día, Internet es la red mundial más grande de redes de computadoras y ha supuesto una revolución sin precedentes en el mundo de la informática y de las comunicaciones. Internet es a la vez una oportunidad de difusión mundial, un mecanismo de propagación de la información y un medio de colaboración e interacción entre los individuos y sus ordenadores independientemente de su ubicación geográfica. La demanda de sistemas de comunicaciones basados en la transmisión de información a través de la red mundial Internet, ha tenido un crecimiento sin precedentes. Cada vez se necesita una mayor velocidad y eficiencia en el intercambio de información entre dos puntos cualesquiera del mundo. El Internet de hoy en día ya no es una red académica, como al principio, sino se ha convertido en una red que involucra principalmente intereses comerciales y particulares, así mismo los ISP´s de Internet, sobre venden el ancho de banda que disponen, haciendo imposible garantizar un servicio mínimo en horas picos de uso de la red, y por otro lado, los enlaces de alta velocidad son aún demasiado costosos para poder realizar su comercialización masiva. Todo esto hace a Internet, un medio no apto para poder transmitir enormes volúmenes de información, videos, transmisión de conferencias y colaboración en tiempo real o garantizar la comunicación permanente en sincronía; por lo que organismos a nivel mundial, con espíritu de colaboración, se unen para formar la siguiente generación de Internet. Internet2, es una red de cómputo sustentada en tecnologías de vanguardia que permite una alta velocidad de transmisión de contenidos, con el principal objetivo de desarrollar la próxima generación de aplicaciones telemáticas para facilitar las misiones de investigación y educación de las universidades. Por otro lado, debido a que la transmisión de información vía Internet esta inmersa en un entorno tecnológico de rápida evolución, con tendencia a modificaciones inmediatas en los modos de operación, y demanda cada vez un mayor numero de servicios nuevos, los sistemas y protocolos que se diseñaron en un principio para cubrir las
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