PDF de programación - Despliegue de IPv6 en un backbone MPLS/IPV4 para un Proveedor de Servicios

Despliegue de IPv6 en un backbone MPLS/IPV4 para un Proveedor de Servicios

Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones, FIEC/ESPOL, 2015 (1)

Ronny Omar Cruz Granja (1)

Faculta de Ingeniería en Electricidad y Computración

Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL)
Campus Gustavo Galindo, Km 30.5 vía Perimetral

Apartado 09-01-5863. Guayaquil-Ecuador

[email protected] (1)



Resumen



En los últimos años existe una tendencia en la que millones de terminales están accediendo a contenidos y servicios
en la Internet, lo que implica un desarrollo de productos digitales en múltiples áreas. Debido al agotamiento de
direcciones IPv4 se han utilizado varios mecanismos para el ahorro de direcciones IPs, provocando la reducción
progresiva de la calidad y eficiencia global de la Internet. En este documento se detalla una estrategia para la
implementación de IPv6 sobre MPLS/VPN/IPv4 Unicast, donde se analizaron diferentes técnicas para optimizar el
despliegue. También se revisaron ciertas consideraciones de diseño, características de los equipos, ejemplos de
configuraciones y el plan de asignación de direcciones IPv6. Se concluyó en implementar 6VPE (RFC4659), ya que
permite la coexistencia entre IPv4/IPv6 y el despliegue se hace únicamente en el borde; minimizando el impacto sobre
la operación y la infraestructura existente. Además, mantiene las mismas funcionalidades de la MPLS/VPN/IPv4,
dando lugar a una red escalable que soporta tráfico IPv4 e IPv6.Con la integración de IPv6 se inicia el desarrollo de
nuevos servicios adaptados a la era digital, con mayor eficiencia y facilidad para la bidireccionalidad de
comunicaciones, permitiendo la interconexión de más objetos de la vida cotidiana.



Palabras Claves: Implementación de IPv6, 6VPE.


Abstract



There is a trend in which millions of terminals are accessing content and services on the Internet in recent years,
implying a digital product development in many areas. Due to the depletion of IPv4 addresses have been used various
mechanisms to save IP addresses, causing a progressive reduction in the overall quality and efficiency of the Internet.
This document presents a strategy for the IPv6 implementation over MPLS/VPN/IPv4 Unicast, where different
techniques were analyzed to optimize the deployment is detailed. Certain design considerations, equipment
characteristics, and configuration examples of IPv6 allocation plan addresses were also reviewed. It was concluded to
implement 6VPE (RFC4659), allowing coexistence between IPv4/IPv6 and deployment is done only at the edge;
minimizing the impact on the operation and the existing infrastructure. It also maintains the same features of the
MPLS/VPN/IPv4, resulting in a scalable network supporting IPv4 and IPv6 traffic. With the integration of IPv6 began
the development of new services adapted to the digital age, with greater efficiency and ease of bidirectional
communication, allowing the interconnection of more objects of everyday life.



Keywords: IPv6 implementation, 6VPE.



1. Introducción


En el análisis inicial para el despliegue del
protocolo IPv6 surgen las interrogantes de que se
migrará y que se integrará. Debido al agotamiento de
direcciones IPv4 y a la necesidad de implementar una
tecnología que permita conectar un mayor número de
usuarios, algunas aplicaciones en el borde de la red se
migrarán paulatinamente a IPv6 así como se crearán
nuevas sobre ese protocolo.


Lo contrario ocurre en la Infraestructura de las
Redes donde se piensa en la integración ya que el
protocolo IPv4 seguirá funcionando por un largo
tiempo. El objetivo entonces es que la red soporte
ambos protocolos y para lograrlo existen varias



técnicas que pueden considerar los Proveedores de
servicio dependiendo de cómo está implementada la
red MPLS para el servicio a sus clientes.


Dentro de las estrategias de despliegue podemos
considerar dos tipos. El primero, que es el trasporte de
servicios de IPv6 en la que tenemos dos técnicas que
son Dual Stack y 6PE, y el segundo, cuando se quiere
prestar servicios de VPN donde se utiliza 6VPE.


Dual Stack tiene ventajas cuando se quiere tener
soporte de IPv6 en una porción de la red o en toda la
red. Los mismos conceptos en los que se trabaja para
IPv4 se lo realizan en IPv6 además que el diseño de
IPv6 se maneja independientemente de la red IPv4
existente. La coexistencia es una consideración

La diferencia potencial es que con IPv4 se tiene un

direccione
total de direcciones a nivel mundial de
IP, con IPv6 se tiene
direcciones IP, lo que
permite la conexión de billones de nuevos dispositivos
implicando el desarrollo de nuevas tecnologías y
aplicaciones.

los

ruteadores


El encabezado de IPv6 se simplificó con menos
campos. Esto mejora el manejo de paquetes por parte
de
también
proporciona compatibilidad para extensiones y
opciones para aumentar la escalabilidad y la duración
[2].

Debida a la cantidad de direcciones IPv6 públicas,

intermediarios y

no se necesita traducción de direcciones de red [2].


IPv6 admite capacidades de autenticación y
privacidad de forma nativa. Con IPv4, se debían
implementar características adicionales para este fin
[2].

5. Internet en la actualidad


Hoy en día, Internet es más que correo electrónico,
páginas Web y transferencia de archivos entre PC.
Internet evoluciona y se está convirtiendo en una
Internet de las cosas. Los dispositivos que acceden a
Internet ya no serán solamente PC, tablet PC y
smartphones. Los dispositivos del futuro preparados
para acceder a Internet y equipados con sensores
incluirán desde automóviles y dispositivos biomédicos
hasta electrodomésticos y ecosistemas naturales. Con
una creciente población de Internet, un espacio
limitado de direcciones IPv4, problemas con la NAT y
con Internet de las cosas, llegó el momento de iniciar
la transición a IPv6 [2].



6. Estrategia de Despliegue IPv6

6.1 IPv6 usando un Backbone Dual Stack


En esta técnica los dispositivos son capaces de
correr IPv4 e IPv6 en paralelo. Permiten que los hosts
alcancen simultáneamente contenidos IPv4 e IPv6 por
lo que ofrece una estrategia de coexistencia muy
flexible pero implica un despliegue de IPv6 dentro de
la estructura de la red.



importante en términos de escalabilidad y rendimiento
de los equipos ya que funcionaría un protocolo
adicional. El despliegue se lo realiza también en el
Core por lo que el impacto es considerable si se
requiere el upgrade del software de las cajas para el
funcionamiento de ambos protocolos.


IPv6 Tunneling es el más adecuado para redes
MPLS. Se usan Túneles en Capa 2, 6PE (RFC 6804) o
6VPE (RFC 4659) y utilizan conceptos similares a
IPv4. La coexistencia de ambos protocolos también es
de importante consideración para el rendimiento de
los equipos y el despliegue se lo realiza en el borde
por lo que el impacto es bajo para la infraestructura
existente.



2. Objetivo


Garantizar la continuidad del servicio de acceso a
Internet dedicado provisto por el Proveedor de
Servicios, integrando el nuevo protocolo de conexión
a
frente al anunciado
agotamiento de direcciones IP versión 4.

IP versión 6

Internet



3. Importancia de su implementación


El acceso a Internet es uno de los varios servicios
que un Proveedor de Servicios da a sus clientes
móviles y corporativos. Para lograr que técnicamente
sea posible y que cualquier dispositivo acceda a este
medio de comunicación es necesario que los equipos
tengan una dirección IP (Internet Protocol).


Las direcciones IPs versión 4 han estado vigentes
desde la creación de Internet en los años 70´s. Sin
embargo, desde
se adoptaron
mecanismos como
la definición de direcciones
privadas y la traducción de direcciones de red
(Network address translation - NAT), para prolongar
el uso de IPs versión 4 (IPv4), y desde el año 2007,
IPv6 se ve como una solución a largo plazo.

los años 80´s


Entre las principales limitaciones de IPv4 se tiene
la indisponibilidad de las direcciones IPs debido a la
creciente conexión de dispositivos y la falta de
conectividad punto a punto al utilizar el NAT.


El 3 de febrero de 2011, la IANA (Internet
Asigment Adress Authority) asignó
los últimos
bloques libres a los RIRs (Regional Internet Registry).



4. Mejoras con IPv6


Las características de IPv6 permiten que se adapte
eficazmente a las demandas actuales y futuras de las
redes. Las mejoras que proporciona IPv6 incluyen lo
siguiente:



Figura 2. Esquema 6PE [3]



6.3 6VPE (RFC 4798)


La tecnología 6VPE provee conectividad IPv6
VPN y ofrece un mecanismo de combinar servicios de
IPv4 e IPv6 VPN en el backbone IPv4-MPLS. Los
clientes mantienen el mismo servicio de VPN con las
mismas funcionalidades (ingeniería de tráfico, acceso
a internet, separación de servicios, etc).


La principal característica para decidir

la
utilización de esta técnica es que se tenga definidas
varias instancias de enrutamiento (enrutamiento virtual
y reenvío – VRF) para los diferentes servicios que
ofrece el Proveedor de Servicio.


Con 6VPE también se puede tener interconexiones
con otros proveedores,