Direccionamiento IPv4 - IPv6 CCNAv5

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En este post realizaré un resumen en general del direccionamiento IP tanto para IPv4 como IPV6. Todo lo exhibido es parte de el capitulo 8 de CCNA1.

Unicast: Comunicación de uno a uno.
Multicast: Comunicación de uno a un grupo especifico.
 Las direcciones reservadas para el grupo multicast son: 224.0.0.0 a la 239.255.255.255.
 Link-local: 224.0.0.0 a 224.0.0.255 utilizadas por protocolos de enrutamiento dinámicos.
Broadcast: Comunicación de uno a todos.

Direcciones privadas:
10.0.0.0 a 10.255.255.255 (10.0.0.0/8) - Clase A mascara por defecto /8
172.16.0.0 a 172.31.255.255 (172.16.0.0/12) - Clase B mascara por defecto /16
192.168.0.0 a 192.168.255.255 (192.168.0.0/16) - Clase C mascara por defecto /24

Dirección de loopback: 127.0.0.1, utilizada para probar el stack de protocolos TCP/IP.
Dirección link-local: 169.254.0.0 a 169.254.255.255 (169.254.0.0/16). Se asigna automáticamente cuando un host no recibe una dirección IP.
Direcciones experimentales: 240.0.0.0 - 255.255.255.254.

Direcciones con clase antigua:

Clase A : 0.0.0.0 a la 127.255.255.255 - Permite 128 redes y aproximadamente 16 millones de host por red.
Clase B: 128.0.0.0 a la 191.255.255.255 - Permite 16384 redes y 65534 hosts por red.
Clase C: 192.0.0.0 a la 223.255.255.255 - Permite 2 millones de redes y 254 host por red.


IPv6

Sucesor de IPv4, motivado principalmente por el agotamiento de direcciones IPv4.
Las direcciones IPv6 poseen 128 bits, se representan en formato Hexadecimal.
Cada digito Hexadecimal posee 4 bits, cada 16 bits o 4 dígitos Hexadecimal se le llama Hexteto.

Dual-stack: Permite en la red tanto IPv4 como IPv6. Los dispositivos de red poseen configurado tanto una dirección IPv4 como IPv6.
Tunneling: Genera un túnel entre redes IPv6 sobre una red IPv4.
NAT64: Permite la comunicación entre redes IPv6 y IPv4.

Reducción de direcciones IPv6.
Los ceros a la izquierda pueden ser omitidos.
Los ceros consecutivos pueden ser escritos con :: solo una vez.

 Ejemplo: 2001:0DB9:0000:0000:ABCD:0000:0000:0100

 1)            2001:0DB9:0000:0000:ABCD:0001:0000:0100
               2001: DB9:       0:      0:ABCD:       1:       0:  100

2)            2001:DB9::ABCD:1:0:100


Tres tipos de comunicaciones:
Unicast: Comunicación de uno a uno.
Multicast: Comunicación de uno a un grupo especifico. Se encuentran en el rango de FF00::/8.
Por lo tanto siempre partirán con “FF”.
Anycast: Comunicación de uno al mas cercano dentro de un grupo especifico.

NOTA: No existen los broadcast.

En general una dirección IPv6 se divide en dos porciones:
Prefijo (En IPv4 llamada “porción de red”) y ID de interfaz (En IPv4 llamada “Porción de host”).

El ID de interfaz siempre es de 64 bits de largo.                            /64
                                                                                     < PREFIJO | ID de interfaz >
                                             
Direcciones Unicast de IPv6

Unicast Global: Son enrutables hacia Internet, y son únicas globalmente, es decir no se repiten.
Estas direcciones se encuentran en el rango de 2000::/3 a la 3FFF.

Link Local: Direcciones utilizadas para comunicarse con otros dispositivos EN EL MISMO SEGMENTO LAN. Estas direcciones no pueden ser enrutadas fuera de la red Local.

Loopback: ::1/128 o ::1 . Utilizada para probar el stack TCP/IP.

Dirección sin especificar: ::/128 o :: - Utilizada como origen cuando un dispositivo no posee dirección IP.

Local Unica: Similares a las direcciones Privadas de IPv4. No pueden ser enrutadas hacia Internet y se encuentran en el rango de FC00::/7 aFDFF::/7.

Dirección Link-local: FE80::/10 Siempre empiezan con “fe80”, y la porción de ID de interfaz se calcula a partir de la dirección MAC. Se crean automáticamente cuando se le ingresa una dirección IP a Interfaz en un router. También pueden ser configuradas manualmente. Solo permiten comunicación dentro del segmento LAN, no pueden ser enrutadas hacia fuera de la red.

ID de subred: Entre el prefijo /48 al /64 se crean “subredes”. Se muestran en azul en la Imagen.

Dirección IPv6: 2001:1234:5678:ABCD:AAAA:BBBB:CCCC:DDDD
                         
Formas de obtener una dirección IPv6

SLAAC: Permite que un dispositivo final configure su propia IP. Recibe un mensaje “RA” desde un router, donde se incluye “El prefijo (la red) y el gateway predeterminado”. El host al conocer cuál es su red, puede calcular la porción de ID de interfaz (porción de host) automáticamente a partir de su MAC.

DHCPv6: Permite que un dispositivo final reciba una dirección IPv6 para poder comunicarse en la red. “Recibe prefijo de red, su dirección, la dirección del Gateway predeterminado y DNS”.

Proceso EUI-64
Este proceso permite calcular automáticamente la porción de ID de Interfaz a partir de la dirección MAC del dispositivo.

Pasos para calcular porción de ID de interfaz:

1)      Escribir la dirección MAC del dispositivo y separarla en dos justo en el centro:
EJ: A1:B2:C3:D4:E5:F6 -> A1:B2:C3  D4:E5:F6

2)      Introducir los dígitos FF:FFE en el centro:
EJ: A1:B2:C3:FF:FE:D4:E5:F6

3)      El séptimo bit contado de izquierda a derecha se debe mantener en 1.
EJ: A1 -> En binario: 1010 0001 -> 1010 0011 -> A3 -> A3B2:C3FF:FED4:E5F6

4)      Finalmente se debe agregar el prefijo de red:
2000::/64 -> 2000::A3B2:C3FF:FED4:E5F6/64

Direcciones Multicast IPv6 
FF02::1 = “Todos los nodos”, es una dirección que poseen todos los dispositivos de la red. Es similar a la dirección de Broadcast de IPv4.

FF02::2 = “Todos los routers”, es una dirección que poseen todos los routers de la red. Se crean en los routers cuando se ingresa el comando#ipv6 unicast-routing.

FF02::1FF: = Dirección de nodo solicitado. Utilizada para obtener información de un dispositivo, como por ejemplo “obtener la MAC de un dispositivo” (Similar a ARP de IPv4). Empiezan con FF02::1FF: seguido de los últimos 6 dígitos hexadecimales de la dirección IPv6 que se desea resolver.

Ejemplo: Resolver la dirección 2001::AA12:3456 -> FF02::1:FF12:3456


Mensajes ICMPv6:
RS : Mensaje de solicitud de router. Solicita información de la red a un router en la red.
RA: Mensaje de anuncio de router. El router envía información de la red.
NS: Mensaje de solicitud de vecino. Un dispositivo solicita información a otro dispositivo en el segmento de red.
NA: Mensaje de anuncio de vecino. Un dispositivo envía su información al segmento de red.

Comandos para comprobar conectividad:
C:\> Ping 192.168.1.1
C:\> Tracert 192.168.10.7
Router# Traceroute 192.168.10.7
Router# Ping 192.168.10.7

HSRP CCNAv5

La video clase realiza una introducción a los protocolos FHRP, cual es la necesidad de tener un FHRP. Después se aborda HSRP, protocolo propietario de Cisco, con el cual se realiza una práctica en packet tracer para entender su configuración y funcionamiento en la red.

Neighbor Discovery "el reemplazo de ARP para IPv6"

Con el surgimiento de IPv6 se realizaron muchos cambios en comparación a IPv4, uno que me llamó mucho la atención fue la eliminación del BROADCAST, y de ahí que me surgió una gran duda, ¿Qué pasó con los protocolos que funcionaban con BROADCAST?, es decir cómo sería el funcionamiento de ARP o DHCP en una red IPv6, bueno con el estudio de CCNP route empecé a interiorizarme más en este tema y escribiré un poco de cómo funciona la resolución de direcciones IPv6 a MAC.

Neighbor Discovery (ND)
Es la nueva técnica utilizada en IPV6 para descubrir a los vecinos en nuestro segmento LAN, básicamente obtener un mapeo de MAC y dirección IP de un vecino. Es por así decirlo “el reemplazo de ARP para IPV6”, pero no solo tiene este objetivo, también nos servirá en apoyo a otros protocolos como por ejemplo “autoconfigurar una IP con STATELESS”, identificar problemas de direccionamiento en nuestra red, entre otros.
ND se basa en ICMP y utiliza direcciones Multicast (Comunicación de uno a un grupo), y estas direcciones Multicast estarán en el rango de las FF00::/8.

Con ND nacen nuevos mensajes: 
v  NA: Neighbor Advertisement
v  NS: Neighbor Solicitation
v  RA: Router Advertisement
v  RS: Router Solicitation

Neighbor solicitation address 
Cuando trabajamos en un router Cisco con IPv6 las interfaces de los routers pueden tener mas de una dirección IP asignada, y muchas de ellas se crean automáticamente.
Por cada dirección IPv6 configurada en la interfaz (Configurada manual, DHCP, etc), se genera una Multicast FF02::1:FFXX:XXXX, donde XX:XXXX son los últimos 6 hexadecimales de la dirección IPv6 configurada.

Cuando un dispositivo en un segmento LAN desea comunicarse con otro y no posee la dirección MAC, envía un NS a la dirección FF02::1:FFxx:xxxx, donde xx:xxxx son los últimos 6 hexadecimales de la dirección IP destino que se desea obtener la MAC. Le responderán con un NA y se obtendrá la dirección MAC. 

Ejemplo
Se desea realizar un Ping a la dirección IP 2001::1234:5678, la cual es transformada a la  FF02::1:FF34:5678 para utilizarla como destino, y en capa dos el destino será 33.33.FF.34.56.78, es decir 33 33 FF se le agregan los últimos 6 dígitos HEX de la IP.

Enviamos un mensaje NS para obtener la dirección MAC de la IP, el Host destino nos responde con un NA, como se ve en el recuadro.

Dentro del mensaje NS se encuentra la dirección IPv6 por la que se consulta (al destination utilizado) y enseñándole su propia MAC.

Como respuesta, dentro del mensaje NA se encuentra la dirección MAC solicitada.

Conclusión 
Nace NDP (Neighbor Discovery Protocol) en IPv6 generando un cambio en los protocolos que funcionaban con broadcast en IPv4. Con respecto a ARP de IPv4, con NDP los host que necesitan obtener la dirección mac envía un NS (Neighbor Solicitation) para preguntar por la MAC y el host final responde con un NA (Neighbor Advertisement) enviando su MAC. La dirección utilizada como destino será una multicast que empieza con FF02::1FFXX:XXX, donde las X representan los últimos 6 dígitos HEX de la dirección IPv6 que se desea obtener la MAC, y en capa 2 33.33.FF.XX.XX.XX.

Finalmente con la respuesta ya podemos llenar nuestra tabla de vecinos, y así finalmente poder comunicarlos con los host de nuestra red. 

Este es un resumen que escribí hace algún tiempo sobre EIGRP, cuando me preparaba para mis exámenes. En general es un resumen echo a partir del libro oficial de Cisco 642-902. Espero que a los que estén preparándose para nuevos desafíos les pueda servir. Saludos!

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