El agotamiento de las direcciones IPv4 preocupa desde hace ya más de una década. Las direcciones IPv4 tienen 32 bits y proporcionan 4.294.967.296 direcciones únicas. Tal número de direcciones se ha vuelto insuficiente para el número actual de dispositivos conectados a Internet a nivel mundial. Sin embargo, IPv4 aún es el protocolo de Internet que enruta la mayoría de tráfico de Internet, ya que la adopción de IPv6 se está llevando a cabo de manera paulatina.
Agotamiento de las direcciones IPv4
El Protocolo de Internet versión 4 o IPv4 se definió en 1980 en el RFC 760 y se describió en el RFC 791 en 1981. Más adelante, se desplegó para SATNET en 1982 y para ARPANET en 1983.
Durante los años 80, ya se evidenciaba el futuro agotamiento de las direcciones IPv4; ya que se estaban agotando a una velocidad mayor de lo previsto. El rápido incremento en el número de usuarios de Internet y el aumento de los dispositivos móviles aceleró su agotamiento. Así que, se desarrollaron y se adoptaron nuevas tecnologías para ralentizarlo. Por ejemplo:
- CIDR o Classless Inter-Domain Routing.
- NAT o Network Address Translation.
- CGNAT o Carrier-Grade NAT.
- El mercado de transferencia IPv4
- El Protocolo de Internet versión 6 (IPv6), como solución a largo plazo.
El stock global de direcciones IPv4 disponibles de IANA (Internet Assigned Numbers Authority) se agotó en 2011. Los diferentes registros regionales de Internet (RIRs) se quedaron sin direcciones IPv4 en las siguientes fechas (a excepción de las direcciones destinadas a la transición a IPv6):
- El APNIC o Asia Pacific Network Information Centre: abril 2011.
- El LACNIC o Latin America and Caribbean Network Information Centre: junio 2014.
- El ARIN o American Registry for Internet Numbers: septiembre 2015.
- El AFRINIC o African Network Information Centre: abril 2017.
- El RIPE NCC o Réseaux IP Européens Network Coordination Center: noviembre 2019.
Como resultado, ya no es posible optar a direcciones IPv4 que no hayan sido usadas previamente por otros.
Cronología de IPv4
Soluciones para el agotamiento de IPv4
La versión 6 del protocolo se desarrolló como una solución a largo plazo a este problema; ya que proporcionaría un número considerablemente mayor de direcciones IP únicas. Sin embargo, antes de IPv6, se implementaron otras tecnologías para desacelerar el agotamiento de IPv4.
Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
La Internet Engineering Task Force (IETF) implementó el método CIDR («enrutamiento entre dominios sin clase») para ralentizar el rápido agotamiento de las direcciones IPv4 en 1993. CIDR es el acrónimo de «enrutamiento entre dominios sin clases» o Classless Inter-Domain Routing, en inglés. Fue diseñado como un nuevo estándar de red para asignar direcciones IP y enrutamiento IP. Introdujo la notación CIDR, un método nuevo y más compacto para representar direcciones IP.
En la notación CIDR, las direcciones se escriben con un sufijo, introducido por una barra oblicua (/), que indica el número de bits del prefijo. Por ejemplo, el sufijo /16 significa que los primeros 16 bits de los 32 bits de una dirección IPv4 están definidos por la red y los otros 16 bits restantes están definidos por el host.
De arquitectura de clases a CIDR
La arquitectura de direccionamiento IP de clases (classful network architecture) se utilizó desde 1981 a 1993, cuando se presentó el CIDR. Este esquema dividía el espacio de las direcciones IP para IPv4 en cinco clases (de la A a la E), basándose en los 4 primeros bits de la dirección. La transición del direccionamiento classful al método CIDR retrasó de forma significativa el agotamiento de las direcciones IPv4.
Network Address Translation (NAT)
El NAT o IP masquerading («traducción de direcciones de red» o «enmascaramiento de IP») permite a los ISPs y las empresas usar direcciones IP privadas especiales para conectar redes de ordenadores a Internet utilizando una única dirección IP pública. De este modo pueden usar una IPv4 para una red privada entera en lugar de una dirección IP por dispositivo dentro de la red. NAT también ha sido clave para mitigar el agotamiento de IPv4.
CGNAT o NAT a gran escala
CGNAT es un tipo de NAT que usan los ISPs para proporcionar acceso a Internet a los clientes. Permite que múltiples usuarios compartan una dirección IP pública. CGNAT también se conoce como «NAT masivo» o «NAT a gran escala».
Mercado de transferencia IPv4
La compra de direcciones a través del mercado de transferencia IPv4 es otra manera con la que las organizaciones pueden conseguir direcciones IPv4 adicionales para seguir creciendo y añadiendo usuarios. El mercado de transferencia IPv4 se aceleró al agotarse el stock global de direcciones IP.
Las transferencias pueden ser tanto intra-RIR, dentro de la misma región, como inter-RIR, entre diferentes regiones. Los RIRs intervienen en las transferencias puesto que son los responsables de gestionar los registros.
Protocolo de Internet versión 6 (IPv6)
Como explicamos en nuestro artículo sobre IPv6 y su adopción, la transición a IPv6 es necesaria para el avance tecnológico. Así como la única solución a largo plazo para los problemas derivados del agotamiento de IPv4.
Diferencias entre IPv6 e IPv4
Aunque tanto IPv6 como IPv4 sirven para identificar máquinas conectadas a una red, existen muchas diferencias entre ambos protocolos. Estas son algunas de ellas:
| Protocolo de Internet versión 6 | Protocolo de Internet versión 4 | |
| Tamaño de la dirección IP | 128 bits | 32 bits |
| Método de direccionamiento | Alfanumérico y bits binarios separados por dos puntos (:). | Numérico y bits binarios separados por un punto (.). |
| Clases de direcciones IP | Número casi ilimitado de direcciones IP. Además, incluye soporte para rangos que se consideran como «privados». | 5 clases de direcciones IP diferentes. |
| Configuración | Configuración opcional según las funciones que se necesiten y soporta la autoconfiguración entre dispositivos IPv6. | Cada sistema debe ser configurado para poder comunicarse con otros. La red también se configura de manera manual o con DHCP. |
| Interoperabilidad | Capacidad de interoperabilidad y movilidad incluida en los dispositivos de red. | Topologías de red relativamente restringidas, con capacidad limitada de interoperabilidad y movilidad. |
Protocolo de Internet
El Protocolo de Internet (IP) es un protocolo de comunicación que se usa para transferir datos entre direcciones IP a través de una red. Las direcciones IP son direcciones numéricas que se utilizan para identificar diferentes dispositivos que se conectan a Internet. Permiten entregar paquetes de datos de un host a otro.
IANA y cinco registros regionales de Internet se encargan de gestionar y asignar las direcciones IP. Bloques de direcciones especiales están reservados para redes privadas y direcciones de multidifusión.
En resumen, aunque se han establecido diversos método para ralentizar y mitigar el agotamiento de las direcciones IPv4, IPv6 es la solución a largo plazo. Por eso, desde el principio, Stackscale ha sido líder en la adopción e implementación de IPv6 en su red. Todos los clientes de Stackscale pueden desplegar servicios con este nuevo protocolo, que debería acabar reemplazando al protocolo de Internet versión 4.
