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Evolución de Internet Evolución de Internet desde IPv4 a IPv6desde IPv4 a IPv6
David Fernández CambroneroDavid Fernández Cambronero(david@dit.upm.es)(david@dit.upm.es)
Departamento de Ingeniería de Sistemas TelemáticosDepartamento de Ingeniería de Sistemas TelemáticosETSITETSIT--UPMUPM
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ContenidoContenido
Breve Introducción a IPv6Breve Introducción a IPv6Asignación de Direcciones IPv6Asignación de Direcciones IPv6Transición a IPv6Transición a IPv6
Herramientas BásicasHerramientas BásicasMétodos de TransiciónMétodos de TransiciónEscenarios de TransiciónEscenarios de Transición
ConclusionesConclusiones
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Resumen Características IPv6Resumen Características IPv6
uu IPv6 es una evolución de IPv4 (no una revolución)IPv6 es una evolución de IPv4 (no una revolución)
Mejora de la eficiencia y seguridadMovilidad:
3 métodos PnPAutoconfiguración:
Soporte autentificación/cifrado obligatorio (IPSec)Seguridad:
Obligatorio, control de ámbitosMulticast:
Identificación de flujosMultimedia:
Formato flexible de opciones. Extensibilidad mejoradaVersatilidad:
Cabecera simple alineada a 64 bitsPrestaciones:
Jerárquico. Agregación de rutasEncaminamiento:
Direcciones de 128 bits asignadas jerárquicamenteDireccionamiento:
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Modelo de Direccionamiento IPv6 (I)Modelo de Direccionamiento IPv6 (I)
uuDirecciones de 128 bits Direcciones de 128 bits Más de 10Más de 1038 38 direcciones posiblesdirecciones posiblesMás de 1500 direcciones por mMás de 1500 direcciones por m22 teniendo en teniendo en cuenta las pérdidas por asignación jerárquica cuenta las pérdidas por asignación jerárquica ––y y siendo pesimistasiendo pesimista-- (C. Huitema)(C. Huitema)
uuDirecciones asignadas a interfaces Direcciones asignadas a interfaces uuMúltiples direcciones por interfazMúltiples direcciones por interfazuu Las direcciones tienen ámbitoLas direcciones tienen ámbito
LinkLink--LocalLocalSiteSite--LocalLocalGlobalGlobal Global
Site-Local
Link-Local
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Modelo de Direccionamiento IPv6 (II)Modelo de Direccionamiento IPv6 (II)
uu Estructura de las direcciones:Estructura de las direcciones:Dirección IPv6 = Dirección IPv6 = PrefjoPrefjo + + IdId. de Interfaz. de Interfaz
uuSeparación entre “quién eres” y “dónde estás Separación entre “quién eres” y “dónde estás conectado”conectado”
Prefijo: depende de la topología de la redPrefijo: depende de la topología de la redIdId. de Interfaz: identifica a un nodo. de Interfaz: identifica a un nodo
uuNuevas direcciones Nuevas direcciones AnycastAnycast::UnicastUnicast: hacia un sistema: hacia un sistemaMulticastMulticast: hacia todos los sistemas pertenecientes : hacia todos los sistemas pertenecientes a un grupoa un grupoAnycastAnycast: hacia el más cercano de los sistemas : hacia el más cercano de los sistemas pertenecientes a un grupopertenecientes a un grupo
uuDesaparece la difusión (Desaparece la difusión (BroadcastBroadcast))
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uu Formato preferido:Formato preferido:X:X:X:X:X:X:X:XX:X:X:X:X:X:X:X (X = 2 (X = 2 bytesbytes writtenwritten in hex.)in hex.)
uu Ejemplo:Ejemplo:
3ffe:3328:4:3:250:4ff:fe5c:b3f43ffe:3328:4:3:250:4ff:fe5c:b3f4
uu Direcciones especiales:Direcciones especiales:0:0:0:0:0:0:0:1 0:0:0:0:0:0:0:1 -- LoopbackLoopback0:0:0:0:0:0:0:0 0:0:0:0:0:0:0:0 -- UnspecifiedUnspecified AddressAddress
uu Representación de Prefijos:Representación de Prefijos:3ffe:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/603ffe:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/603ffe::CD30:0:0:0:0/603ffe::CD30:0:0:0:0/603ffe:0:0:CD30::/603ffe:0:0:CD30::/60
Representación de DireccionesRepresentación de Direcciones
Prefijo Id. de Interfaz
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Modelo Encaminamiento IPv6Modelo Encaminamiento IPv6
uuModelo jerárquico:Modelo jerárquico: las direcciones dependen las direcciones dependen estrictamente de la topología de la red.estrictamente de la topología de la red.
uuDos tipos de Dos tipos de Agregaciones:Agregaciones:Por Proveedor:Por Proveedor: direcciones asignadas del rango direcciones asignadas del rango de cada proveedor.de cada proveedor.Por Punto de Intercambio (Exchange):Por Punto de Intercambio (Exchange): las las direcciones dependen del punto al que nos direcciones dependen del punto al que nos conectamosconectamos
uu Consecuencia:Consecuencia: Si cambiamos de proveedor o de Si cambiamos de proveedor o de punto de intercambio, es necesario punto de intercambio, es necesario RENUMERARRENUMERARla red. (Si el proveedor de nuestro proveedor la red. (Si el proveedor de nuestro proveedor cambia también deberemos renumerar).cambia también deberemos renumerar).
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Encaminamiento IPv6: Topología PúblicaEncaminamiento IPv6: Topología Pública
X1, X2: Puntos de Intercambio (Exchanges: NAP, FIX, etc)
P1-P4: Proveedores de larga distanciaP5, P6: Otros Proveedores
X1, X2: Puntos de Intercambio (Exchanges: NAP, FIX, etc)
P1-P4: Proveedores de larga distanciaP5, P6: Otros Proveedores
P1P1
P5P5SiteSite AA
P2P2
P3P3
P4P4
SiteSite BB
SiteSite DD
SiteSite EE SiteSite FF
SiteSite CCP6P6
X1X1 X2X2
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ISP 2ISP 22001:b00::/242001:b00::/24
MultihomingMultihoming
uu “Multihomed site”:“Multihomed site”: Sitio conectado a varios Sitio conectado a varios proveedores (ISPs) simultáneamente.proveedores (ISPs) simultáneamente.
ISP 1ISP 1
MultihomedMultihomedNetworkNetwork
ISP 3ISP 3
2001:b00:2001:b00:bbbbbbbb::/48::/48
2001:c00:2001:c00:cccccccc::/48::/482001:a00:2001:a00:aaaaaaaa::/48::/48
2001:c00::/242001:c00::/242001:a00::/242001:a00::/24
Razones:Razones:•• FiabilidadFiabilidad•• Balanceo de CargaBalanceo de Carga•• ......
uu Problema: el modelo de encaminamiento de IPv6 Problema: el modelo de encaminamiento de IPv6 impide anunciar prefijos de un ISP a través de impide anunciar prefijos de un ISP a través de la conexión con otro.la conexión con otro.
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Asignación de Direcciones IPv6Asignación de Direcciones IPv6
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Jerarquía de DelegaciónJerarquía de Delegación
Internet Assigned Numbers Authority(www.iana.org)
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Registros Regionales de InternetRegistros Regionales de Internet
Fuente: Paul Wilson, APNIC
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Nueva Política de Asignación de Nueva Política de Asignación de Direcciones IPv6Direcciones IPv6
uu Basada en la experiencia del 6BONE (desde 1996)Basada en la experiencia del 6BONE (desde 1996)uu Reciente revisión de los mecanismos de asignación de Reciente revisión de los mecanismos de asignación de
direccionesdireccionesuuNueva política en vigor desde mayo del 2002Nueva política en vigor desde mayo del 2002
consensuada entre APNIC, RIPE y ARINconsensuada entre APNIC, RIPE y ARINuu Estructura de Estructura de direcciones globalesdirecciones globales (prefijo 2001::/3)(prefijo 2001::/3)
Topological
0 /64 127
001 Infraestructure End Site
0 3 /48 63
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Criterios de AsignaciónCriterios de Asignación
uuAsignación a Asignación a LIRsLIRs (ISP): (ISP): /32/32Asignado a Asignado a ISPsISPs que tengan previsto conectar más que tengan previsto conectar más de 200 redes finales (de 200 redes finales (EndEnd SitesSites) en 2 años) en 2 añosEjEj: : RedirisRediris: 2001:0720::/32; TTD: : 2001:0720::/32; TTD: 2001:0800::/322001:0800::/32
uuAsignación a Redes Finales (Asignación a Redes Finales (EndEnd SitesSites): ): En general: En general: /48 /48 (16 bits libres para subredes)(16 bits libres para subredes)
Grandes y pequeñas empresasGrandes y pequeñas empresasRedes domésticasRedes domésticas
Cuando exista sólo una subred: Cuando exista sólo una subred: /64/64Redes móviles (coches) o Redes móviles (coches) o telefonostelefonos con interfaces de con interfaces de red adicionales (WLAN o red adicionales (WLAN o BluetoothBluetooth))
Cuando exista sólo un sistema: Cuando exista sólo un sistema: /128 /128 Conexión PPPConexión PPP
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Ejemplo Red DomésticaEjemplo Red Doméstica
uu Requisito: 2 prefijos /64Requisito: 2 prefijos /64LANLAN y WLANy WLAN
uu /48/48 --> 65536 prefijos !!!!> 65536 prefijos !!!!
Internet
ADSL
LAN WLAN
Router
2001:9000:40::/48
2001:9000:40:1::/64
2001:9000:40:0::/64
uu ¿Estamos despilfarrando ¿Estamos despilfarrando direcciones?direcciones?
uuHay más de 35 billones Hay más de 35 billones de prefijos /48 posiblesde prefijos /48 posibles
uuTeniendo en cuenta las Teniendo en cuenta las pérdidas por asignación: pérdidas por asignación:
Estimación pesimista: Estimación pesimista: 178.000 millones de 178.000 millones de prefijosprefijos
uu La uniformidad en los La uniformidad en los prefijos (/48) facilita el prefijos (/48) facilita el cambio de proveedor y el cambio de proveedor y el renumeradorenumerado
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Transición a IPv6Transición a IPv6
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Reflexiones sobre la TransiciónReflexiones sobre la Transición
uu IPv4 e IPv6 son incompatibles…IPv4 e IPv6 son incompatibles……aunque tienen bastantes similaridades: la traducción entre …aunque tienen bastantes similaridades: la traducción entre IPv4 e IPv6 es posible en algunos casosIPv4 e IPv6 es posible en algunos casos
uuNada puede detener la Internet:Nada puede detener la Internet:Migración progresiva (no Migración progresiva (no flagflag dayday))Requisito de interoperabilidad entre sistemas IPv4 e IPv6Requisito de interoperabilidad entre sistemas IPv4 e IPv6
uu Internet es una red heterogénea:Internet es una red heterogénea:Miles de organizaciones involucradasMiles de organizaciones involucradasCoordinación pero sin una autoridad estricta: la transición Coordinación pero sin una autoridad estricta: la transición puede durar muchos años…puede durar muchos años…
uuTransición muy compleja:Transición muy compleja:Actualizar routers, hosts, aplicaciones, gestión y operación, Actualizar routers, hosts, aplicaciones, gestión y operación, formación de personal, formación de personal, etcetc
uu La transición es la clave del éxito de IPv6:La transición es la clave del éxito de IPv6:IPv6 HA SIDO DISEÑADO PENSANDO EN LA TRANSICIONIPv6 HA SIDO DISEÑADO PENSANDO EN LA TRANSICION
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Calendario de Introducción de IPv6Calendario de Introducción de IPv6(Previsión)(Previsión)
Fuente: Tony Hain. Cisco
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Herramientas BásicasHerramientas Básicas
uuNODOS DUALESNODOS DUALESMáquinas con doble pila de protocolos: IPv4 e IPv6Máquinas con doble pila de protocolos: IPv4 e IPv6
uuTÚNELES TÚNELES IPv6 sobre IPv4IPv6 sobre IPv4IPv4 sobre IPv6IPv4 sobre IPv6
uuTRADUCTORES DE PROTOCOLOS TRADUCTORES DE PROTOCOLOS Traducen datagramas IPv6 a IPv4 y viceversaTraducen datagramas IPv6 a IPv4 y viceversa
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Nodos DualesNodos Duales
1.1. Consulta al DNS sobre un Consulta al DNS sobre un nombrenombre
2.2. DNS puede devolver:DNS puede devolver:Registro ARegistro ARegistro AAAARegistro AAAAAmbosAmbos
3.3. El Resolver devuelve las El Resolver devuelve las respuestas a la aplicación respuestas a la aplicación
4.4. La aplicación utiliza IPv6 o La aplicación utiliza IPv6 o IPv4 dependiendo de las IPv4 dependiendo de las respuestasrespuestas
IPv4IPv4 IPv6IPv6
SubredSubred
TCPTCP UDPUDP
AplicacionesAplicacionesDNSDNS
DNSResolver
0x08000x0800 0x86dd0x86dd
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TúnelesTúneles
uu La RFC 2893 define la utilización básica de túneles La RFC 2893 define la utilización básica de túneles como mecanismo para transportar paquetes IPv6 como mecanismo para transportar paquetes IPv6 sobre redes IPv4sobre redes IPv4
uu Los datagramas IPv6 se encapsulan sobre datagrams Los datagramas IPv6 se encapsulan sobre datagrams IPv4 para atravesar redes que aun no han sido IPv4 para atravesar redes que aun no han sido migradasmigradas
uu Los túneles se utilizan frecuentemente en las redes Los túneles se utilizan frecuentemente en las redes actuales:actuales:
EjEj: MBONE, transporte multiprotocolo (IPX, : MBONE, transporte multiprotocolo (IPX, AppletalkAppletalk, , etcetc) ) sobre redes IP, sobre redes IP, mobilidadmobilidad IP, IP, etcetc
IPv4Header
Data
IPv6Header Data
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RouterRouter--toto--HostHostSistema destino sin router IPv6 local
HostHost--toto--HostHostSistemas IPv6 aislados
HostHost--toto--RouterRouterÚtil para conectar sistemas IPv6 aislados (i.e. sin routers IPv6 locales)
RouterRouter--toto--routerrouterInterconexión de islas IPv6 a través de redes IPv4
Tipos de TúnelesTipos de Túneles
IPv6IPv4
IPv4
IPv4IPv6
IPv6IPv4IPv6
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Mecanismos de Transición basados en Mecanismos de Transición basados en TúnelesTúneles
uuBasados en Túneles:Basados en Túneles:Túneles manuales, automáticos y “Tunnel Túneles manuales, automáticos y “Tunnel Brokers”Brokers”6to46to46over46over4Dual Dual StackStack TransitionTransition MechanismMechanism (DSTM)(DSTM)Tunneling IPv6 Tunneling IPv6 overover UDP UDP throughthrough NATsNATs(TEREDO)(TEREDO)IntraIntra--SiteSite AutomaticAutomatic TunnelTunnel AddressingAddressing ProtocolProtocol(ISATAP)(ISATAP)
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Traductores de ProtocolosTraductores de Protocolos
uu Permiten la comunicación entre sistemas sóloPermiten la comunicación entre sistemas sólo--IPv4 y IPv4 y sistemas sólosistemas sólo--IPv6IPv6
uuTraducen las cabeceras de los paquetes entre IPv4 e Traducen las cabeceras de los paquetes entre IPv4 e IPv6 (sólo los campos comunes)IPv6 (sólo los campos comunes)
uuAdolecen del mismo problema que los NAT en IPv4:Adolecen del mismo problema que los NAT en IPv4:Fiabilidad, cuello de botella, escalabilidad, limitan Fiabilidad, cuello de botella, escalabilidad, limitan las aplicaciones a utilizarlas aplicaciones a utilizar
IPv4
DNSDNS
Traductor IPv6
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Mecanismos de Transición basados en Mecanismos de Transición basados en TraductoresTraductores
uuSin estado (Sin estado (StatelessStateless):):StatelessStateless IP/ICMP IP/ICMP TranslationTranslation AlgorithmAlgorithm (SIIT)(SIIT)BumpBump in in thethe StackStack (BIS/MBIS)(BIS/MBIS)BumpBump in in thethe API (BIA)API (BIA)
uu Con estado (Con estado (StatefulStateful):):NATNAT--PTPTSOCKS64SOCKS64TransportTransport RelayRelay TranslatorTranslator (TRT)(TRT)ApplicationApplication LevelLevel GatewaysGateways (ALG)(ALG)
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Estado de la TransiciónEstado de la Transición
uu ¿Dónde estamos actualmente?¿Dónde estamos actualmente?Existen cerca de 20 mecanismos de transición Existen cerca de 20 mecanismos de transición definidos actualmentedefinidos actualmenteImplementaciones disponibles de la mayoría de Implementaciones disponibles de la mayoría de ellosellosExperimentación práctica en redes experimentales Experimentación práctica en redes experimentales y proyectos de investigación:y proyectos de investigación:
6BONE, 6BONE, LONGLONG, ARMSTRONG, , ARMSTRONG, etcetcuuSin embargo, Sin embargo, NO EXISTEN RECOMENDACIONESNO EXISTEN RECOMENDACIONES
claras para aquellos que deseen comenzar la claras para aquellos que deseen comenzar la transición (transición (ISPsISPs, redes corporativas o de , redes corporativas o de campuscampus, , redes domésticas, redes domésticas, etcetc))
Los grupos Los grupos ngtransngtrans y v6ops trabajan en y v6ops trabajan en actualmente en su definiciónactualmente en su definición
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Escenarios de TransiciónEscenarios de Transición
u3GPPServicios móviles para dispositivos de pequeño tamaño con ancho de banda modesto (probablemente sólo-IPv6)
uRedes no gestionadas (Unmanaged)Redes domésticas o de pequeñas empresas sin personal técnico que las gestione
uRedes gestionadas (Managed)Redes corporativas gestionadas por personal cualificado
u Proveedor de Servicios Internet (ISP)Red de un proveedor que da servicios utilizando diferentes tecnologías de red: DSL, HFC, dial-up, etcNecesidad de diferenciar la migración del núcleo de la red (típicamente basado en MPLS), la red de distribución o la de acceso
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uuUna única subred conectada a Internet a través de Una única subred conectada a Internet a través de un único ISP (un único ISP (draftdraft--ietfietf--ngtransngtrans--unmanscopeunmanscope).).
Redes no gestionadas (Redes no gestionadas (UnmanagedUnmanaged))
Internet
Home Access Device (HAD)
LAN
ISP
uu Entorno doméstico o Entorno doméstico o pequeñas empresas pequeñas empresas (SOHO)(SOHO)
uuNo gestionadoNo gestionadoPlugPlug--andand--playplay
uuAplicaciones:Aplicaciones:LocalesLocalesClienteClientePeerPeer--toto--peerpeerServidorServidorUnmanaged Network
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Redes no gestionadas (Redes no gestionadas (UnmanagedUnmanaged))
uuMigración de aplicaciones a IPv6 (Migración de aplicaciones a IPv6 (draftdraft--huitemahuitema--ngtransngtrans--unmanevalunmaneval):):
Caso A: Router no soporta IPv6Caso A: Router no soporta IPv6TEREDOTEREDO
Caso B: ISP y router soportan IPv6 e IPv4Caso B: ISP y router soportan IPv6 e IPv46to46to4
Caso C: Router soporta IPv6 e IPv4; ISP sólo IPv4Caso C: Router soporta IPv6 e IPv4; ISP sólo IPv4TunnelTunnel brokerbroker
Caso D: ISP sólo soporta IPv6Caso D: ISP sólo soporta IPv6Host IPv6: SIIT, NATHost IPv6: SIIT, NAT--PT, TRTPT, TRTHost duales: DSTMHost duales: DSTM
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Redes 3GPPRedes 3GPP
uu Escenarios GPRS en estudio (Escenarios GPRS en estudio (draftdraft--soininensoininen--ngtransngtrans--3gpp3gpp--cases):cases):
Dual UE que se conecta a nodos IPv4 e IPv6Dual UE que se conecta a nodos IPv4 e IPv6UE mantiene dos contextos PDP simultáneosUE mantiene dos contextos PDP simultáneos
IPv6 UE que se conecta a nodo IPv6 a través de una IPv6 UE que se conecta a nodo IPv6 a través de una red IPv4red IPv4
Etapas preliminares: redes intermedias IPv4Etapas preliminares: redes intermedias IPv4IPv4 UE que se conecta a nodo IPv4 a través de una IPv4 UE que se conecta a nodo IPv4 a través de una red IPv6red IPv6
Etapa final: terminales antiguos sobre red migrada a IPv6Etapa final: terminales antiguos sobre red migrada a IPv6IPv6 UE que se conecta a un nodo IPv4IPv6 UE que se conecta a un nodo IPv4
EjEj: terminal IPv6 que accede a un servidor IPv4: terminal IPv6 que accede a un servidor IPv4IPv4 UE que se conecta a un nodo IPv6IPv4 UE que se conecta a un nodo IPv6
EjEj: terminal IPv4 que accede a un servidor migrado a IPv6: terminal IPv4 que accede a un servidor migrado a IPv6
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Escenarios de Transición 3GPP (I)Escenarios de Transición 3GPP (I)
uu Dual UE que se conecta a nodos IPv4 e IPv6Dual UE que se conecta a nodos IPv4 e IPv6
uu IPv6 UE que se conecta a nodo IPv6 a través de una red IPv4IPv6 UE que se conecta a nodo IPv6 a través de una red IPv4
Fuente: Jonne Soininen, NGTRANS-IETF
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Escenarios de Transición 3GPP (II)Escenarios de Transición 3GPP (II)
uu IPv4 UE que se conecta a nodo IPv4 a través de una red IPv6IPv4 UE que se conecta a nodo IPv4 a través de una red IPv6
uu IPv6 UE que se conecta a un nodo IPv4IPv6 UE que se conecta a un nodo IPv4
Fuente: Jonne Soininen, NGTRANS-IETF
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Escenarios de Transición 3GPP (III)Escenarios de Transición 3GPP (III)
uu IPv4 UE que se conecta a un nodo IPv6IPv4 UE que se conecta a un nodo IPv6
Fuente: Jonne Soininen, NGTRANS-IETF
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ConclusionesConclusiones
uu La transición a IPv6 es un proceso largo, complejo y La transición a IPv6 es un proceso largo, complejo y muy costosomuy costoso
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