El Protocolo de Descubrimiento de Vecinos (NDP, por sus siglas en inglés Neighbor Discovery Protocol) es un componente esencial del protocolo de Internet IPv6. Fue diseñado para facilitar la configuración automática y el mantenimiento de direcciones IPv6, así como para descubrir y mantener información sobre los vecinos en una red.
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El Protocolo de Descubrimiento de Vecinos (ND) en IPv6 utiliza varios tipos de mensajes para llevar a cabo sus funciones. A continuación, se enumeran los tipos de mensajes utilizados por el ND:
Router Solicitation
Los nodos envían mensajes de Router Solicitation multicast para solicitar información de configuración de red a los routers presentes en la red. Estos mensajes se utilizan para obtener los mensajes de Router Advertisement de los routers y así obtener información sobre los parámetros de configuración de la red, como los prefijos disponibles y las opciones de enrutamiento.
Router Advertisement
Los routers envían mensajes de Router Advertisement para informar a los nodos de la red acerca de su presencia y proporcionarles información sobre la configuración de la red. Estos mensajes contienen, por ejemplo, la dirección IPv6 del router y los parámetros de configuración de red, como las opciones de prefijo y los intervalos de tiempo de renovación de direcciones. Los nodos utilizan esta información para configurar automáticamente sus direcciones IPv6 y adaptarse a la configuración de la red.
Neighbor Solicitation
Este mensaje ICMPv6 se utiliza para obtener información sobre una dirección IPv6 específica. Un nodo envía una solicitud de vecinos multicast (Neighbor Solicitation) para descubrir la dirección MAC asociada a una dirección IPv6 conocida.
Neighbor Advertisement
Además de los mensajes de Neighbor Advertisement utilizados para responder a los Neighbor Solicitation, los nodos también pueden enviar Neighbor Advertisement periódicos para mantener actualizada la información sobre su estado y disponibilidad. Estos mensajes se utilizan para informar a otros nodos de la red que siguen activos y disponibles para la comunicación.
Redirect
Este mensaje ICMPv6 se utiliza cuando un nodo necesita informar a otros nodos de la red acerca de un mejor camino hacia un destino específico a través de una interfaz diferente. El nodo emisor envía un mensaje de redireccionamiento (Redirect) que contiene la dirección IP del destino y la dirección IP del siguiente salto.
Neighbor Unreachability Detection
El ND también incluye un mecanismo para detectar la inalcanzabilidad de vecinos en la red. Cuando un nodo deja de recibir mensajes de un vecino durante un período de tiempo determinado, envía mensajes de eliminación de vecindad para informar a otros nodos de la inalcanzabilidad del vecino. Esto permite que los nodos actualicen su tabla de vecinos y eviten enviar paquetes a un destino inalcanzable.
El ND consta de varios mensajes y procesos que permiten a los nodos de una red IPv6 descubrir y comunicarse con otros nodos vecinos. El Protocolo de Descubrimiento de Vecinos en IPv6 tiene varias funciones clave que desempeña en una red. Estas funciones incluyen:
Resolución de direcciones
La resolución de direcciones en IPv6 es el proceso mediante el cual un nodo determina la dirección de capa de enlace (dirección MAC) correspondiente a una dirección IPv6 específica. Esto se logra utilizando el protocolo Neighbor Discovery (Descubrimiento de Vecinos), que consta de dos tipos de mensajes: Neighbor Solicitation (Solicitud de Vecinos) y Neighbor Advertisement (Anuncio de Vecinos).
A continuación, se proporciona una explicación detallada del proceso de resolución de direcciones en IPv6:
Solicitud de Vecinos (Neighbor Solicitation)
- Cuando un nodo necesita conocer la dirección MAC correspondiente a una dirección IPv6, envía un mensaje de Neighbor Solicitation (NS) a la dirección IPv6 de destino. El mensaje NS se envía como un paquete IPv6 multicast solicitando la resolución de dirección.
- El mensaje NS contiene la dirección IPv6 de destino y se utiliza la dirección MACde origen del nodo emisor.
Anuncio de Vecinos (Neighbor Advertisement)
- Cuando el nodo destino recibe el mensaje NS, verifica si su dirección IPv6 coincide con la dirección de destino en el mensaje.
- Si hay una coincidencia, el nodo destino responde con un mensaje de Neighbor Advertisement (NA) que contiene su dirección MAC.
- El mensaje NA se envía como un paquete IPv6 unicast al nodo emisor, y el nodo emisor utiliza la dirección MAC recibida para establecer la comunicación con el nodo destino.
Actualización de la tabla de vecinos
- Cada nodo mantiene una tabla de vecinos donde se almacenan las direcciones IPv6 y las direcciones MAC de los vecinos conocidos.
- Cuando se recibe un mensaje NA, el nodo emisor actualiza su tabla de vecinos con la dirección IPv6 y la dirección MAC del nodo destino.
Esta tabla de vecinos se utiliza para agilizar futuras resoluciones de direcciones, evitando la necesidad de enviar mensajes NS repetitivos.
Es relevante tener en consideración que el procedimiento de resolución de direcciones en IPv6 guarda similitudes con el Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP) en IPv4, aunque existen algunas diferencias entre ambos.
Detección de duplicación de direcciones
La detección de duplicación de direcciones en IPv6 es un proceso utilizado para garantizar que una dirección IPv6 específica no esté siendo utilizada por otro nodo en la red. Esto evita conflictos y asegura la unicidad de las direcciones en la red. A continuación, se brinda una descripción exhaustiva de cómo se lleva a cabo el proceso de detección de duplicación de direcciones en IPv6, explicando en detalle su funcionamiento:
Generación de una nueva dirección IPv6
- Cuando un nodo necesita configurar una nueva dirección IPv6, ya sea manualmente o mediante la autoconfiguración, genera una nueva dirección basada en ciertos parámetros como el prefijo de red y la interfaz identificadora.
- El nodo asegura que la nueva dirección generada no esté actualmente en uso en la red.
Solicitud de vecinos
- Una vez que el nodo ha configurado la nueva dirección IPv6, envía un mensaje de Neighbor Solicitation (Solicitud de Vecinos) multicast a la dirección IPv6 que desea verificar.
- La Solicitud de Vecinos contiene la dirección IPv6 que se está verificando y se envía utilizando la dirección de capa de enlace de origen del nodo emisor.
Respuesta de vecinos
- Si hay otro nodo en la red utilizando la misma dirección IPv6, responderá al mensaje de Solicitud de Vecinos con un mensaje de Neighbor Advertisement (Anuncio de Vecinos) que indica que la dirección ya está en uso.
- El nodo que realizó la verificación recibe la respuesta de Anuncio de Vecinos y detecta que hay una duplicación de direcciones.
Selección de una nueva dirección
- Una vez que se detecta una duplicación de direcciones, el nodo que realizó la verificación debe seleccionar una nueva dirección IPv6 para evitar conflictos.
- Puede generar una nueva dirección utilizando un método diferente, como un cambio en el identificador de interfaz o utilizando otra opción de autoconfiguración si está disponible.
Actualización de la tabla de vecinos
- Después de seleccionar una nueva dirección, el nodo actualiza su tabla de vecinos con la nueva dirección IPv6 y la dirección MAC correspondiente.
- Esto garantiza que la tabla de vecinos esté actualizada con la información correcta para futuras comunicaciones en la red.
El proceso de detección de duplicación de direcciones en IPv6 permite a los nodos verificar la unicidad de las direcciones IPv6 antes de su utilización. Al enviar una Solicitud de Vecinos y recibir una respuesta de Anuncio de Vecinos, los nodos pueden detectar y evitar posibles conflictos de direcciones en la red. Esto contribuye a un funcionamiento estable y sin interrupciones de la red IPv6.
Descubrimiento de Routers
El descubrimiento de routers en IPv6 es un proceso mediante el cual los nodos en una red local identifican y obtienen información sobre los routers disponibles en la red. Esto permite a los nodos determinar la ruta óptima para enviar paquetes y configurar parámetros de red relevantes.
El funcionamiento de descubrimiento de routers es el siguiente:
Anuncios de Router (Router Advertisements)
- Los routers en la red envían periódicamente mensajes llamados “Router Advertisements” (Anuncios de Router) utilizando la dirección multicast “All-Routers” (Todos los routers).
- Estos mensajes contienen información esencial para la configuración de los nodos, como los prefijos de red, el intervalo de tiempo para renovación de direcciones y otros parámetros de configuración.
Solicitudes de Router (Router Solicitations)
- Los nodos pueden enviar mensajes de “Router Solicitations” (Solicitudes de Router) a la dirección multicast “All-Routers” para solicitar información de configuración a los routers disponibles en la red.
- Esto puede ser útil, por ejemplo, cuando un nodo se acaba de unir a la red o cuando necesita actualizaciones de configuración.
Procesamiento de los mensajes de Anuncio de Router
- Cuando un nodo recibe un mensaje de Anuncio de Router, examina su contenido y extrae información relevante.
- Esto puede incluir los prefijos de red anunciados, que especifican el alcance y la configuración de la dirección IPv6 que puede utilizar el nodo.
Configuración de direcciones y parámetros de red
- Los nodos utilizan la información obtenida de los mensajes de Anuncio de Router para configurar sus direcciones IPv6 y otros parámetros de red.
- Por ejemplo, un nodo puede asignar una dirección IPv6 basada en los prefijos de red anunciados y establecer el intervalo de tiempo para renovación de direcciones según la información proporcionada por los routers.
Actualización de la tabla de vecinos
- Cada nodo mantiene una tabla de vecinos donde se almacenan las direcciones IPv6 y las direcciones MAC de los routers conocidos.
- Cuando un nodo recibe un mensaje de Anuncio de Router, actualiza su tabla de vecinos con la dirección IPv6 y la dirección MAC del router anunciante.
- Esto permite al nodo seleccionar la ruta óptima para enviar paquetes y establecer la comunicación con los routers de manera eficiente.
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