Operationalizar IPv6: De lo Teórico a lo Práctico

Aquellos con visión, voluntad y recursos optaron por el camino menos transitado, IPv6. Se podría decir que otros, quizás, tomaron el camino más fácil al desplegar instancias superpuestas de IPv4 (públicas y privadas). Los efectos secundarios de esta última opción eventualmente funcionarían como un impuesto para esas decisiones a corto plazo.

Durante este mismo período:

Comenzaron a aparecer despliegues legítimos de IPv6,
Las implementaciones de IPv6 mejoraron, y
Nuevas áreas que requerían soporte de IPv6 comenzaron a surgir y tomar forma.

Después de 2005, pero antes de los despliegues muy visibles de empresas de web-scale y cloud, las grandes empresas de cable se embarcaron en uno de los primeros despliegues más sustanciales desde una perspectiva de IPv6: "solo IPv6" para la gestión de módems de cable.

Seamos claros: durante años, antes de este punto, se había utilizado la dirección IPv4 (pública y privada) para la gestión interna de módems de cable, es decir, la vida de cada servicio que ingresa a la casa de un suscriptor de cable:

Internet
Voz
Video
Seguridad en el hogar
Wi-Fi público

La interfaz de gestión de los módems por cable solo es accesible a través de la red interna del operador, o intranet, para administrar los servicios a los que un cliente se ha suscrito. Entonces, ¿cuál es el problema? Es solo para uso interno, lo que lo convierte en un candidato perfecto para la migración a IPv6 únicamente, ¿verdad? Teóricamente, esto es correcto, pero en la práctica se convierte en un desafío al tener en cuenta todos estos elementos que necesitarían admitir IPv6 (únicamente):

Cientos de marcas y modelos de módems por cable
Varios fabricantes y modelos de sistemas de terminación de módems por cable (CMTS)
Una variedad de marcas y modelos de equipos de enrutamiento central
Cientos de sistemas de oficina de respaldo

La magnitud del esfuerzo de migración creció exponencialmente. No olvidemos que la interfaz de gestión de un módem por cable debe estar operativa para que funcionen todos los servicios; si se desactiva o se ve afectada, es seguro asumir que todos los servicios utilizados por el cliente también podrían verse afectados. Este caso de uso de módem por cable eventualmente sería revisado con un nuevo objetivo de hacer que los servicios de video centrales de cable sean exclusivamente IPv6. Desafíos similares se aplican al video exclusivamente IPv6, excepto que ahora las condiciones se complicaron al requerir:

Un módem por cable gestionado exclusivamente a través de IPv6
Incorporado en un dispositivo de video exclusivamente IPv6
Contenido de origen en Internet y redes de distribución de contenido (CDN) que admitan IPv6
Infraestructura en la nube (pública y privada) que ofrezca soporte IPv6 de calidad de producción

Para los servicios de video, surgen algunas complejidades "nuevas" adicionales que requieren ser abordadas, originalmente introducidas como un subproducto de IPv4 (o la falta de IPv6): las marcas de punto de código de servicios diferenciados (DSCP). La falta de flexibilidad de IPv4 dio lugar a varias "aplicaciones" no previstas o sobrecargas de tecnologías existentes como la marca DSCP. Uno podría argumentar que las Traducciones de Direcciones de Red (NAT) son otro popular subproducto.

Este resumen no hace justicia en absoluto a la totalidad de las complejidades enfrentadas a lo largo del extenso, productivo y exitoso viaje de IPv6 que resultó. El registro completo de estos detalles es verdaderamente un tema para un libro (quizás varios) que describe las memorias de despliegues reales de IPv6. Sin embargo, espero que el contexto aquí transmita suficientemente la amplitud y magnitud del trabajo necesario para que IPv6 sea desplegable, y la importancia de que IPv6 funcione bien para la entrega de servicios a los consumidores.

Lo anterior sirve de telón de fondo para el verdadero enfoque de esta publicación: el por qué.

Continuidad Empresarial y Crecimiento Las mejores analogías que ofrezco a personas comunes, amigos y familiares para describir mi "trabajo" y la transición de IPv4 a IPv6 involucran el sistema telefónico tradicional con el que todos crecimos y la migración de la marcación de siete a diez dígitos y/o la extracción de petróleo con la expectativa de que algún día los vehículos eléctricos dominarán y los combustibles a base de petróleo ya no serán necesarios.

Más allá del altruismo tecnológico, el interés original en IPv6, para algunos adoptantes, fue simplemente motivado por dos factores:

Escalabilidad y
Ahorro de costos

Los tiempos han cambiado desde entonces, y esa lista de motivaciones ahora incluye la monetización. Si bien los detalles de ese tema son para otro día, a continuación se presenta una breve referencia.

Como se mencionó anteriormente, el interés en IPv6 en los primeros días de evaluar cómo y por qué implementarlo se centraba en el ahorro de costos y la escalabilidad. Una vez que se agotó el suministro gratuito de IPv4, no hubo apetito desde una perspectiva empresarial para desarrollar el hábito de comprar direcciones IPv4 para respaldar el crecimiento del negocio. IPv6, si se aplicaba correctamente, permitiría al adoptante hacer crecer su negocio sin las restricciones impuestas por un recurso finito (direcciones IPv4).

Hoy en día, estas motivaciones se han intensificado aún más a medida que el valor de las direcciones IPv4 ha aumentado drásticamente. Aproximadamente en 2010, cuando aún no existía un mercado real, el costo era de aproximadamente $10 por dirección IPv4. En 2022, el costo se citó públicamente en casi $60 por dirección IPv4, un aumento sorprendente de casi un 600%. Datos recientes sugieren que el precio por dirección IPv4 continúa aumentando mientras que el suministro está estancado o disminuyendo. Este creciente valor y escasez de IPv4, impulsado por el crecimiento del consumo, enfatiza la importancia de IPv6 y su adopción, y lleva a la industria a centrarse en aprovechar IPv6 para aumentar la disponibilidad del suministro de direcciones IPv4.

Eficiencias Operativas

Complementario a la emoción en torno al valor de IPv4 y más allá de los impactos comerciales y comerciales destacados anteriormente, la adopción de IPv6 está asociada con una multitud de beneficios operativos sustantivos en el día a día.

Operaciones y Gestión del Cambio

En la mayoría de las redes, especialmente aquellas que abarcan geografías donde se ofrecen múltiples tipos de servicios, IPv4 impone limitaciones no triviales. Por un lado, el modo de operación predeterminado es intentar entregar cada "servicio" a través de una infraestructura IPv4 colapsada singular, tratando de desambiguar las ofertas de servicio sin el espacio de direcciones adecuado para categorizarlas correctamente. A diferencia de IPv6, IPv4 no ofrece a los usuarios los medios adecuados (ni el espacio) para diferenciar tipos de servicios por prefijos o agregados IP. Esto no significa que IPv6 no pueda ser implementado de manera deficiente y dar el mismo resultado, pero los prefijos IPv6 dedicados por servicio y geografía alimentan de manera limpia los modelos de implementación que permiten a los adoptantes diferenciar tipos de servicio en geografías a través de agregados IPv6.

El concepto de agregados de servicios IPv6 por geografía también introduce una simplicidad sustancial para la gestión de capacidad. Muchas organizaciones de alto volumen y alto crecimiento inevitablemente tienen segmentos o partes de sus redes que requieren una ampliación de capacidad frecuente. Ejemplos específicos incluyen:

CMTSs que requieren direcciones IP adicionales para garantizar que los nuevos módems de cable puedan registrarse y conectarse en línea
Redes de servidores físicos o virtuales que experimentan un crecimiento explosivo donde se requiere conectividad IPv4 enrutada públicamente
Entornos de video donde los dispositivos de video consumen grandes cantidades de direcciones IP

Y sin embargo, la característica más simple y significativa de IPv6, su inmensidad, es materia de poca atención y se pasa por alto de manera significativa como su característica más impactante. Cualquier persona que haya gestionado alguna vez una red o infraestructura razonablemente grande entiende que:

El cambio introduce variabilidad, y
La variabilidad puede provocar interrupciones y, a su vez, afectar a los clientes.

Hablando retóricamente, ¿es la solución simplemente no realizar cambios? ¿No implementar actualizaciones? Pero, en ausencia de estas actividades críticas, ¿cómo se espera que los clientes aprovechen las nuevas características o funcionalidades, que son necesarias para generar nuevos ingresos? IPv6 no es una solución universal. Sin embargo, en el caso del mantenimiento frecuente, a menudo puede minimizar, si no eliminar, la necesidad de algunos tipos de cambios.

Por ejemplo, imagina instalar un /64 en un grupo DHCPv6 para la gestión de módems de cable y nunca tener que agregar capacidad. Esto a su vez evita la necesidad de introducir cambios en los protocolos de enrutamiento interno, hasta que, por supuesto, el elemento de la capa de acceso se dé de baja. Además, con el uso de un /64 de espacio de direcciones IPv6, la publicación de agregados nunca requerirá ningún tipo de anuncio adicional que represente una súper red.

Impactos en Implementación y Rendimiento

En cuanto al enrutamiento, imagina un escenario en el que la mayor parte de la gestión de capa 3 de la infraestructura se realiza solo a través de IPv6; tal vez IPv6 solo se utiliza para ofrecer un servicio de video de alto volumen. Esto dejará rutas IPv4 en la tabla solo para servicios que requieran estrictamente conectividad IPv4. Hoy en día, esto se orienta principalmente hacia la conectividad heterogénea de Internet. Hay al menos dos productos secundarios sustanciales en tales entornos:

Una disminución en la utilización de la tabla de enrutamiento (generalmente interna), que no debe subestimarse, y
El surgimiento de una infraestructura de red que realmente puede implementarse para el tráfico exclusivo de IPv6.

Aquellos con experiencia en responsabilidad de gastos de capital y operativos reconocerán que el costo del hardware especializado y los compromisos de rendimiento derivados de la reducción del tamaño de la tabla de enrutamiento son elementos clave en la economía de operar redes a gran escala. Nuevamente, el uso de IPv6 siempre que sea posible minimiza los cambios, reduce la utilización de recursos, aumenta la eficiencia y, en última instancia, mejora el rendimiento. Además, para contenido y servicios orientados a Internet, el uso exclusivo de IPv6 para interconectar con redes de terceros (pares) permite el uso de hardware económico que es menos costoso (por puerto) y está optimizado para el rendimiento en torno a una única versión de IP (IPv6), manteniendo al mismo tiempo la simplicidad asociada con menos características. Por supuesto, se deben cumplir ciertos requisitos antes de poder aprovechar IPv6 de esta manera. En primer lugar, se requiere una implementación de IPv6 de primera clase que admita la capacidad de operar y gestionar infraestructuras críticas, de extremo a extremo, utilizando solo IPv6.

Menos características, aunque parezcan irrelevantes, de hecho, reducen la complejidad y, por lo tanto, simplifican las operaciones, la implementación y el desarrollo (lo que resulta atractivo para los proveedores). El resultado final no solo es un impacto positivo en el rendimiento, sino también un aumento sustantivo en la confiabilidad y estabilidad, lo que tiene un impacto positivo en la experiencia del cliente.

Fusiones y Adquisiciones

Los efectos secundarios tácticos de la actividad de fusiones y adquisiciones corporativas (M&A) de gran envergadura rara vez llegan a la portada o se convierten en tema principal. Sin embargo, cuando organizaciones de cualquier tamaño se fusionan o son adquiridas, rápidamente se busca la obtención de sinergias técnicas y financieras. Esto es especialmente cierto cuando las organizaciones que se fusionan o intentan fusionarse tienen una red a gran escala en el centro de su negocio (piensa en redes a gran escala, redes sociales, transmisión y redes de banda ancha).

En el pasado no muy lejano, IPv6 habría sido un elemento clave para permitir una fusión de gran tamaño que afectaría a tres de las redes de banda ancha más grandes de América del Norte. Echemos un vistazo a los aspectos más destacados de cómo IPv6 se utilizó para sentar las bases de lo que habría sido una de las fusiones de redes más grandes de la historia, con un valor estimado de más de 45 mil millones de dólares estadounidenses.

Dos de las tres redes eligieron utilizar múltiples instancias de espacio de direcciones IPv4 RFC1918 superpuestas dentro de sus propias redes. Gran parte de esta superposición habría aumentado la complejidad, ya que el mismo espacio de direcciones IPv4 RFC1918 se utilizaba en las tres redes. El uso de IPv6 como una topología única (plana) habría permitido caminos de migración limpios cuando comenzara la integración de redes, sin necesidad de costosos y laboriosos esfuerzos de renumeración IPv4. Cualquier renumeración que se llevara a cabo habría sido de IPv4 (público o privado) a IPv6. Por último, se habrían utilizado recursos IPv4 públicamente enrutable por valor de tres bloques /8 de IPv4 para subvencionar los requisitos de recursos IPv4 que abarcan tres enormes redes de banda ancha.

Es cierto que la actividad de M&A de esta magnitud no ocurre con demasiada frecuencia. Si bien algunos de esos aspectos destacados pueden parecer exclusivos de las infraestructuras de red grandes, los mismos principios fundamentales se aplican a redes de prácticamente cualquier tamaño.

Continuando el Progreso a Través de la Colaboración

La operacionalización de IPv6 ha avanzado mucho desde el cambio de milenio. El uso antes homogéneo de IPv6 para un uso de escritorio simple y novedoso ha avanzado hacia despliegues de producción diversos que afectan a los negocios de manera significativa. Se ha avanzado mucho, pero aún queda mucho trabajo por hacer para asegurarse de que IPv6 represente la mayoría del tráfico de Internet en todo el mundo y más allá.

La mayoría de las estimaciones de APNIC y RIPE sugieren que este hito puede estar a 10 años o más de distancia. La realidad de la situación actual es que ni siquiera ese plazo está garantizado sin una colaboración concertada en toda la industria, una colaboración orientada hacia escenarios de implementación que generen un valor comercial real. IPv6 ha alcanzado muchos hitos sustanciales de diversas magnitudes en los últimos 20 años, y claramente hay espacio para algunos más. Si bien un punto de inflexión global para IPv6 puede seguir siendo algo distante, el costo de IPv4 para algunos (o su valor para otros) sigue aumentando. En tiempos inciertos en tantos otros aspectos, la implementación de IPv6 puede ayudar a las redes de todas las formas y tamaños a establecer una base confiable para el crecimiento en cuanto a la asignación de direcciones IP.