Tipos de Direcciones IPv6: Unicast, Multicast y Anycast

Los tres tipos de direcciones IPv6

A diferencia de IPv4, que principalmente usa unicast y broadcast, IPv6 organiza las direcciones en tres categorías distintas, cada una optimizada para diferentes patrones de comunicación:

Unicast: Uno-a-uno (como una llamada telefónica)
Multicast: Uno-a-muchos (como una transmisión de radio)
Anycast: Uno-al-más-cercano (como GPS encontrando la gasolinera más cercana)

Cada tipo tiene propósitos específicos y rangos de direcciones dedicados. Entender cuándo y cómo usar cada uno te ayuda a diseñar redes eficientes y confiables.

Unicast: comunicación uno-a-uno

Las direcciones unicast son las más comunes—representan dispositivos individuales. Cuando envías datos a una dirección unicast, solo un dispositivo los recibe.

Tipos de direcciones unicast IPv6:

1. Global Unicast (2000::/3)

Equivalente a direcciones IP públicas en IPv4. Únicas en internet, enrutables globalmente.

          Ejemplos:

          2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

          2606:4700::6810:85e5 (Cloudflare)

          2001:4860:4860::8888 (Google DNS)

2. Link-Local (fe80::/10)

Solo válidas en la red local. Cada interfaz IPv6 automáticamente obtiene una dirección link-local.

          Ejemplos:

          fe80::1%eth0

          fe80::a00:27ff:fe4e:66a1

          fe80::200:5eff:fe00:5301

3. Unique Local (fc00::/7)

Similares a direcciones privadas IPv4. No enrutables en internet, pero únicas globalmente.

          Ejemplos:

          fd12:3456:789a::1

          fc00:dead:beef::1

4. Loopback (::1)

Equivalente a 127.0.0.1 en IPv4. El dispositivo se envía paquetes a sí mismo.

¿Cómo se asignan las direcciones unicast?

IPv6 soporta múltiples métodos de asignación:

DHCPv6: Asignación dinámica por servidor
SLAAC: Autoconfiguración sin estado usando Router Advertisement
Manual: Configuración estática
EUI-64: Generar ID de interfaz desde dirección MAC

Multicast: comunicación uno-a-muchos

Las direcciones multicast permiten que un dispositivo envíe datos a múltiples destinatarios simultáneamente. Es eficiente porque los enrutadores replican los paquetes solo donde es necesario.

Rango de direcciones multicast: ff00::/8

Todas las direcciones multicast IPv6 comienzan con "ff". La estructura es:

          FF[flags][scope]:[group-id]

          Ejemplo: ff02::1

          - ff = multicast

          - 0 = flags (reservado)

          - 2 = link-local scope

          - ::1 = all nodes group

Ámbitos (scopes) de multicast:

Scope	Valor	Descripción	Ejemplo
Interface-local	1	Misma interfaz solamente	ff01::1
Link-local	2	Mismo segmento de red	ff02::1
Site-local	5	Dentro del sitio/organización	ff05::1
Global	e	Internet	ff0e::1

Direcciones multicast importantes:

ff02::1 - All Nodes (todos los dispositivos IPv6 en el link)
ff02::2 - All Routers (todos los routers en el link)
ff02::5 - All OSPF Routers (protocolo de routing OSPF)
ff02::9 - All RIP Routers (protocolo de routing RIP)
ff02::101 - All NTP Servers (servidores de tiempo)

Casos de uso de multicast:

1. Neighbor Discovery Protocol (NDP)

IPv6 usa multicast para encontrar dispositivos vecinos, reemplazando ARP de IPv4.

          # Un dispositivo busca 2001:db8::100

          # Envía a: ff02::1:ff00:100 (solicited-node multicast)

          # Solo el dispositivo con esa dirección responde

2. Streaming de video/audio

Un servidor puede transmitir a múltiples clientes eficientemente sin duplicar tráfico innecesariamente.

3. Protocolos de routing

Los routers usan multicast para intercambiar información de routing sin afectar otros dispositivos.

4. Service discovery

Dispositivos pueden anunciar servicios disponibles a todos los interesados en el segmento de red.

Anycast: comunicación uno-al-más-cercano

Anycast es el concepto más nuevo. Múltiples dispositivos comparten la misma dirección IPv6, pero el tráfico se enruta automáticamente al "más cercano" (según métricas de routing).

¿Cómo funciona anycast?

Configuración típica:

Múltiples servidores se configuran con la misma dirección anycast
Cada servidor anuncia esta dirección a los routers
Los routers aprenden múltiples rutas a la "misma" dirección
Cuando un cliente se conecta, el routing automáticamente elige la ruta más corta
El cliente se conecta al servidor más cercano sin saberlo

Ventajas de anycast:

Rendimiento mejorado: Los clientes automáticamente se conectan al servidor más cercano
Redundancia automática: Si un servidor falla, el tráfico se redirige automáticamente
Balanceamento de carga: El tráfico se distribuye geográficamente
Simplicidad: Los clientes solo necesitan conocer una dirección

Casos de uso de anycast:

1. DNS (Sistema de Nombres de Dominio)

Los servidores raíz DNS usan anycast. Cuando consultas un nombre de dominio, automáticamente te conectas al servidor DNS más cercano.

          # Los servidores raíz DNS todos usan las mismas direcciones anycast:

          # a.root-servers.net = 2001:503:ba3e::2:30

          # Pero hay copias en docenas de ubicaciones mundialmente

2. CDNs (Content Delivery Networks)

Servicios como Cloudflare usan anycast para dirigir usuarios al servidor de contenido más cercano.

3. Servicios críticos

Servicios como NTP (tiempo) y syslog pueden usar anycast para alta disponibilidad.

4. Load balancing geográfico

Aplicaciones web pueden usar anycast para distribuir carga entre data centers.

Limitaciones de anycast:

Solo TCP/UDP cortos: Conexiones largas pueden romperse si cambia el routing
Configuración compleja: Requiere coordinación entre múltiples ubicaciones
Debugging difícil: Es difícil saber a cuál servidor te estás conectando
Estados inconsistentes: Servidores anycast deben ser stateless o sincronizar estado

Identificando tipos de direcciones por vista

Puedes identificar el tipo de dirección IPv6 mirando sus primeros dígitos:

Prefijo	Tipo	Ejemplo	Uso
2001::/16	Global Unicast	2001:db8::1	Internet público
fe80::/10	Link-Local	fe80::1	Comunicación local
fd00::/8	Unique Local	fd12::1	Redes privadas
ff00::/8	Multicast	ff02::1	Uno-a-muchos
::1	Loopback	::1	Bucle local

Herramientas para trabajar con tipos de direcciones

Comandos de línea útiles:

          # Ver todas las direcciones IPv6 en una interfaz

          ip -6 addr show

          # Enviar ping a multicast all-nodes

          ping6 ff02::1%eth0

          # Verificar vecinos IPv6 (equivalente a tabla ARP)

          ip -6 neigh show

          # Rastrear ruta a una dirección anycast

          traceroute6 2001:4860:4860::8888

En Windows:

          # Ver configuración IPv6

          ipconfig /all

          # Ping a multicast

          ping -6 ff02::1%12

          # Ver tabla de vecinos

          netsh interface ipv6 show neighbors

Configuración práctica por tipo de dirección

Configurando unicast global en Linux:

          # Asignar dirección estática

          ip -6 addr add 2001:db8::100/64 dev eth0

          # Agregar ruta predeterminada

          ip -6 route add default via 2001:db8::1 dev eth0

          # Habilitar autoconfiguración

          sysctl net.ipv6.conf.eth0.autoconf=1

Configurando servidor anycast:

          # En múltiples servidores, configurar la misma dirección

          ip -6 addr add 2001:db8::dns/128 dev lo

          # Anunciar la ruta (usando BGP o protocolo de routing)

          # Configuración específica depende del router/software

Escuchando multicast en una aplicación:

          # Unirse a grupo multicast desde línea de comandos

          socat UDP6-RECV:5353,ipv6-join-group=[ff02::fb]:eth0 -

          # Enviar a grupo multicast

          echo "hello" | socat - UDP6-SENDTO:[ff02::1]:1234

Casos de uso del mundo real

Escenario 1: Oficina corporativa

Necesidades:

200 estaciones de trabajo
10 servidores
Impresoras y dispositivos IoT
Acceso seguro desde sucursales

Solución con tipos de direcciones:

Global unicast: 2001:db8:1000::/48 para toda la red
Link-local: Autoconfiguración automática (fe80::)
Unique local: fd12:3456:789a::/48 para comunicación interna
Multicast: ff05::100 para actualizaciones de software

Escenario 2: Proveedor de contenido global

Necesidades:

Servidores en 20 países
Baja latencia para usuarios
Alta disponibilidad
Failover automático

Solución con anycast:

Anycast: 2001:db8::web para servicio web principal
Anycast: 2001:db8::api para API backend
Global unicast: Direcciones únicas por data center para gestión
Multicast: Para sincronización de contenido entre servidores

Escenario 3: Red IoT inteligente

Necesidades:

1000+ sensores
Actualizaciones de firmware eficientes
Discovery automático de dispositivos
Comunicación local sin internet

Solución multicast-centrada:

Unique local: fd00:iot::/32 para todos los dispositivos
Multicast: ff05::firmware para actualizaciones
Multicast: ff05::discovery para encontrar dispositivos
Link-local: Para comunicación directa entre vecinos

Solución de problemas por tipo de dirección

Problemas comunes con unicast:

Síntoma: "No puedo conectar a 2001:db8::100"

Verificaciones:

¿Está la dirección asignada? (ip -6 addr show)
¿Hay una ruta válida? (ip -6 route show)
¿Responde el dispositivo? (ping6 2001:db8::100)
¿Hay reglas de firewall? (ip6tables -L)

Problemas comunes con multicast:

Síntoma: "Multicast no funciona entre VLANs"

Verificaciones:

¿Soporta el switch multicast snooping?
¿Está habilitado MLD (Multicast Listener Discovery)?
¿Hay un multicast router entre VLANs?
¿Son correctos los scopes multicast?

Problemas comunes con anycast:

Síntoma: "Conexiones anycast se rompen aleatoriamente"

Verificaciones:

¿Cambian las rutas de routing durante la conexión?
¿Están todos los servidores anycast sincronizados?
¿Es el servicio stateless o maneja handoff correctamente?
¿Hay oscilaciones en el protocolo de routing?

Mejores prácticas por tipo de dirección

Para unicast:

Usa global unicast para comunicación internet
Usa unique local para comunicación interna que no debe filtrarse
Siempre configura direcciones link-local como respaldo
Planifica jerarquías de direccionamiento lógicas

Para multicast:

Escoge el scope más pequeño que funcione
Usa direcciones well-known cuando sea posible
Configura MLD snooping en switches
Monitorea el tráfico multicast para prevenir tormentas

Para anycast:

Solo usa para servicios stateless o que manejen handoff
Mantén configuraciones idénticas entre instancias
Monitorea métricas de routing para detectar oscilaciones
Documenta todas las ubicaciones anycast

Herramientas de monitoreo y debugging

Para análisis de tráfico:

          # Capturar tráfico IPv6 con tcpdump

          tcpdump -i eth0 ip6

          # Capturar solo multicast

          tcpdump -i eth0 ip6 and dst net ff00::/8

          # Analizar con Wireshark

          wireshark -f "ipv6"

Para estadísticas de red:

          # Ver estadísticas IPv6

          cat /proc/net/snmp6

          # Ver información multicast

          cat /proc/net/igmp6

          # Estadísticas detalladas de interfaz

          ip -6 -s link show eth0

Puntos clave para recordar

Unicast es uno-a-uno: La comunicación más común, como IPv4 básico
Multicast reemplaza broadcast: Más eficiente que enviar a todos
Anycast es único de IPv6: Encuentra automáticamente el servidor más cercano
Los prefijos importan: 2xxx = global, fe80 = link-local, ffxx = multicast
Link-local siempre existe: Cada interfaz IPv6 tiene una dirección fe80
Multicast usa scopes: Link, site, o global según necesidades
Anycast requiere cuidado: Solo para servicios stateless o bien diseñados

Tu próximo paso

Para experimentar con tipos de direcciones IPv6:

Explora tu configuración actual: ip -6 addr show para ver qué tipos tienes
Prueba multicast básico: ping6 ff02::1%interfaz para ver todos los vecinos
Configura unique local: Prueba comunicación interna sin internet
Experimenta con anycast: Configura dos servidores con la misma dirección
Usa herramientas de debugging: tcpdump o Wireshark para ver el tráfico

Una vez que entiendas los tipos básicos de direcciones, puedes explorar conceptos avanzados como Mobile IPv6, túneles, y optimizaciones de multicast para aplicaciones específicas.

Ejercicio práctico

Identifica los tipos: ¿Qué tipo de dirección IPv6 es cada una de estas?

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
fe80::200:5eff:fe00:5301
ff02::1
fd12:3456:789a::1
::1

Mostrar respuestas

Global Unicast - Comienza con 2001, enrutable en internet
Link-Local Unicast - Comienza con fe80, solo válida en segmento local
Multicast - Comienza con ff, scope link-local (ff02)
Unique Local Unicast - Comienza con fd, como IP privada pero única
Loopback - La dirección de bucle local, como 127.0.0.1 en IPv4

Entender tipos de direcciones IPv6 es fundamental para diseñar redes eficientes y seguras. Cada tipo tiene su lugar en redes modernas, desde comunicación básica hasta optimizaciones avanzadas de rendimiento.