Análisis comparativo de rendimiento en protocolos ipv4 e ipv6 como estrategia para mejorar la calidad del servicio en la red inalámbrica de la Universidad de la Costa

La transición de IPv4 a IPv6 es una necesidad técnica imperante en la actualidad debido al agotamiento crítico de las direcciones IPv4 disponibles en el espacio de direccionamiento. Este agotamiento se ha hecho más evidente con el crecimiento constante de dispositivos conectados a Internet, lo que h...

Full description

Autores:
Cañas Cervantes, Rodolfo José
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/13038
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/13038
https://repositorio.cuc.edu.co/
Palabra clave:
IPv4
IPv6
QoS
IPv4 to IPv6 Transition
Global IPv6 Adoption
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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description La transición de IPv4 a IPv6 es una necesidad técnica imperante en la actualidad debido al agotamiento crítico de las direcciones IPv4 disponibles en el espacio de direccionamiento. Este agotamiento se ha hecho más evidente con el crecimiento constante de dispositivos conectados a Internet, lo que ha acelerado la adopción global de IPv6. La coexistencia de ambos protocolos, IPv4 e IPv6, en las redes es esencial, pero gestionar eficazmente la operación simultánea de ambos se ha convertido en un desafío crucial para garantizar una conectividad fluida. La transición a IPv6 es de importancia crítica para asegurar la continuidad de las operaciones de red y la conectividad global. IPv6 ofrece un espacio de direccionamiento virtualmente ilimitado, resolviendo así el problema de la escasez de direcciones IPv4 y permitiendo la expansión continua de Internet. Sin embargo, esta transición presenta desafíos significativos, ya que implica la gestión y optimización simultánea de dos protocolos. En el contexto educativo de la Universidad de la Costa, donde la conectividad es fundamental para el aprendizaje, la investigación y la colaboración, la calidad de servicio (QoS) emerge como un factor clave. Asegurar una experiencia de usuario óptima es una prioridad, y lograrlo demanda la implementación de estrategias y políticas de QoS específicas adaptadas a una red dual stack IPv4 e IPv6. Para alcanzar este objetivo, el proyecto se sustenta en una base teórica sólida que engloba estándares y especificaciones como RFCs, así como investigaciones previas relacionadas con IPv6, QoS y redes duales. El conocimiento profundo de los desafíos específicos que encara la Universidad de la Costa en su entorno de red inalámbrica es esencial. Solo comprendiendo en detalle estos retos, se pueden proponer soluciones efectivas y estratégicas que mejoren sustancialmente la conectividad y la calidad de servicio en el ámbito académico. Los resultados obtenidos del análisis de rendimiento de IPv4 e IPv6 en la red dual stack de la Universidad de la Costa revelan similitudes en términos de velocidad de conexión, con IPv4 ligeramente superior en velocidad promedio. Ambos protocolos exhiben tasas de error relativamente bajas, siendo IPv4 ligeramente más alta que IPv6. En cuanto a latencia y jitter, se observa consistencia en ambos protocolos, pero IPv6 muestra una mayor variabilidad en los tiempos de llegada, reflejada en valores de jitter y latencia más elevados en comparación con IPv4. El análisis comparativo de eventos específicos, como el establecimiento y cierre de conexiones TCP en IPv4 y paquetes TLSv1.3 en IPv6, revela diferencias notables en los tiempos de procesamiento, afectando los valores de jitter y latencia. A pesar de las similitudes en velocidad de conexión, la implementación de IPv6 parece ser ligeramente más eficiente en términos de errores en paquetes. Además, se destaca la importancia de la gobernanza de TI en la optimización del rendimiento, enfocándose en políticas, supervisión constante y capacitación del personal para garantizar una transición y mejora continua exitosas. El proyecto busca contribuir al avance de la conectividad y la calidad de servicio en la Universidad de la Costa y servir como guía valiosa para otras organizaciones que enfrenten desafíos similares en la transición hacia IPv6.
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La coexistencia de ambos protocolos, IPv4 e IPv6, en las redes es esencial, pero gestionar eficazmente la operación simultánea de ambos se ha convertido en un desafío crucial para garantizar una conectividad fluida. La transición a IPv6 es de importancia crítica para asegurar la continuidad de las operaciones de red y la conectividad global. IPv6 ofrece un espacio de direccionamiento virtualmente ilimitado, resolviendo así el problema de la escasez de direcciones IPv4 y permitiendo la expansión continua de Internet. Sin embargo, esta transición presenta desafíos significativos, ya que implica la gestión y optimización simultánea de dos protocolos. En el contexto educativo de la Universidad de la Costa, donde la conectividad es fundamental para el aprendizaje, la investigación y la colaboración, la calidad de servicio (QoS) emerge como un factor clave. Asegurar una experiencia de usuario óptima es una prioridad, y lograrlo demanda la implementación de estrategias y políticas de QoS específicas adaptadas a una red dual stack IPv4 e IPv6. Para alcanzar este objetivo, el proyecto se sustenta en una base teórica sólida que engloba estándares y especificaciones como RFCs, así como investigaciones previas relacionadas con IPv6, QoS y redes duales. El conocimiento profundo de los desafíos específicos que encara la Universidad de la Costa en su entorno de red inalámbrica es esencial. Solo comprendiendo en detalle estos retos, se pueden proponer soluciones efectivas y estratégicas que mejoren sustancialmente la conectividad y la calidad de servicio en el ámbito académico. Los resultados obtenidos del análisis de rendimiento de IPv4 e IPv6 en la red dual stack de la Universidad de la Costa revelan similitudes en términos de velocidad de conexión, con IPv4 ligeramente superior en velocidad promedio. Ambos protocolos exhiben tasas de error relativamente bajas, siendo IPv4 ligeramente más alta que IPv6. En cuanto a latencia y jitter, se observa consistencia en ambos protocolos, pero IPv6 muestra una mayor variabilidad en los tiempos de llegada, reflejada en valores de jitter y latencia más elevados en comparación con IPv4. El análisis comparativo de eventos específicos, como el establecimiento y cierre de conexiones TCP en IPv4 y paquetes TLSv1.3 en IPv6, revela diferencias notables en los tiempos de procesamiento, afectando los valores de jitter y latencia. A pesar de las similitudes en velocidad de conexión, la implementación de IPv6 parece ser ligeramente más eficiente en términos de errores en paquetes. Además, se destaca la importancia de la gobernanza de TI en la optimización del rendimiento, enfocándose en políticas, supervisión constante y capacitación del personal para garantizar una transición y mejora continua exitosas. El proyecto busca contribuir al avance de la conectividad y la calidad de servicio en la Universidad de la Costa y servir como guía valiosa para otras organizaciones que enfrenten desafíos similares en la transición hacia IPv6.The transition from IPv4 to IPv6 is a prevailing technical necessity today due to the critical depletion of available IPv4 addresses in the addressing space. This exhaustion has become more evident with the constant growth of devices connected to the Internet, which has accelerated the global adoption of IPv6. The coexistence of both IPv4 and IPv6 protocols in networks is essential, but effectively managing the simultaneous operation of both has become a crucial challenge to ensure seamless connectivity. The transition to IPv6 is of critical importance to ensure continuity of network operations and global connectivity. IPv6 offers a virtually unlimited addressing space, thus solving the problem of IPv4 address shortages and enabling the continued expansion of the Internet. However, this transition presents significant challenges, as it involves the simultaneous management and optimization of two protocols. In the educational context of the University of the Coast, where connectivity is critical for learning, research and collaboration, Quality of Service (QoS) emerges as a key factor. Ensuring an optimal user experience is a priority, and achieving it demands the implementation of specific QoS strategies and policies adapted to a dual IPv4 and IPv6 network stack. To achieve this goal, the project is based on a solid theoretical foundation that encompasses standards and specifications such as RFCs, as well as previous research related to IPv6, QoS and dual networks. A thorough understanding of the specific challenges faced by the University of the Coast in its wireless network environment is essential. Only by understanding these challenges in detail can effective and strategic solutions be proposed that will substantially improve connectivity and QoS in the academic environment. The results obtained from the performance analysis of IPv4 and IPv6 in the Universidad de la Costa's dual stack network reveal similarities in terms of connection speed, with IPv4 slightly superior in average speed. Both protocols exhibit relatively low error rates, with IPv4 being slightly higher than IPv6. In terms of latency and jitter, consistency is observed in both protocols, but IPv6 shows greater variability in arrival times, reflected in higher jitter and latency values compared to IPv4. Comparative analysis of specific events, such as the establishment and closure of TCP connections in IPv4 and TLSv1.3 packets in IPv6, reveals notable differences in processing times, affecting jitter and latency values. Despite the similarities in connection speed, the IPv6 implementation appears to be slightly more efficient in terms of packet errors. In addition, it highlights the importance of IT governance in optimizing performance, focusing on policies, constant monitoring and staff training to ensure a successful transition and continuous improvement. The project seeks to contribute to the advancement of connectivity and quality of service at the Universidad de la Costa and serve as a valuable guide for other organizations facing similar challenges in the transition to IPv6.Lista de Tablas y Figuras 12 -- Introducción 14 -- Contexto 14 -- Planteamiento del problema 15 -- Justificación 17 -- Objetivos 18 -- Objetivo general 18 -- Objetivos específicos 18 -- Estado del arte 19 -- Marco Teórico 20 -- Protocolo IP 21 -- Protocolo IPv4. 21 -- Protocolo IPv6. 22 -- Comparativa entre IPv4 e IPv6. 22 -- Transición de IPv4 a IPv6. 24 -- Implementación de IPv6 a través de Túneles 25 -- NAT64. 26 -- Implementación de Dual Stack IPv4 e IPv6. 27 -- Transición de IPv4 a IPv6 en Colombia 29 -- Fases de Adopción de IPv6. 29 -- Desafíos y Consideraciones en la Implementación de IPv6. 31 -- Seguridad en Redes IPv6. 32 -- Estándares y Regulaciones Relacionados con IPv6. 33 -- Aplicaciones y Casos de Uso de IPv6. 38 -- Multimedia 38 -- Internet de las Cosas (IoT) 39 -- Redes empresariales 40 -- Comunicaciones de extremo a extremo en IPv6. 41 -- Calidad de Servicio (QoS) en Redes de Comunicación 41 -- Herramientas de Estimación de Ancho de Banda y Calidad de Servicio (QoS) 43 -- Fundamentos de la Calidad de Experiencia (QoE) en IPv6. 44 -- Gestión de la Calidad de Servicio (QoS) en Redes de Comunicación 47 -- Comparativas de IPv6 e IPv4 en QoS 50 -- Métricas de Calidad de Servicio (QoS) 51 -- Comparación de Protocolos para IoT en Redes Inalámbricas para QoS 54 -- Evaluación del Rendimiento de Mecanismos de QoS en una Red IPv6. 54 -- Implementación de IPv6 en la Nube 55 -- Plan de Direccionamiento IPv6 en la Universidad de la Costa 57 -- Plan de direccionamiento IPv6. 57 -- Prefijo Global IPv6 (2801:0144:0000::/42) 58 -- Prefijo ULA IPv6 (FD00:C000:C000::/42) 58 -- Análisis Comparativo De Rendimiento En Protocolos IPv4 e IPv6 En La Red Inalámbrica De La Universidad De La Costa 59 -- Evaluación el rendimiento de IPv4 e IPv6 en términos de velocidad de conexión. 59 -- Evaluación de Throughput con iPerf3. 60 -- Evaluación de Rendimiento de Trafico usando Wireshark 61 -- Análisis de Rendimiento de IPv4 e IPv6 en términos de velocidad de conexión 64 -- Evaluación Rendimiento de IPv4 e IPv6 en Términos de Latencia y Jittler 65 -- Evaluación de Jittler y Latencia 66 -- Análisis de Rendimiento de IPv4 e IPv6 en términos de Jittler y Latencia 74 -- Estrategias para optimizar el rendimiento de los protocolos IPv4 e IPv6 en la red inalámbrica de la Universidad de la Costa 74 -- Fases de Implementación y Planes de Acción para la Optimización de IPv4 e IPv6 en la Red Inalámbrica de la Universidad de la Costa 75 -- Conclusiones 80 -- Referencias 82Magíster en IngenieríaMaestría87 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaProductividad e InnovaciónBarranquilla, ColombiaMaestría en IngenieríaAnálisis comparativo de rendimiento en protocolos ipv4 e ipv6 como estrategia para mejorar la calidad del servicio en la red inalámbrica de la Universidad de la CostaTrabajo de grado - MaestríaTextinfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAhmed, M. 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Universidad de la Costa.pdf.txtAnálisis comparativo de rendimiento en protocolos ipv4 e ipv6 como estrategia para mejorar la calidad del servicio en la red inalámbrica de la Universidad de la Costa.pdf.txtExtracted texttext/plain139921https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/2044bd59-48d9-42a8-95ab-8df0409649c1/download845045a1d3ced86b79f1da4b60f4a3afMD53THUMBNAILAnálisis comparativo de rendimiento en protocolos ipv4 e ipv6 como estrategia para mejorar la calidad del servicio en la red inalámbrica de la Universidad de la Costa.pdf.jpgAnálisis comparativo de rendimiento en protocolos ipv4 e ipv6 como estrategia para mejorar la calidad del servicio en la red inalámbrica de la Universidad de la Costa.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7330https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/adc4759d-240e-4846-83e0-59ebf6bb6eac/downloadc0a4d7332ad3b00e767cdeff34885bccMD5411323/13038oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/130382024-09-17 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