Địa chỉ IPv6 và triển khai hệ thống mạng IPv6 trên phần mềm GNS3

1.2 Những giói hạn của IPv4 IPv4 hỗ trợ trường địa chỉ 32 bit, IPv4 ngày nay hầu như không còn đáp ứngđược nhu cầu sử dụng của mạng Internet.. Hai vấn đề lớn mà IPv4 đang phải đối mặt là

Trang 1

Khóa Luận Tốt Nghiệp - Ngành Kỹ Thuật Mạng I 2011

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 3

DANH MỤC BẢNG BIÊU 5

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 6

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IPv6 9

1.1 N guyên nhân phát triển IPv6 10

1.2 Những giới hạn của IPv4 11

1.3 Vấn đề quản lý địa chỉ IPv4 12

1.4 Kiến trúc của IPv6 13

1.4.1 Tăng kích thước của tầm địa chỉ 13

1.4.2 Sự phân cấp địa chỉ toàn cầu 14

1.4.3 Một số tính năng mới nổi trội hơn so với IPv4 16

1.5 So sánh Header của IPv4 và IPv6 20

1.6 Định nghĩa cách biểu diễn địa chỉ IPv6 24

1.6.1 Các quy tắc biểu diễn 24

1.6.2 Sử dụng các địa chỉ IPv6 trong việc truy cập URL 25

1.7 Phân loại địa chỉ 26

1.7.1 Unicast Address 26

1.7.2 Multicast Address 28

1.7.3 Anycast Address 30

1.8 Các loại địa chỉ IPv6 đặc biệt 31

1.8.1 Địa chỉ không định danh và địa chỉ loopback 31

1.8.2 Địa chỉ IPv4-Compatible IPv6 31

1.8.3 Địa chỉ IPv4-Mapped IPv6 32

1.9 Thống kê các dạng địa chỉ IPv6 33

CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI IPv6 TRÊN cơ SỞ HẠ TẦNG MẠNG IPv4 36

2.1 Thực trạng triển khai IPv6 37

2.1.1 Trên thế giới 37

2.1.2 Tại Việt Nam 37

Nguyễn Thanh Long - K13TMT

Khoa CNTT - Trường Đại học Duy Tân

1

Trang 2

2.2 Các phương pháp triển khai IPvó 38

2.2.1 Định dạng EUI-64 38

2.2.3 Tự động cấu hình phi trạng thái 39

2.2.4 DHCPvó 41

2.3 Mobile IPvó 43

2.4 Định tuyến cho liên mạng IPvó 43

2.4.1 Bảng định tuyến IPvó 44

2.4.2 Định tuyến tĩnh 47

2.4.3 Các giao thức định tuyến động trong IPvó 48

2.5 OSPFv3 cho IPvó 53

2.5.1 Hoạt động của OSPFv3 54

2.5.2 So sánh OSPFv3 và OSPFv2 55

2.5.3 Gói tin FSA cho IPvó 57

2.5.4 Cấu hình OSPFv3 trên thiết bị Cisco 58

2.6 Giới thiệu các cơ chế chuyển đổi giữa IPv4 và IPv6 63

2.6.1 Dual Stack 64

2.6.2 Tunneling 65

2.6.3 NAT-PT 68

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MẠNG IPv6 71

3.1 Cà i đặt và cấu hình trên GNS3 72

3.2 Hab 1 - Cấu hình OSPFv3 cho IPv6 73

3.3 Hab 2 - Manual IPv6 Tunnel 79

3.4 Hab 3 - cấu hình 6to4 tunnel kết hợp định tuyến tĩnh 83

KẾT HUÂN 88

TÀI HIỆU THAM KHẢO 89

- m 2

Nguyên Thanh Long - K13TMT

Trang 3

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sự cạn kiệt IPv4 qua các năm 10

Hình 1.2 Thế giới sẵn sàng cho IPvó 11

Hình 1.3 Số Bits trong IPv4 so với IPv6 13

Hình 1.4 Khác nhau cơ bản giữa IPv4 và IPvó 14

Hình 1.5 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa chỉ IPvó lúc đầu 15

Hình 1.6 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa chỉ IPv6 hiện nay 15

Hình 1.7 IPv6 Mobility 18

Hình 1.8 Tổng hợp địa chỉ cho định tuyến 19

Hình 1.9 IPv4 Header và IPv6 Header 20

Hình 1.10 Chi tiết IPv6 Header 21

Hình 1.11 Thứ tự header trong gói tin IPv6 22

Hình 1.12 Truy cập website bằng địa chỉ IPv6 với port 8080 25

Hình 1.13 Cấu trúc địa chỉ Link-local 26

Hình 1.14 Xem địa chỉ Link-local của máy tính 27

Hình 1.15 Cấu trúc địa chỉ Site-local 28

Hình 1.16 Cấu trúc địa chỉ Multicast Address 28

Hình 1.17 Cấu trúc địa chỉ Anycast Address 30

Hình 1.18 Cấu trúc địa chỉ IPv4-Compatible IPv6 31

Hình 1.19 Cấu trúc địa chỉ 6to4 32

Hình 1.20 Cấu trúc địa chỉ IPv4-Mapped IPv6 33

Hình 2.1 Định dạng EUI-64 cho IPv6 38

Hình 2.2 Mô tả định dạng EUI-64 39

Hình 2.3 Mô tả định dạng EUI-64 (tt) 39

Hình 2.4 Stateles Autoconfiguration 40

Hình 2.5 Bước 1 của Stateless Autoconíiguration 41

Hình 2.6 Bước 2 của Stateless Autoconíiguration 41

Hình 2.7 Hoạt động của DHCPvó 42

Hình 2.8 Bảng định tuyến IPv6 trên Windows 46

Hình 2.9 Định dạng gói tin RlPng 49

3

Trang 4

Hình 2.10 Next hop RTE 49

Hình 2.11 IPv6 preĩix RTE 50

Hình 2.12 Cấu trúc phân cấp trong OSPFv3 54

Hình 2.13 OSPFv3 LSA header và OSPFv2 LSA header 57

Hình 2.14 OSPFv3 LSA header 57

Hình 2.15 Mô hình OSPFv3 đa vùng cơ bản 61

Hình 2.16 Sự chuyển đổi giữa mạng IPv4 và IPv6 63

Hình 2.17 Mô hình Dual-stack 64

Hình 2.18 Dual-stack trong Windows 64

Hình 2.19 Dual-stack trong Cisco 65

Hình 2.20 Công nghệ tunneling 65

Hình 2.21 Mô hình 6to4 tunneling 67

Hình 2.22 cấu trúc địa chỉ IPv6 6to4 67

Hình 2.23 Mô hình Tunnel Broker 68

Hình 2.24 Công nghệ NAT-PT 69

Hình 3.1 Giao diện chương trình GNS3 72

Hình 3.2 Mô hình Lab 1 - OSPFv3 73

Hình 3.3 Mô hình Lab 2 - Manual IPv6 Tunnel 79

Hình 3.4 Mô hình Lab 3 - 6to4 Tunnel 83

4

Trang 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng đặc tả cấp phát địa chỉ IPv6 trên toàn cầu 16

Bảng 1.2 Ví dụ về địa chỉ IPv6 Multicast 29

Bảng 1.3 Bảng mô tả các loại địa chỉ IPv6 Multicast 29

Bảng 1.4 Bảng thống kê các dạng địa chỉ IPv6 34

Bảng 2.1 Chức năng gói LSA 58

Bảng 2.2 Lệnh cấu hình OSPFv3 toàn cục 59

Bảng 2.3 Lệnh cấu hình OSPFv3 trên Interface 59

5

Trang 6

AD Administrative Distance

AíriNIC Aírican Network Iníormation Centre

APNIC Asia-Pacific Network Iníormation Centre

ARIN American Registry for Internet Numbers

ARPANET Advanced Research Projects Agency Network

DHCP Dynamic Host Coníiguration Protocol

EIGRP Enhanced Interrior Gateway Routing Protocol

IANA Internet Assigned Numbers Authority

IETF Internet Engineering Task Force

IPv4 Internet Protocol version 4

IPv6 Internet Protocol version 6

IS-IS Intermediate System to Intermediate System

LACNIC Latin America and Caribbean Netvvork Iníormation Centre

Nguyễn Thanh Long - K13TMT Khoa CNTT - Trường Đại học Duy Tân

Trang 7

OSPF open Shortest Path First

OSPFv3 open Shortest Path First Version 3

RIPE Réseaux IP Européens Network Coordination Centre

RlPng Routing Iníòrmation Protocol next generation

VNNIC Viet Nam Network Iníormation Center

7

Trang 8

MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Với tiền thân là mạng ARPANET, ngày nay mạng INTERNET đã phát triểnvới tốc độ nhanh chóng và trở thành mạng lớn nhất trên thế giói Các dịch vụ trênInternet không ngừng phát triển, cơ sở hạ tầng mạng được nâng cao về băng thông vàchất lượng dịch vụ Chính vì vậy, nhu cầu về địa chỉ IP ngày càng lớn, thế hệ địa chỉInternet đầu tiên là IPv4, sẽ không thể đáp ứng nổi sự phát triển của mạng Internettoàn cầu trong tương lai Do đó, một thế hệ địa chỉ Internet mới sẽ được triển khai đểbắt kịp, đáp ứng và thúc đẩy mạng lưới toàn cầu tiến sang một giai đoạn phát triểnmới Chính vì lý do cấp thiết chuyển sang sử dụng “IPvó”, nên tôi đã chọn vấn đề này

để nghiên cứu và làm đề tài khóa luận tốt nghiệp

II Mục tiêu

Mục tiêu đạt được sau khi hoàn thành khóa luận:

• Hiểu rõ đặc điểm và cấu trúc của IPv6

• Nắm vững những tính năng mới của IPvó so với IPv4

• Các cách thức để triển khai IPvó

• Triển khai thành công hệ thống mạng IPv6 được giả lập trên phần mềmGNS3 và nền tảng công nghệ của Cisco System

III Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi của IPvó rất rộng, từ cơ sở hạ tầng cho đến các dịch vụ mạng Khóaluận này nghiên cứu tổng quan về địa chỉ IPvó, các cách thức triển khai trên cơ sở hạtầng mạng lóp 3 - lóp Network mà cụ thể là vấn đề định tuyển và chuyển đổi qua lạigiữa môi trường IPv4 và IPvó

IV Bố cục

Nội dung của khóa luận chia thành 3 chương :

• Chương 1: Tổng quan về địa chỉ IPvó

• Chương 2: Triển khai IPvó trên cơ sở hạ tầng mạng IPv4

• Chương 3: Mô phỏng hệ thống mạng IPvó

8

Trang 9

CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN VÈ ĐỊA CHỈ IPv6

Ngày 03-02-2011, nguồn cung địa chỉ Internet IPv4 đã chỉnh thức cạn kiệt sau

30 năm sử dụng To chức quản lỷ địa chỉ Internet toàn cầu (IANA) đã phân bo nhũng khối địa chỉ ỈPv4 cuối cùng cho các nhà cấp phát địa chỉ Internet khu vực (RIR) Điều

đó không có nghĩa mọi thứ trên thế giới đã chấm dứt, cũng không có nghĩa Internet đã đến ngày tận thế Địa chỉ IPv6 là sẽ là phiên bản thế hệ tiếp theo Internet Đây là phiên bản thiết kế nhằm khác phục những hạn chế của giao thức IPv4 và bo sung những tỉnh năng mới cần thiết trong hoạt động và dịch vụ mạng thế hệ sau.

Chưong 1 của khóa luận gom những nội dung chính sau :

• Các giới hạn của địa chỉ IPv4 và nguyên nhân phát triên địa chỉ IPv6.

• Cấu trúc của địa chỉ IPv6.

• Cách biếu diễn địa chỉ IPvó.

• Các dạng địa chỉ của IPv6.

9

Trang 10

1.1 Nguyên nhân phát triển IPv6

Năm 1973, TCP/IP được giới thiệu và ứng dụng vào mạng ARPANET Vàothời điểm đó, mạng ARPANET chỉ có khoảng 250 Site kết nối với nhau, với khoảng

750 máy tính Internet đã và đang phát triển vói tốc độ khủng khiếp, đến nay đã cóhơn 60 triệu người dùng trên toàn thế giới Theo tính toán của giới chuyên môn, mạngInternet hiện nay đang kết nối hàng trăm ngàn Site với nhau, với hàng trăm triệu máytính Trong tương lai không xa, những con số này không chỉ dừng lại ở đó Sự pháttriển nhanh chóng này đòi hỏi phải kèm theo sự mở rộng, nâng cấp không ngừng của

cơ sở hạ tầng mạng và công nghệ sử dụng

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Năm

Hình 1.1 Sự cạn kiệt IPv4 qua các năm.

Bước sang những năm đầu của thế kỷ XXI, ứng dụng của Internet phát triểnnhằm cung cấp dịch vụ cho người dùng trên các thiết bị mới ra đời: Notebook,Cellualar modem, Tablet, Smart-Phone, Smart TV Đe có thể đưa những khái niệmmới dựa trên cơ sở TCP/IP này thành hiện thực, TCP/IP phải mở rộng Nhưng mộtthực tế mà không chỉ giới chuyên môn, mà ngay cả các ISP cũng nhận thức được đó làtài nguyên mạng ngày càng hạn hẹp Việc phát triển về thiết bị, cơ sở hạ tầng, nhânlực không phải là một khó khăn lớn vấn đề ở đây là địa chỉ IP, không gian địa chỉ

IP đã cạn kiệt, địa chỉ IP (IPv4) không thể đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng đó Bước

10

Trang 11

tiến quan trọng mang tính chiến lược đối với kế hoạch mở rộng này là việc nghiên cứucho ra đời một thế hệ sau của giao thức IP, đó chính là IP version 6

Hình 1.2 Thế giới sẵn sàng cho IPv6.

IPv6 ra đời không có nghĩa là phủ nhận hoàn toàn EPv4 (công nghệ mà hạ tầngmạng chúng ta đang dùng ngày nay) Vì là một phiên bản hoàn toàn mới của côngnghệ IP, việc nghiên cứu, ứng dụng vào thực tiễn luôn là một thách thức rất lớn Mộttrong những thách thức đó liên quan đến khả năng tương thích giữa IPvó và IPv4, liênquan đến việc chuyển đổi từ IPv4 lên IPvó, làm thế nào mà người dùng có thể khaithác những thế mạnh của IPv6 nhưng không nhất thiết phải nâng cấp đồng loạt toàn

bộ mạng (LAN, WAN, Internet ) lên IPv6

1.2 Những giói hạn của IPv4

IPv4 hỗ trợ trường địa chỉ 32 bit, IPv4 ngày nay hầu như không còn đáp ứngđược nhu cầu sử dụng của mạng Internet Hai vấn đề lớn mà IPv4 đang phải đối mặt làviệc thiếu hụt các địa chỉ, đặc biệt là các không gian địa chỉ tầm trung (lóp B) và việcphát triển về kích thước rất nguy hiểm của các bảng định tuyến trong Internet

Thêm vào đó, nhu cầu tự động cấu hình (Auto-config) ngày càng trở nên cầnthiết Địa chỉ IPv4 trong thòi kỳ đầu được phân loại dựa vào dung lượng của địa chỉ

đó (số lượng địa chỉ IPv4) Địa chỉ IPv4 được chia thành 5 lóp A, B, c, D 3 lóp đầutiên được sử dụng phổ biến nhất Các lóp địa chỉ này khác nhau ở số lượng các bitdùng để định nghĩa Network ID

Ví dụ: Địa chỉ lóp B có 16 bit đầu dành để định nghĩa Network ID và 16 bit

11

Trang 12

cuối cùng dành cho Host ID Trong khi địa chỉ lớp c có 21 bit dành để định nghĩaNetvvork ID và 8 bit còn lại dành cho Host ID Do đó, dung lượng của các lóp địachỉ này khác nhau

1.3 Vấn đề quản lý địa chỉ IPv4

Bên cạnh những giới hạn đã nêu ở trên, mô hình này còn có một hạn chế nữachính là sự thất thoát địa chỉ nếu sử dụng các lóp địa chỉ không hiệu quả Mặc dùlượng địa chỉ IPv4 hiện nay có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng trên thế giới, nhưng cáchthức phân bổ địa chỉ IPv4 không thực hiện được chuyện đó

Ví dụ: một tổ chức có nhu cầu triển khai mạng với số lượng Host khoảng 300

Đe phân địa chỉ IPv4 cho tổ chức này, người ta dùng địa chỉ lóp B Tuy nhiên, địa chỉlóp B có thể dùng để gán cho 65536 Host Dùng địa chỉ lóp B cho tổ chức này làmthừa hơn 65000 địa chỉ Các tổ chức khác sẽ không thể nào sử dụng khoảng địa chỉnày Đây là điều hết sức lãng phí

Trong những năm 1990, kỹ thuật Classless Inter-Domain Routing (CIDR) đượcxây dựng dựa trên khái niệm mặt nạ địa chỉ (address mask) CIDR đã tạm thời khắcphục được những vấn đề nêu trên Khía cạnh tổ chức mang tính phân cấp(Hierachical) của CIDR đã cải tiến khả năng mở rộng của IPv4 Phương pháp nàygiúp hạn chế ảnh hưởng của cấu trúc phân lóp địa chỉ IPv4 Phương pháp nàv chophép phân bổ địa chỉ IPv4 linh động hơn nhờ vào subnet mask Độ dài của Netvvork

ID vào Host ID phụ thuộc vào số bit 1 của subnet mask, do đó, dung lượng của địa chỉ

IP trở nên linh động hơn

Ví dụ: sử dụng địa chỉ IP lóp c với độ dài Subnet Mask 23 (x.x.x.x/23) cho tổchức trên Địa chỉ này có Host ID được định nghĩa bởi 9 bit, tương đương với 512Host Địa chỉ này là phù họp Tuy nhiên, CIDR có nhược điểm là Router chỉ có thểxác định được Netvvork ID và Host ID nếu biết được Subnet mask

Mặc dù có thêm nhiều công cụ khác ra đời như kỹ thuật Subnetting (1985), kỹthuật VLSM (1987) và CIDR (1993), các kỹ thuật trên đã không cứu vớt IPv4 ra khỏi

một vấn đề đơn giản: không có đủ địa chỉ cho các nhu cầu tưong lai Có khoảng 4 tỉ

địa chỉ IPv4 nhưng khoảng địa chỉ này là sẽ không đủ trong tương lai với những thiết

bị kết nối vào Internet và các thiết bị ứng dụng trong gia đình yêu cầu địa chỉ IP

Trang 13

Một vài giải pháp ngắn hạn, chẳng hạn như ứng dụng RFC 1918 (Address Allocation for Private Intemets) trong đó dùng một phần không gian địa chỉ làm các

địa chỉ dành riêng và NAT là một công cụ cho phép hàng ngàn Host truy cập vàoInternet chỉ với một vài IP hợp lệ Tuy nhiên, giải pháp mang tính dài hạn là việc đưavào IPvó với cấu trúc địa chỉ 128 bit Không gian địa chỉ rộng lớn của IPvó không chỉcung cấp nhiều không gian địa chỉ hon IPv4 mà còn có những cải tiến về cấu trúc

Với 128 bit, sẽ có 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 địachỉ Một con số khổng lồ Trong năm 1994, IETF đã đề xuất IPv6 trong RFC 1752

(The Recommendation for the IP Next Generation Protocol) IPv6 khắc phục một số

vấn đề như thiếu hụt địa chỉ, chất lượng dịch vụ, tự động cấu hình địa chỉ, vấn đề xácthực và bảo mật

1.4 Kiến trúc của IPv6

Khi phát triển phiên bản địa chỉ mói, IPv6 hoàn toàn dựa trên nền tảng IPv4.Nghĩa là hầu hết những chức năng của IPv4 đều được tích hợp vào IPv6 Tuy nhiên,IPv6 đã lượt bỏ một số chức năng cũ và thêm vào những chức năng mới tốt hon.Ngoài ra IPv6 còn có nhiều đặc điểm hoàn toàn mới

1.4.1 Tăng kích thước của tầm địa chỉ

IPv4 = 32 Bits

IPv6 = 128 Bits

Hình 1.3 Sổ Bits trong IPv4 so với IPv6.

Một so sánh thú vị là nếu nói IPv4 là một trái banh golf thì IPv6 là một mặt trời.

IPv6 sử dụng 128 bit địa chỉ, tăng gấp 4 lần số bit so với IPv4 (32bit) Nghĩa làtrong khi DPv4 chỉ có 232 ~ 4,3 tỷ địa chỉ, thì IPv6 có tói 2128 ~ 3,4 * 1038 địa chỉ IP.Gấp 296 lần so với địa chỉ IPv4 Với số địa chỉ của IPv6 nếu rãi đều trên bề mặt trái đất(diện tích bề mặt trái đất là 511263 tỷ mét vuông) thì mỗi mét vuông có khoảng665.570 tỷ tỷ địa chỉ

Trang 14

Hình 1.4 Khác nhau cơ bản giữa IPv4 và IPv6.

Địa chỉ IPv6 được biểu diễn bởi ký tự Hexa với tổng cộng 8 Octet Mỗi Octetchứa 4 ký tự Hexa tương ứng với 16 bit nhị phân Dấu hai chấm ngăn cách giữa cácoctet

Giao thức IPv4 hiện tại được duy trì bởi kỹ thuật NAT và cấp phát địa chỉ tạmthời Tuy nhiên vì vậy mà việc thao tác dữ liệu trên payload của các thiết bị trung gian

là một bất lợi các lợi ích về truyền thông ngang hàng (peer-peer), bảo mật đầu cuối vàchất lượng dịch vụ (QoS) Với số lượng cực kỳ lớn địa chỉ IPv6 thì sẽ không cần đến

kỹ thuật NAT hay cấp phát địa chỉ tạm thời nữa Vì lúc đó, mỗi thiết bị (Máy tính,điện thoại, ti vi, robot, thiết bị dân dụng ) đều sẽ có một địa chỉ IP toàn cầu

Đây là một không gian địa chỉ cực lớn với mục đích không chỉ cho Internet màcòn cho tất cả các mạng máy tính, hệ thống viễn thông, hệ thống điều khiển và thậmchí cho từng vật dụng trong gia đình Trong tương lai, mỗi chiếc điều hòa, tủ lạnh,máy giặt hay nồi cơm điện của mọi gia định trên thế giới cũng sẽ mang một địa chỉIPv6 để chủ nhân của chúng có thể kết nối và ra lệnh từ xa Nhu cầu hiện tại chỉ cần15% không gian địa chỉ IPv6, còn 85% dự phòng cho tương lai

1.4.2 Sự phân cấp địa chỉ toàn cầu

a) Phân cấp đìa chỉ lúc ban đầu

14

Trang 15

FP 13 bits _8 bits 24 bits 16 bits 64 bits

Hình 1.5 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa chỉ IPv6 lúc đầu.

Trong đó:

• FP — Format Preíĩx : 3 bit 001 để nhận dạng là địa chỉ toàn cầu

• TLAID - Top Level Aggregate ID : Nhận dạng tổng hợp cấp cao nhất

• Res - Reserved : Dự phòng cho tuông lai

• NLA ID - Next Level Aggregator ID : Nhận dạng tổng họp cấp tiếptheo

• SLAID - Site Level Aggregator ID : Nhận dạng tổng họp cấp vùng

• Interíace ID : Địa chỉ định danh interíace của 1 node trong 1 mạng con

b) Phân cấp đìa chỉ hiện nay

Địa chỉ IPvó sử dụng một giải pháp gọi là preýbc (tiền tố) để phân cấp một địa

Hình 1.6 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa chỉ IPv6 hiện nay.

Địa chỉ IPv6 hiện nay do tổ chức cấp phát địa chỉ Internet quốc tế IANA cấp

phát Bảng 1.1 mô tả chi tiết việc cấp phát địa chỉ IPv6 theo prefix.

15

Trang 16

Preíix Số bit Chức năng

/3 3 bit Luôn là 001 được dành cho các địa chỉ khả định tuyến toàn cầu(Globally Routable Unicast -GRU).

Xác định cấp cao nhất là tổ chức IANA IANA phân phối tiếpcho 5 RIR - tổ chức cấp khu vực cấp phát địa chỉ IP, bao gồm:AíriNIC (Châu Phi), ARIN (Bắc Mỹ và Caribe), APNIC (Châu

Á Thái Bình Dương), RIPE (Châu Âu, Trung Đông và TrungÁ)

Xác định cấp khu vực hoặc quốc gia Được các RIR cấp cho cácISP cao nhất trong hệ thống các nhà cung cấp dịch vụ của mỗiquốc gia

/48 16 bit Xác định cấp vùng Là các nhà cung cấp dịch vụ ở mỗi vùngcủa mỗi quốc gia hoặc các tổ chức lớn./64 16 bit Xác định cấp thấp nhất Được các ISP cấp phát đến khách hàng

Trang 17

64 bit cuối là phần địa chỉ Host, ứng với mỗi interíace (giao diện) trong mạng cục bộcủa khách hàng.

1.4.3 Một số tính năng mói nổi trội hơn so vói IPv4

❖ Đơn giản hóa việc đặt địa chỉ Host.

IPv6 sử dụng 64 bit sau cho địa chỉ Host Một kỹ thuật gọi là EUI-64 làm đơngiản việc đặt địa chỉ host rất nhiều so với IPv4 Kỹ thuật này tận dụng 48 bit địa chỉMAC để làm địa chi host.Và chèn thêm chuỗi “FFFE” vào giữa mỗi 16 bit của địa chỉMAC để hoàn chỉnh 64 bit phần địa chỉ host Bằng cách này, mọi Host sẽ có một Host

ID duy nhất trong mạng Phần này sẽ được nói rõ hơn ở Chương 2

❖ Tự động cấu hình địa chỉ.

Để đơn giản cho việc cấu hình các trạm, IPv6 hỗ trợ cả việc tự cấu hình địa chỉStateíul như khả năng cấu hình DHCP server hoặc tự cấu hình Stateless (phi trạngthái).Với khả năng cấu hình phi trạng thái, các máy trạm trong mạng tự động liên kếtvới Router và nhận về địa chỉ preíix của phần mạng Thậm chí nếu không có Router,các máy trạm trên cùng một liên kết có thể tự cấu hình và giao tiếp với nhau mà không

16

Cần bất kỳ một thiết lập thủ công nào khác

❖ Hiệu suất cao hơn.

Với IPv4 có sử dụng private address để tránh hết địa chỉ Do đó, xuất hiện kỹthuật NAT để chuyển đổi địa chỉ, dẫn đến tăng Overhead cho gói tin Trong IPv6 dokhông thiếu địa chỉ nên không cần đến private address, do đó NAT được loại bỏ ->Giảm được thời gian xử lý Header, giảm Overhead vì chuyển dịch địa chỉ

Giảm được thời gian xử lý định tuyến: nhiều khối địa chỉ IPv4 được phân phátcho các user nhưng lại không tóm tắt được, nên phải cần các entry trong bảng địnhtuyến làm tăng kích thước của bảng định tuyến và thêm Overhead cho quá trình địnhtuyến Ngược lại, các địa chỉ IPv6 được cấp phát qua các ISP theo một kiểu phân cấpđịa chỉ giúp giảm được Overhead

Trong IPv4 sử dụng nhiều Broadcast như ARP Request, trong khi IPvó sử dụngNeighbor Discovery Protocol để thực hiện chức năng tương tự trong quá trình tự cấuhình mà không cần sử dụng Broadcast Bên cạnh đó, Multicast có giới hạn trong IPv6,một địa chỉ Multicast có chứa một trường scope (phạm vi) có thể hạn chế các gói tinMulticast trong các node, trong các link, hay trong một tổ chức

❖ Hỗ trợ tốt tính năng di động.

Tính di động (Mobility) là một tính năng rất quan trọng trong hệ thống mạngngày nay Mobile IP là một tiêu chuẩn của IETF cho cả IPv4 và IPvó Mobile IP chophép thiết bị di chuyển mà không bị đứt kết nối, vẫn duy trì được kết nối hiện tại.Trong IPv4, mobile IP là một tính năng mói cần phải được thêm vào nếu cần sử dụng.Ngược lại với IPv6, tính di động được tích hợp sẵn, có nghĩa là bất kỳ node IPvó nàocũng có thể sử dụng được khi cần thiết

17

Trang 18

Thêm vào đó phần header của định tuyến trong IPv6 làm cho Mobile IPv6 hoạtđộng hiệu quả hơn Mobile IPv4 Chính vì vậy, trong tương lai các thiết bị di động nhưlaptop, máy tính bảng, smartphone sẽ dùng địa chỉ IPv6 tích hợp sử dụng trên cơ sở

hạ tầng của mạng viễn thông

❖ Bảo mật cao.

IPSec (IP Security) là một tiêu chuẩn do IETF đưa ra cho lĩnh vực an ninhmạng IP, được sử dụng cho cả IPv4 và IPvó Mặc dù các chức năng cơ bản là giốnghệt nhau trong cả hai môi trường, nhưng với IPvó thì IPSec là tính năng bắt buộc.IPsec được kích hoạt trên tất cả các node IPvó và sẵn sàng để sử dụng Tính sẵn sàngcủa IPsec trên tất cả các node làm cho IPv6 Internet an toàn hơn

❖ Header đơn giản hơn.

Header của IPv6 đơn giản và họp lý hơn IPv4 IPvó chỉ có 6 trường và 2 địachỉ, trong khi IPv4 chứa 10 trường và 2 địa chỉ Do vậy các gói tin IPvó di chuyểnnhanh hơn trong mạng Dần đến tốc độ mạng sẽ được cải thiện

❖ Tổng họp địa chỉ (Addresss Aggregation).

18

Trang 19

2001:0410:0002:748

Hình 1.8 Tống hợp địa chỉ cho định tuyến.

Addresss Aggregation là kỹ thuật tương tự với kỹ thuật Address Summarizetrong IPv4 Một ISP sẽ tổng hợp tất cả các preíix của các khách hàng thành một tiền tốduy nhất và thông báo tiền tố này với cấp cao hơn

Việc tổng hợp địa chỉ sẽ làm cho bảng định tuyến gọn hơn và khả năng mởrộng định tuyến nhiều hơn trên các Router Dần đến sự mở rộng hơn các chức năngmạng như tối ưu hóa băng thông và tăng thông lượng sử dụng để kết nối được tớinhiều hơn các thiết bị và dịch vụ trên mạng như: VoIP, tryền hình theo yêu cầu, Video

độ nét cao, ứng dụng thời gian thực, game-online, học tập hay hội thảo qua mạng

Đánh số lại thiết bị IPv6 (Renumbering)

❖

Đánh số lại mạng IPv4 là điều những nhà quản trị rất quan ngại Nó ảnh hưởngtới hoạt động mạng lưới và tiêu tốn nhân lực cấu hình lại thông tin cho thiết bị trênmạng

Địa chỉ IPv6 được thiết kế có một cách thức đánh số lại mạng một cách dễdàng hơn Một địa chỉ IPvó gán cho node sẽ có hai trạng thái, đó là “còn được sử dụng

- preferred” và “loại bỏ - deprecated” tùy theo thời gian sống của địa chỉ đó Máy tínhluôn cố gắng sử dụng các địa chỉ có trạng thái “còn được sử dụng” Thời gian sốngcủa địa chỉ được thiết lập từ thông tin quảng bá của router Do vậy, các máy tính trênmạng IPvó có thể được đánh số lại nhờ thông báo của router đặt thời gian hết hạn có

Trang 20

Identitication Flags ÕSs.tFragmentTime to Live Protocol HeaderChecksum

Trang 21

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 _1 1 _1 I2 1 _1 L 1 _l 1 1 ljLl 1 1 _ 1 _ 1 _ 1 _1

Hình 1.10 Chi tiết IPvó Header.

Các trường có trong IPvó Header :

• Version : Trường chứa 4 bit 0110 ứng với số 6 chỉ phiên bản của IP.

• Traffic Class : Trường 8 bit tương ứng với trường Type of Service (ToS) trong

IPv4 Trường này được sử dụng để biểu diễn mức ưu tiên của gói tin, ví dụ cónên được truyền với tốc độ nhanh hay thông thường, cho phép thiết bị có thể

xử lý gói một cách tương ứng

• Flow Label : Trường hoàn toàn mới trong IPv6, có 20 bit chiều dài Trường

này biểu diễn luồng cho gói tin và được sử dụng trong các kỹ thuật chuyểnmạch đa lóp (multilayer svvitching), nhờ đó các gói tin được chuyển mạchnhanh hơn trước Bằng cách sử dụng trường này, nơi gửi gói tin hoặc thiết bịhiện thời có thể xác định một chuỗi các gói tin, ví dụ VoIP, thành 1 dòng, vàyêu cầu dịch vụ cụ thể cho dòng đó Ngay cả trong IPv4, một số các thiết bịgiao tiếp cũng được trang bị khả năng nhận dạng dòng lưu lượng và gắn mức

ưu tiên nhất định cho mỗi dòng Tuy nhiên, những thiết bị này không nhữngkiểm tra thông tin tầng IP ví dụ địa chỉ nơi gửi và nơi nhận, mà còn phải kiểmtra cả số port là thông tin thuộc về tầng cao hơn Trường Flow Label trong IPv6

cố gắng đặt tất cả những thông tin cần thiết vào cùng nhau và cung cấp chúng

21

Trang 22

tại tầng IP

• Payload Length : Trường 16 bit Tương tự trường Toal Length trong IPv4, xác

định tổng kích thước của gói tin IPv6 (không chứa header)

• Next Header : Trường 8 bit Trường này sẽ xác định xem extension header có

tồn tại hay không, nếu không được sử dụng, header cơ bản chứa mọi thông tintầng IP Nó sẽ được theo sau bởi header của tầng cao hơn, tức là header củaTCP hay UDP, và trường Next Header chỉ ra loại header nào sẽ theo sau

• Hop Limit: Trường 8 bit Trường này tương tự trường Time to live của IPv4.

Nó có tác dụng chỉ ra số hop tối đa mà gói tin IP được đi qua Qua mỗi hop hayrouter, giá trị của trường sẽ giảm đi 1

• Source Address : Trường này gồm 16 octet (hay 128 bit), định danh địa chỉ

nguồn của gói tin

• Destination Address : Trường này gồm 16 octet (hay 128 bit), định danh địa

chỉ đích của gói tin

Ngoài ra IPv6 Header còn có thêm Extension Headers, là phần Header mở

rộng IPv6 ứng dụng một hệ thống tách biệt các dịch vụ gia tăng khỏi các dịch vụ cơbản và đặt chúng trong header mở rộng (extension header), phân loại các header mởrộng theo chức năng của chúng Làm như vậy, sẽ giảm tải nhiều cho router, và thiếtlập nên được một hệ thống cho phép bổ sung một cách linh động các chức năng

Hình 1.11 Thứ tự header trong gói tin ỈPv6.

Extension Headers bao gồm 6 loại, khi sử dụng cùng lúc nhiều extensionheader, thường có một khuyến nghị là đặt chúng theo thứ tự sau: Hop-by-Hop

22

Trang 23

Options, Destination Options, Routing, Fragment, Authentication and EncapsulatingSecurity Payload, upper-layer

• Hop-by-Hop options header : Header này (giá trị = 0) xác định một chu trình

mà cần được thực hiện mỗi lần gói tin đi qua một router

• Destination Options header : Header này (giá trị = 60) được sử dụng nếu có

Routing Header Để xác định chu trình cần thiết phải xử lý bởi node đích Cóthể xác định tại đây bất cứ chu trình nào Thông thường chỉ có những node đích

xử lý header mở rộng của IPvổ Như vậy thì các header mở rộng khác ví dụFragment header có thể cũng được gọi là Destination Option header Tuynhiên, Destination Option header khác với các header khác ở chỗ nó có thể xácđịnh nhiều dạng xử lý khác nhau Mobile IP thường sử dụng Header này

• Routing header : Routing header (giá trị = 43) được sử dụng để xác định

đường dẫn định tuyến Ví dụ, có thể xác định nhà cung cấp dịch vụ nào sẽ được

sử dụng, và sự thi hành bảo mật cho những mục đích cụ thể Node nguồn sửdụng Routing header để liệt kê địa chỉ của các router mà gói tin phải đi qua.Các địa chỉ trong liệt kê này được sử dụng như địa chỉ đích của gói tin IPv6theo thứ tự được liệt kê và gói tin sẽ được gửi từ router này đến router kháctương ứng

• Fragment header : Fragment header được sử dụng khi nguồn gửi gói tin IPv6

gửi đi gói tin lớn hơn Path MTU, để chỉ xem làm thế nào khôi phục lại đượcgói tin từ các phân mảnh của nó MTU (Maximum Transmission Unit) là kíchthước của gói tin lớn nhất có thể gửi qua một đường dẫn cụ thể nào đó Trongmôi trường mạng như Internet, băng thông hẹp giữa nguồn và đích gây ra vấn

đề nghiêm trọng, cố gắng gửi một gói tin lớn qua một đường dẫn hẹp sẽ làmquá tải Trong địa chỉ IPv4, mối router trên đường dẫn có thể tiến hành phânmảnh (chia) gói tin theo giá trị của MTU đặt cho mỗi interface Tuy nhiên, chutrình này áp đặt một gánh nặng lên router Bởi vậy trong địa chỉ IPv6, routerkhông thực hiện phân mảnh gói tin (các trường liên quan đến phân mảnh trongheader IPv4 đều được bỏ đi)

• Authentication and Encapsulating Security Payload header :

Authentication header (giá trị = 51) và ESP header (giá trị = 50) được sử dụng

Trang 24

trong IPSec để xác thực, đảm bảo tính toàn vẹn và tính bảo mật của 1 gói tin,được sử dụng để xác định những thông tin liên quan đến mã hoá dữ liệu

• Upper-layer header : Trường này được xem là header quy định trường ở trên

tầng IP, xác định cách thức dịch chuyển gói tin 2 giao thức dịch chuyển chính

là TCP (giá trị = 6) và UDP (giá trị = 17)

1.6 Định nghĩa cách biểu diễn địa chỉ IPv6

1.6.1 Các quy tắc biểu diễn

128 bit của IPv6, được chia ra thành 8 Octet, mỗi Octet chiếm 2 byte (4 bit),gồm 4 số được viết dưới hệ cơ số Hexa, và mỗi nhóm được ngăn cách nhau bằng dấuhai chấm

IPv6 là 1 địa chỉ mới nên chúng ta không xài hết 128 bit, vì vậy sẽ có nhiều số

0 ở các bit đầu nên ta có thể viết rút gọn để lược bỏ số 0 này

Qua ví dụ trên, ta sẽ rút ra được 3 nguyên tắc:

• Trong dãy địa chỉ IPv6, nếu có số 0 đứng đầu có thể loại bỏ Ví dụ 0800 sẽđược viết thành 800, hoặc 0008 sẽ được viết thành 8

• Trong dãy địa chỉ IPv6, nếu có các nhóm số 0 liên tiếp, có thể đơn giản cácnhóm này bằng 2 dấu :: (chỉ áp dụng khi dãy 0 liên tiếp nhau)

• Trong IPv6, chúng ta chỉ có thể sử dụng 2 dấu hai chấm một lần với địa chỉ.Không được viết ::AB65:8952::, vì nếu viết như thế sẽ gây nhầm lần khi dịch

ra đầy đủ

Ví dụ tổng hợp :

^ 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A: 130B -> ĐÚNG

Trang 25

1.6.2 Sử dụng các địa chỉ IPv6 trong việc truy cập URL

Chúng ta có thể truy cập một trang web bằng tên hoặc bằng địa chỉ IP Ví dụ

trang web dtu.edu.vn , có địa chỉ ip tương ứng là 222.255.128.204 Vậy chúng ta hoàn toàn có thể vào \vebsite bằng cách gõ: http:// 209.85.175.106,

Tương tự như vậy chúng ta có thể truy cập một trang web bằng địa chỉ IPv6nhưng phải để nó trong cặp dấu [ ] Ví dụ:

http://[FEDL:8435:7356:EADC:BA98:2010:3280:ABCD]

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể thêm số port vào địa chỉ URL, Ví dụ:

http://rfe80::dl6d:c70d:e6a9:97751:8080

Hình 1.12 Truy cập website bằng địa chỉ IPv6 với port 8080.

25

Trang 26

1.7 Phân loại địa chỉ

Địa chỉ IPv6 dược chia ra thành 3 loại chính sau đây:

• Unicast Address: Unicast Address dùng để xác định một interíace trong phạm

vi các Unicast Address Gói tin (Packet) có đích đến là Ưnicast Address sẽthông qua Routing để chuyển đến 1 interíace duy nhất

• Anycast Address: Anycast Address dùng để xác định nhiều Interíaces Tuy

vậy, packet có đích đến là Anycast Address sẽ thông qua Routing để chuyểnđến một interíace trong số các interíace có cùng Anycast Address, thôngthường là interface gần nhất Chữ “gần nhất” ở đây được xác định thông quagiao thức định tuyến đang sử dụng

• Multicast Address: Multicast Address dùng để xác định nhiều interíaces.

Packet có đích đến là Multicast Address sẽ thông qua Routing để chuyển đếntất cả các interíaces có cùng Multicast Address

Trong IPvó địa chỉ Broadcast đã bị loại bỏ và được thay bằng địa chỉ Multicast

1.7.1 Unicast Address

a) Global Unicast Address:

Địa chỉ này được các ISP cấp cho người sử dụng có nhu cầu kết nối Internet.Global Unicast Address giống như địa chỉ Public của IPv4 cấu trúc của địa chỉ

Global Unicast Address đã được trình bày chi tiết ở mục 1.4.2

b) Link-local Addresses:

Đây là loại địa chỉ dùng cho các host khi chúng muốn giao tiếp với các hostkhác trong cùng mạng LAN Tất cả IPvó của các interface đều có địa chỉ link local

Hình 1.13 Cấu trúc địa chỉ Link-local.

26

Trang 27

Theo hình 1.13 :

• 10 bits đầu là giá trị cố định 1111 1110 10 (Preíix FE80::/10)

• 54 bits kế tiếp có giá trị bằng 0

• 64 bits cuối: là địa chỉ của interíace

-> Ket luận : Trong Link Local Address: 64 bit đầu là giá trị cố định không thay đổitương ứng với preíix là FE80::/10

Vào cmd, gõ lệnh “netsh interface ipv6 show addresses” để xemgiá trị Link-Local Address

Hình 1.14 Xem địa chỉ Link-local của máy tính.

Có một lưu ý là Router không thể chuyển bất kỳ gói tin nào có địa chỉ

nguồn hoặc địa chỉ đích là Link Local Address.

c) Site-local Addresses:

Site-Local Addresses được sử dụng trong hệ thống nội bộ (Intranet) tương tựcác địa chỉ Private IPv4 (10.X.X.X, 172.16.X.X, 192.168.X.X) Phạm vi sử dụng Site-Local Addresses là trong cùng 1 Site

27

Trang 28

1111 1111

F F Flag Scope

4 -8 Bits -H4 -8 Bits -►!

Hình 1.16 Cẩu trúc địa chỉ Multicast Address.

• Địa chỉ IPv6 Multicast được định nghĩa với prefix là FF: :/8

• Từ FF00:: đến FF0F:: là địa chỉ dành riêng được quy định bởi IANA để sửdụng cho mục đích multicast

• Octet thứ hai chỉ ra cờ (flag) và phạm vi (Scope) của địa chỉ multicast

Flag xác định thời gian sống của địa chỉ Có 2 giá trị của flag :

28

Trang 29

Địa chỉ Loại Phạm vi

FF02::1

FF03::2

FF02:: 1 :FFXX:XXXX YVXX.XXXX Các Solicited-node Link-local

FF05::101

Ngoài ra địa chỉ IPvó Multicast còn có quy định giá trị của các bit cuối để xác định đốitượng thuộc phạm vi của Multicast Address

Bảng 1.3 Bảng mô tả các loại địa chỉỉPvó Multicast.

FF02::1:FFXV:AXOT là dạng địa chỉ Multicast với vai trò là các Solicited-node

29

Trang 30

(thay cho ARP của IPv4) dùng để phân giải địa chỉ IPv6 thành địa chỉ MAC củacác node trong cùng 1 vùng (ở đây vùng trong ví dụ là Link-local)

1.7.2 Anycast Address

Anycast là địa chỉ hoàn toàn mới trong IPvó Còn được gọi là địa chỉ

One-to-nearest (một đến gần nhất).

Hình 1.17 Cẩu trúc địa chỉ Anycast Address.

• Địa chỉ Anycast là một địa chỉ Global Unicast được gán cho nhiều interíace củanhiều Router khác nhau trong cùng một WAN Scope, gói tin chuyển đếnAnycast Address sẽ được hệ thống định tuyến chuyển đến router có metric tốtnhất (router gần nhất)

• Hiện nay, địa chỉ Anycast được sử dụng rất hạn chế, rất ít tài liệu nói về cách sửdụng loại địa chỉ này Hầu như Anycast addresss chỉ được dùng để đặt choRouter, không đặt cho Host, lý do là bởi vì hiện nay địa chỉ này chỉ được sửdụng vào mục đích cân bằng tải

Ví dụ : khi một nhà cung cấp dịch vụ mạng có rất nhiều khách hàng muốn truycập dịch vụ từ nhiều nơi khác nhau, nhà cung cấp muốn tiết kiệm nên chỉ để một Servertrung tâm phục vụ tất cả, họ xây dựng nhiều Router kết nối khách hàng với Server trungtâm, khi đó mỗi khách hàng có thể có nhiều con đường để truy cập dịch vụ Nhà cungcấp dịch vụ đặt địa chỉ Anycast cho các Router kết nối đến Server trung tâm, bây giờmỗi khách hàng chỉ việc ghi nhớ và truy cập vào một địa chỉ Anycast duy nhất, tự động

họ sẽ được kết nối tới Server thông qua Router gần nhất Đây thật sự là một cách xử lýđon giản và hiệu quả

• Địa chỉ Anycast không bao giờ được sử dụng như là địa chỉ nguồn của một góitin

30

Trang 32

Hình 1.19 Cấu trúc địa chỉ 6to4.

Phần này được trình bày chi tiết ở phần 2.7.2 của khóa luận

1.8.1 Địa chỉ IPv4-Mapped IPv6

IPv4-Mapped IPv6 được tạo nên từ 32 bit địa chỉ IPv4 theo cách thức gắn 80 bit

0 đầu tiên, tiếp theo là 16 bit có giá trị hexa FFFF với 32 bit địa chỉ IPv4 Địa chỉ Mapped được sử dụng để biểu diễn một node thuần IPv4 thành một node IPv6 để phục

IPv4-vụ trong công nghệ biên dịch địa chỉ IPv4 - IPv6 (ví dụ công nghệ NAT-PT, phục IPv4-vụgiao tiếp giữa mạng thuần IPv4 và mạng thuần IPv6) Địa chỉ IPv4-mapped không baogiờ được dùng làm địa chỉ nguồn hay địa chỉ đích của một gói tin IPv6

32

Trang 34

Bit Dạng địa chỉ Chú thích

Địa chỉ không định danh Thể hiện Node hiện tại

không có địa chỉ IPvó nàođược gán

127.0.0 của IPv4

trong cùng đường liên kết

2000: :/3 Địa chỉ định danh toàn cầu Được cấp phát bởi các tổ

chức quản lý Internet

đích và thay thế địa chỉBroadcast của IPv4

::w.x.y.z Địa chỉ IPv4-Compatible IPv6 Dùng trong công nghệ

Trang 35

Chương 1 đã trình bày từ khái quát đến chi tiết về không gian địa chỉ và cấu trúc gói tin của IPv6 Địa chỉ IPv6 được đánh số lại và biếu diễn dưới dạng Hexa với không gian địa chỉ lớn hơn, bên cạnh đó là cách thức phân bổ địa chỉ họp lý hơn, giúp các nhà cung cấp Internet dễ dàng quản lý không gian địa chỉ và toi ưu hóa băng thông, khả năng định tuyến trên mạng Các điếm chính trong chương :

• Cấu trúc gói tin 128 bit cho không gian địa chỉ IPvó rất lón.

• Loại bỏ được các nhược điêm của mạng IPv4 như NAT, bảo mật kém.

• Tái đảnh số địa chỉ IP, sử dụng hệ cơ số Hexa đế biếu diễn địa chỉ.

• Sự phân cấp địa chỉ toàn cầu rõ ràng dựa trên prefix.

• Header tối ưu hon.

• Địa chỉ Unicast, Multicast, Anỵcast.

• Các địa chỉ đặc biệt: địa chỉ không định danh, địa chỉ Loopback, địa chỉ Compatible, địa chỉ ỈPv4-Mapped.

IPv4-Nguyễn Thanh Long - K13TMT

35

Trang 36

CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI IPv6 TRÊN cơ SỞ HẠ TẦNG MẠNG IPv4

Triến khai, chuyến đối và thay thế một giao thức Internet không phải là điều dễ dàng Trong lịch sử hoạt động Internet toàn cầu, địa chỉ IPv6 không thế tức khắc thay thế IPv4 trong thời gian ngan mà phải trãi qua một quá trình Thế hệ địa chỉ IPv6 phát triển khi IPv4 đã hoàn thiện và hoạt động trên mạng lưới rộng khắp toàn cầu Trong thời gian đầu phát triển, kết noi IPv6 cần thực hiện trên cơ sở hạ tầng mạng của IPv4 Mạng IPv6 và IPv4 sẽ cùng song song tồn tại trong thòi gian dài, thậm chí mãi mãi Trong Chương 2 sẽ trình bày về thực trạng triến khai IPvó hiện nay, các công nghệ triển khai IPvó và chuyến đoi giữa IPv6 — IPv4 Đồng thời trong chương này sẽ giới thiệu về các giao thức định tuyến hoạt động trên IPvó và phân tích giao thức định tuyến OSPFv3.

Chương 2 của khóa luận gồm những nội dung chính sau :

• Thực trạng triến khai IPvó.

• Một so công nghệ triến khai IPv6.

• Các giao thức định tuyến IPv6.

• Giao thức định tuyến OSPFv3.

• Các kỹ thuật chuyến đoi IPv6 - IPv4.

36

Trang 37

2.1 Thực trạng triển khai IPv6

2.1.1 Trên thế giới

Tại châu Á, sự hạn chế về địa chỉ IPv4 đã đặt một cản trở nhất định đối với sựphát triển của Internet tại những khu vực kinh tế quan trọng như Trung Quốc, Đài Loan,Nhật Bản, Hàn Quốc Những quốc gia này xác định IPvó là công nghệ của mạng thế hệsau, đầy tiềm năng Việc phát triển IPv6 và vươn lẽn vị trí đi đầu về công nghệ mạngthế hệ sau được chính phủ các nước định hướng rõ ràng Trung Quốc đặt mục tiêu xâydựng mạng IPv6 lớn nhất toàn cầu

Tại Châu Âu, ứng dụng địa chỉ IPvó chưa có được sự định hướng từ chính phủ,song lại được phát triển mạnh mẽ bởi rất nhiều dự án nghiên cứu lớn, xây dựng nhữngmạng IPvó kết nối nhiều quốc gia châu Âu, kết nối châu Âu và các châu lục khác

Mỹ vốn là nơi khởi nguồn mạng Internet, cũng là quốc gia sở hữu phần lớnkhông gian địa chỉ IPv4 Do vậy nhu cầu địa chỉ không phải là vấn đề cấp bách Tuynhiên do những đặc tính ưu việt về bảo mật của IPv6, trong năm 2008 bộ Quốc Phòng

Mỹ đã quyết định triển khai IPv6 cho toàn bộ hệ thống trong mạng quốc phòng

2.1.2 Tại Việt Nam

Tại Việt nam, Ban Công tác Thúc đẩy IPv6 Quốc gia đã được thành lập từ ngày

06/01/2009 Sau gần hai năm nghiên cứu xây dựng trên cơ sở ý kiến đóng góp của giớichuyên gia, bộ ngành liên quan và tham khảo kinh nghiệm triển khai của quốc tế, bancông tác đã hoàn thiện và trình Bộ Thông Tin - Truyền Thông kế hoạch hành độngquốc gia về chuyển đổi địa chỉ IPv6

Với các định hướng, mục tiêu, lộ trình cụ thể, bản kế hoạch là cơ sở để cácdoanh nghiệp Internet xây dựng kế hoạch chuyển đổi, ứng dụng IPv6 cho phù hợp vớitình hình thực tế và mạng lưới của đơn vị mình Đồng thời, các cơ sở đào tạo về lĩnhvực CNTT trong nước cũng sẽ có kế hoạch cụ thể lồng ghép nội dung về IPv6 trong cácchương trình giảng dạy Cùng với việc ban hành Ke hoạch Hành động Quốc gia, Bộtrưởng cũng yêu cầu các ISP phải nhanh chóng xây dựng, triển khai kế hoạch hànhđộng IPv6 cụ thể của mình, phù hợp vói kế hoạch chung quốc gia Ban Công tác cầnchuẩn bị nguồn nhân lực được đào tạo cơ bản về IPv6 để đảm bảo cho quá trình chuyển

Trang 38

02 90 27 FF FE 17 FC 0F

Hình 2.1 Định dạng EUI-64 cho IPv6.

38

Trang 39

Autoconíiguration - Tự động cấu hình phi trạng thái.

39

Trang 40

lnterface Identiíier ::2004:0FD1:9CAA:1002

◄ -

◄ -Địa chỉ tự cấu hình của host = Router gửi các thông tin của

Preílx nhận được + Địa chỉ Link-Layer mạng (Pretĩx, Deĩault Route, )

Hình 2.4 Stateỉes Autoconỷiguration.

Một router trong mạng cục bộ gửi thông tin về mạng, như một 64-bit preíỉx củamạng và deíault route của mạng Router sẽ gửi thông tin này cho tất cả các node trongmạng nó kết nối Một máy tính bất kỳ có thể tự cấu hình bằng cách dùng 64 bit prefixphần mạng mà Router gửi kết họp với kỹ thuật EUI-64 để tạo ra 64 bit phần host Quátrình này dẫn đến một địa chỉ 128-bit có thể sử dụng được đầy đủ và đảm bảo được tínhduy nhất trên toàn cầu

Có một tiến trình được gọi là duplicated address transỉation được kích hoạt để

phát hiện và tránh việc trùng lặp địa chỉ

Việc tự động cấu hình làm cho tính năng plug-and-play tối ưu hơn bao giờ hết.Điều này đồng nghĩa với việc cho phép các thiết bị kết nối vào mạng mà không cần bất

kỳ cấu hình nào và cũng không cần có bất kỳ máy chủ nào (như các máy chủ DHCP) Tính năng này cho phép triển khai các thiết bị mới trên Internet, chẳng hạn như điệnthoại di động, các thiết bị không dây, thiết bị gia dụng, và mạng lưới giám sát gia đình

b) Mô tả cách làm việc của Stateless Autoconỷiguration

Quá trình Stateless Autoconíiguration diễn ra theo 3 bước sau:

Bước 1: Thiết bị sẽ gửi một gói tin được gọi là router solicỉtation cho Router

để yêu cầu thông tin về mạng

40

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	1,9 MB