Giao thức Internet phiên bản 6 (IPv6)

+ ICMP - Giao thức bản tin điều khiển Internet: báo cáo các lỗi và các thông tin khác để giúp chuẩn đoán lỗi trong việc phân phối các gói tin + ARP - Giao thức phân giải địa chỉ: phân g

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

THUYẾT MINH DỰ THẢO TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN xxxx-2:2014 “Giao thức Internet phiên bản 6 (IPv6)–

Phần 2: Kiến trúc địa chỉ IPv6

HÀ NỘI, 09/2014

MỤC LỤC

Các thuật ngữ viết tắt .3

Phần 1 Tình hình tiêu chuẩn hóa trên thế giới về IPv6 và nhu cầu tiêu chuẩn hóa đối với Việt Nam ……….……… 4

1.1 Tổng quan về các giao thức vận hành mạng Internet 4

1.2 Tình hình tiêu chuẩn hóa trên thế giới về IPv6 6

1.2.1 Nhóm đặc trách về kỹ thuật Internet IETF 6

1.2.2 Tổ chức IPv6 Forum và Chương trình Logo IPv6 Ready 7

1.2.3 Tình hình tiêu chuẩn hóa tại một số quốc gia 7

1.2.4 Phân loại hệ thống tiêu chuẩn IPv6 8

1.3 Nhu cầu xây dựng tiêu chuẩn IPv6 tại Việt Nam 9

Phần 2 Các vấn đề liên quan đến kiến trúc địa chỉ IPv6 2.1 Khái niệm về kiến trúc địa chỉ IPv6 11

2.2 Cú pháp địa chỉ IPv6 11

2.3 Các tiền tố địa chỉ IPv6 11

2.4 Các loại địa chỉ IPv6 11

2.5 Các địa chỉ Unicast IPv6 13

2.6 Các địa chỉ Multicast IPv6 15

2.7 Các địa chỉ Anycast IPv6 15

2.8 Các địa chỉ IPv6 của một host 15

2.9 Các địa chỉ IPv6 của một router 16

Phần 3 Biên soạn dự thảo Tiêu chuẩn quốc gia về kiến trúc Địa chỉ IPv6 3.1 Lựa chọn tài liệu tham chiếu 18

3.2 Phương pháp xây dựng tiêu chuẩn 18

3.3 Nội dung Tiêu chuẩn quốc gia 19

3.4 Bảng đối chiếu của dự thảo TCVN so với tài liệu tham khảo 20

Các thuật ngữ viết tắt

• ARP Address Resolution Protocol (Giao thức phân giải địa chỉ)

• IP Internet Protocol (Giao thức Internet)

• ICMP Internet Control Message Protocol (Giao thức bản tin điều khiển Internet)

• IGMP Internet Group Management Protocol (Giao thức quản lý nhóm Internet)

• ND Neighbor Discovery (phát hiện nút lân cận)

• MLD Multicast Listener Discovery (Phát hiện bộ nghe Multicast)

• HTTP Hypertext Transfer Protocol (Giao thức truyền siêu văn bản)

• FTP File Transfer Protocol (Giao thức truyền tệp tin)

• SNMP Simple Mail Transfer Protocol (Giao thức truyền thư đơn giản)

• TCP/IP Tranmission control protocol/IP protocol

• DNS Domain Name System (Hệ thống tên miền)

• RIP Routing Information Protocol (Giao thức thông tin định tuyến)

• SNMP Simple Network Management Protocol (Giao thức quản lý mạng đơn giản)

• DHCPv6 Dynamic Host Configuration Protocol version 6 (Giao thức cấu hình HOST

động v6)

• NAT Network Address Translation (Phiên dịch địa chỉ mạng)

• APIPA Automatic Private IP Addressing

• IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

• IETF Internet Engineering Task Force

PHẦN 1 TÌNH HÌNH TIÊU CHUẨN HÓA TRÊN THẾ GIỚI VỀ IPV6

VÀ NHU CẦU TIÊU CHUẨN HÓA ĐỐI VỚI VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về các giao thức vận hành mạng Internet

Mạng Internet hiện tại vận hành theo cơ chế của bộ giao thức TCP/IP Bộ giao thức này là mô hình chồng giao thức gồm 4 tầng được biết đến với tên gọi là mô hình DAPRA (là tên gọi ban đầu khi Cơ quan chính phủ Mỹ bắt đầu phát triển TCP/IP) 4 tầng giao thức đó là: ứng dụng (application), giao vận (transport), tầng Internet (Internet) và Giao diện mạng (network interface) Mỗi một tầng trong mô hình DAPRA tương ứng với một hoặc nhiều tầng của mô hình OSI bảy tầng

Hình 1 diễn tả kiến trúc của bộ giao thức TCP/IP

Hình 1 - Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP

a) Tầng network interface

Tầng này bao gồm các tầng physical và data link của mô hình OSI và làm nhiệm vụ gửi và nhận các gói tin TCP/IP qua môi trường mạng Các gói tin có thể truyền qua nhiều loại mạng khác nhau sử dụng công nhệ LAN như Ethernet, 802.11 wireless LAN và công nghệ WAN như Frame Relay, ATM, và có thể qua các công nghệ mạng mới

b) Tầng Internet

Tầng này tương tự như tầng Network trong mô hình OSI có nhiệm vụ định điạ chỉ, đóng gói

và định tuyến các gói tin Có hai bộ giao thức trong tầng Internet: IPv4 (được sử dụng thông dụng hiện nay) và IPv6 (tầng giao thức mới đang thay thế tầng giao thức IPv4 hiện tại)

Các giao thức lõi của tầng Internet IPv4 là:

+ IP - Giao thức Internet: là giao thức định tuyến, đánh địa chỉ, định tuyến, phân mảnh và lắp

ghép các gói tin

+ ICMP - Giao thức bản tin điều khiển Internet: báo cáo các lỗi và các thông tin khác để giúp

chuẩn đoán lỗi trong việc phân phối các gói tin

+ ARP - Giao thức phân giải địa chỉ: phân giải địa chỉ của tầng Internet thành địa chỉ của tầng

Network Interface (địa chỉ phần cứng)

+ IGMP - Giao thức quản lý nhóm Internet: quản lý các nhóm Mulitcast IP

Các giao thức lõi của tầng Internet IPv6 là:

+ IPv6 - Giao thức Internet phiên bản 6: giao thức định tuyến (đánh địa chỉ và định tuyến các

gói tin)

+ ICMPv6 - Giao thức bản tin điều khiển Internet cho IPv6: báo cáo các lỗi và thông tin khác

để giúp chuẩn đoán lỗi trong việc phân phối các gói tin

+ ND: Giao thức phát hiện nút lân cận: quản lý việc tương tác giữa các nút IPv6 lân cận

+ MLD - Giao thức phát hiện đối tượng thu Multicast: quản lý các nhóm Multicast IPv6

Phụ lục 1 mô tả rõ hơn về tầng giao thức IPv4 và IPv6

c) Tầng Transport

Tầng transport hay còn được gọi là tầng giao vận từ host tới host có chức năng tạo phiên làm việc và truyền đưa các khối tin (datagram), nó bao hàm các chức năng của tầng Transport trong mô hình OSI Các giao thức lõi trong tầng này là TCP và UDP

TCP cung cấp chức năng truyền thông tin cậy, theo kiểu một – một, có định hướng kết nối (connection- oriented), thông qua việc thiết lập các kết nối, gửi các gói tin có trình tự và có xác nhận, khôi phục các gói tin lỗi trong quá trình truyền

UDP thì khác với TCP, làm việc theo kiều một -một hoặc một – nhiều, không định hướng kết nối (connectionless – oriented) và là kiểu truyền thông không tin cậy

TCP và UDP làm việc trên cả IPv4 và IPv6

d) Tầng Application

Tầng application cho phép các ứng dụng tiếp cận với các dịch vụ/chức năng của các tầng khác,

nó xác định các giao thức mà ứng dụng sử dụng để trao đổi dữ liệu/thông tin Tầng này bao gồm nhiều giao thức và các giao thức còn tiếp tục được phát triển Những giao thức lớp ứng dụng được sử dụng nhiều và biết đến rộng rãi nhất là:

• Các giao thức giúp người dùng trao đổi thông tin: HTTP, FTP, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

• Các giao thức giúp sử dụng và quản lý mạng TCP/IP: DNS (phân giải một tên máy chủ thành một địa chỉ IP); RIP (trao đổi thông tin định tuyến trên một mạng IP); SNMP (thu thập và trao đổi thông tin quản lý mạng giữa một thiết bị quản lý mạng và các thiết bị mạng)

1.2 Tình hình tiêu chuẩn hóa trên thế giới về IPv6

1.2.1 Nhóm đặc trách về kỹ thuật Internet (The Internet Engineering Task Force)

IETF đã đưa ra các tiêu chuẩn cho bộ giao thức TCP/IP, trong đó bao hàm giao thức IPv6 dưới hình thức tài liệu RFC Hệ thống tài liệu RFC đặc tả các giao thức IPv6 hiện nay đã tương đối hoàn chỉnh, bao gồm :

• RFC 2460: Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification: Đặc điểm kỹ thuật về giao thức Internet phiên bản 6

• RFC 2461: Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6): Phát hiện láng giềng cho giao thức IPv6

• RFC 2462: IPv6 Stateless Address Autoconfiguration: Tự động cấu hình địa chỉ phi trạng thái của IPv6

• RFC 4443: Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the IPv6 Specification: Giao thức bản tin điều khiển trên Internet cho IPv6

• RFC 2464: Transmission of IPv6 Packets over Ethernet Networks: Sự truyền tải của các gói tin trên mạng Ethernet

• RFC 4291: Internet Protocol Version 6 (IPv6) Addressing Architecture: Kiến trúc địa chỉ cho IPv6

• RFC 6139: Routing and Addressing in Networks

• RFC 6119: IPv6 Traffic Engineering

• RFC 6106: IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration

• RFC 6105: IPv6 Router Advertisement Guard

• RFC 6104: Rogue IPv6 Router Advertisement Problem Statement

• RFC 6097: Local Mobility Anchor (LMA) Discovery for Proxy Mobile IPv6

• RFC 6092: Recommended Simple Security Capabilities in Customer Premises Equipment (CPE) for Providing Residential IPv6 Internet Service

• RFC 6089: Flow Bindings in Mobile IPv6 and Network Mobility (NEMO) Basic Support

• RFC 6088: Traffic Selectors for Flow Bindings

• RFC 6085: Address Mapping of IPv6 Multicast Packets on Ethernet

• RFC 6081: Teredo Extensions

• RFC 6059: Simple Procedures for Detecting Network Attachment in IPv6

• RFC 6058: Transient Binding for Proxy Mobile IPv6

• RFC 6052: IPv6 Addressing of IPv4/IPv6 Translators

1.2.2 Tổ chức IPv6 Forum và Chương trình Lô gô IPv6 Ready

Diễn đàn IPv6 (http://www.ipv6forum.com) và chương trình Lô gô IPv6 Ready là một chương trình thử nghiệm sự phù hợp và khả năng tương tác IPv6 nhằm mục đích để tăng

sự tự tin của người dùng bằng cách chứng minh rằng IPv6 có sẵn và sẵn sàng sử dụng Nhiệm

vụ của ủy ban IPv6 Ready Logo là xác định các thông số kỹ thuật, kiểm tra sự phù hợp và thử nghiệm khả năng tương tác IPv6, cung cấp truy cập với công cụ tự kiểm tra và cung cấp những Logo IPv6 Ready

1.2.3 Tình hình tiêu chuẩn hóa tại một số quốc gia

Hoa Kỳ: Viện Công nghệ và Tiêu chuẩn Mỹ (NIST) ban hành tài liệu tiêu chuẩn hoá

về IPv6 (http://www.nist.gov/itl/antd/usgv6.cfm ) dành cho các cơ quan liên bang Mỹ để triển khai IPv6 - Tài liệu tiêu chuẩn hoá được đánh giá là bước tiếp theo của Chính phủ Mỹ để thực hiện kế hoạch đã đặt ra, yêu cầu tất cả các Cơ quan liên bang Mỹ phải sẵn sàng sử dụng

IPv6

Bộ tiêu chuẩn về IPv6 của Hoa Kỳ cũng được xây dựng trên cơ sở thừa nhận các tiêu chuẩn RFC của IETF

Nhật Bản: Nhật Bản là một trong số những nước tiên phong trong triển khai IPv6 Nhật Bản

xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật IPv6 trên cở sở thừa nhận tiêu chuẩn quốc tế Cơ quan chứng nhận hợp chuẩn cho các thiết bị IPv6 là Viện hợp chuẩn các thiết bị viễn thông Nhật Bản (JATE - Japan Approvals Institute for Telecommunications Equipment) Nhật Bản là thành viên của chương trình IPv6 Ready Logo, do đó các tiêu chuẩn kỹ thuật dùng để chứng nhận hợp chuẩn đều sử dụng chung các tiêu chuẩn khuyến nghị của chương trình (các RFC của

Trung quốc : Quá trình tiêu chuẩn hóa IPv6 của Trung Quốc đã bắt đầu Hiện tại Trung Quốc

đang trong quá trình xây dựng các tiêu chuẩn dựa trên cơ sở các tiêu chuẩn RFC của IETF Một số tiêu chuẩn đang được xây dựng:

• Cơ bản về giao thức IPv6;

• Yêu cầu chung về mạng tổng thể IPv6;

• Giao thức phát hiện hàng xóm;

• Tự động cấu hình địa chỉ phi trạng thái;

• IPv6 di động và giao thức định tuyến (OSPF, BGP4 )

Trung tâm kiểm tra IPv6 toàn cầu - Viện Internet Bắc Kinh là nơi nghiên cứu các tiêu chuẩn liên quan đến IPv6 đồng thời cũng là nơi chứng nhận hợp chuẩn cho các thiết bị IPv6

Ấn Độ: Là một quốc gia có nền công nghệ thông tin rất phát triển, năm 2011 Ấn Độ cũng đã

ban hành bộ tài liệu “Các tiêu chuẩn kỹ thuật cho sự phù hợp và tương thích IPv6” (http://alttc.bsnl.co.in/IPv6-Standards-Mar-2011.pdf )

Bộ tiêu chuẩn này đưa ra danh sách các tiêu chuẩn RFC về IPv6 của IETF, quy định áp dụng cho hệ thống mạng Internet ở Ấn Độ nhằm đảm bảo tính phù hợp và tương thích IPv6

1.2.4 Phân loại hệ thống tiêu chuẩn IPv6

Qua xem xét hệ thống tiêu chuẩn IPv6, có thể thấy hệ thống này bao gồm các loại tiêu chuẩn sau:

a) Các tiêu chuẩn cơ bản:

- Các tiêu chuẩn giao thức lõi IPv6

- Các tiêu chuẩn bổ sung về chức năng như: DHCP, tính di động, an toàn

Hình 2 thể hiện các tiêu chuẩn RFC đối với các tiêu chuẩn cơ bản của IPv6

Hình 2 – Các tiêu chuẩn RFC cơ bản cho IPv6 b) Các tiêu chuẩn thiết bị mạng và thiết bị khách hàng IPv6:

- Tiêu chuẩn cho host, router: RFC 4294 (IPv6 Node Requirements )

- Tiêu chuẩn cho router khách hàng (customer edge router): RFC 6204 (Basic requirements for IPv6 Customer Edge Routers)

c) Các tiêu chuẩn đánh giá tính tuân thủ, tương thích

IETF không xây dựng các tiêu chuẩn đánh giá tuân thủ, tương thích của thiết bị IPv6, do vậy các tổ chức, diễn đàn, hiệp hội như IPv6 Forum huy động các thành viên là doanh nghiệp, các nhà cung cấp thiết bị IPv6 tham gia xây dựng tiêu chuẩn đánh giá để áp dụng Ví dụ các tiêu chuẩn của IPv6 Forum:

- Đánh giá tuân thủ, tương thích cho giao thức lõi:

• IPv6 Core Protocols Test Specification (Version 4.0.6)

• IPv6 Core Protocols Interoperability Test Scenario(Version 4.0.4)

(Nguồn: www.ipv6ready.org)

- Đánh giá tuân thủ, tương thích cho các thiết bị:

• CE Router Interoperability Test Scenario (Version 1.0.0b13)

• CE Router Conformance Test Specification (Version 1.0.2)

(Nguồn: www.ipv6ready.org)

1.3 Nhu cầu xây dựng tiêu chuẩn IPv6 tại Việt Nam

Ngày 18/7/2012, Ban công tác thúc đẩy phát triển IPv6 quốc gia đã tổ chức họp báo cáo về tình hình hoạt động Ban Công tác thúc đẩy phát triển IPv6 quốc gia 06 tháng đầu năm 2012 Báo cáo nêu rõ tính cấp thiết cần nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chuẩn về IPv6 để làm nền tảng cho việc sản xuất và ứng dụng, hợp chuẩn các thiết bị, phần mềm sản xuất trong nước cũng như nhập khẩu

Ngày 27/07/2012 Bộ Thông tin và Truyền thông ra thông báo số 85/TB-BTTTT về Kết luận của thứ trưởng Lê Nam Thắng tại buổi họp ban công tác thúc đẩy phát triển IPv6 quốc gia, theo đó Thứ trưởng chỉ đạo Vụ Khoa học và Công nghệ sớm xây dựng và trình ban hành, công

bố tiêu chuẩn, quy chuẩn về IPv6 vào cuối năm 2012

Như vậy đây mới là các quy định ban đầu trong hoạt động tiêu chuẩn hoá để làm nền tảng cho việc sản xuất và ứng dụng, hợp chuẩn các thiết bị, phần mềm sản xuất trong nước cũng như nhập khẩu Bước tiếp theo là chúng ta phải xây dựng các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phù hợp với điều kiện Việt Nam

Nhu cầu của các doanh nghiệp: Trong các buổi làm việc của Ban Công tác thúc đẩy phát

triển IPv6 quốc gia với các doanh nghiệp Internet đầu ngành như VNPT, NETNAM,… các doanh nghiệp đều có kiến nghị đề nghị Bộ Thông tin và Truyền thông sớm xây dựng bộ tiêu chuẩn về IPv6 để làm căn cứ triển khai IPv6 tại doanh nghiệp

Nhu cầu của các cơ quan quản lý nhà nước: Để có thể quản lý thiết bị, dịch vụ IPv6, cơ

quan quản lý cần có bộ tiêu chuẩn về IPv6 để làm sở cứ cho các hoạt động quản lý, chứng nhận hợp chuẩn, hợp quy thiết bị, dịch vụ, đảm bảo tính tương thích trên toàn lãnh thổ Việt Nam Đồng thời đưa ra các chính sách, lộ trình phát triển và thúc đẩy sản xuất, nhập khẩu phù hợp

Qua phân tích, đánh giá trên cho thấy: việc xây dựng tiêu chuẩn quốc gia về IPv6 là rất cần thiết và cấp bách Theo tổ chức IETF, tiêu chuẩn IPv6 là một bộ tiêu chuẩn bảo gồm rất nhiều tài liệu khác nhau về IPv6, do đó quá trình xây dựng tiêu chuẩn quốc gia để áp dụng cần có nghiên cứu tổng thể, chọn lọc các tiêu chuẩn phù hợp để chấp nhận, xây dựng thành tiêu chuẩn quốc gia, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia để áp dụng Việc xây dựng ưu tiên xây dựng trước các tiêu chuẩn mang tính cơ sở, bao quát và làm sở cứ cho các tiêu chuẩn sau này

Đặc biệt, qua sự phân tích tổng hợp về hệ thống tiêu chuẩn IPv6, có thể thấy nhu cầu tiêu chuẩn hóa cho các giao thức IPv6 lõi là rất cần thiết

Bảng 1 dưới đây tổng hợp tình hình triển khai xây dựng các tiêu chuẩn IPv6 lõi của Việt Nam:

Bảng 1 Các tiêu chuẩn IPv6 lõi được đề xuất xây dựng TCVN

IPv6 Gắn địa chỉ, định tuyến, phân mảnh các gói tin RFC 2460 Đã công bốTCVN 9802-1:2103

ICMPv6 Chuẩn đoán, báo lỗi phân phát các gói IPv6 RFC 4443

2014

Neighbor

Discovery

Tương tác với các nút lân cận, trao đổi bản tin để phân giải địa chỉ, phát hiện địa chỉ trùng

RFC 4861 Đã xây dựng dự thảo

TCVN (2013)

Path MTU

Discovery Kỹ thuật cho một node để phát hiện PMTU của một tuyến bất kỳ

RFC 1981 Đã xây dựng dự thảo

TCVN (2013)

IP Version 6

Addressing

Architecture

Kiến trúc địa chỉ IPv6 RFC 4291

Đề tài này (kế hoạch 2014)

IPv6 Stateless

Address

Autoconfiguration

Tự động cấu hình địa chỉ phi trạng thái

Kế hoạch 2014

Hiện nay Việt Nam mới ban hành được 1 tiêu chuẩn trong bộ tiêu chuẩn giao thức lõi IPv6, do

vậy cần tiếp tục xây dựng, bổ sung Việc biên soạn tiêu chuẩn về kiến trúc địa chỉ IPv6 là

cần thiết do tiêu chuẩn này là một trong những tiêu chuẩn cơ bản nhất của bộ tiêu chuẩn IPv6