Giao tiếp 64-bit định danh trong một địa chỉ IPv6 được sử dụng để xác định một interface (giao diện) duy nhất trên một link.
Link (đường liên kết) là một môi trường mạng trong đó các node mạng liên lạc bằng cách sử dụng các lớp liên kết (lớp 2 trong mô hình OSI). Interface còn có thể xác định tính duy nhất của nó trên một phạm vi rộng lớn hơn. Trong nhiều trường hợp, một giao diện nhận dạng bằng cách dựa trên lớp liên kết (hay địa chỉ MAC của interface). Như trong IPv4, một tiền tố subnet trong IPv6 gắn liền với một link.
Interface định danh được sử dụng trong địa chỉ global unicast và các loại địa chỉ IPv6 khác phải có 64 bit chiều dài và được xây dựng trong 1 định dạng do IEEE đưa ra là Extended Universal Identifier (EUI) - 64. EUI-64 định dạng ID interface có nguồn gốc từ 48 bit của địa chỉ MAC trên interface. Do địa chỉ MAC mang tính duy nhất nên chỉ cần chèn thêm chuỗi Hexa là FFFE vào giữa 3 byte của địa chỉ MAC để tạo ra 64 bit của phần interface ID.
Hình 2.1. Định dạng EUI-64 cho IPv6.
Để chắc rằng địa chỉ sinh ra từ địa chỉ Ethernet MAC là duy nhất, bit thứ 7 trong octet đầu tiên (bit U) là 1 hoặc 0 (thông thường có giá trị bằng 0 )ứng với giá trị duy nhất trong toàn thể hoặc giá trị duy nhất trong cục bộ. Còn bit thứ 8 (bit G) là bit nhóm/cá nhân, với mục đích quản lý các nhóm.
Ví dụ: Ban đầu ta có địa chỉ MAC Adderss 48 bit sau: 0090:2717:FC0F
Hình 2.2. Mô tả định dạng EUI-64.
Bằng cách chèn thêm chuỗi FFFE vào giữa ta được phần địa chỉ Interface ID hoàn thiện:
2.1.2. Tự động cấu hình phi trạng thái 2.1.2.1. Định nghĩa:
IPv6 được thiết kế theo kiểu “plug and play”. Trong một mạng cục bộ, nếu các máy tính kết nối và liên kết đợc tới Router thì lúc này diễn ra quá trình gọi là Stateless Autoconfiguration – Tự động cấu hình phi trạng thái.
Hình 2.4. Stateles Autoconfiguration.
Một router trong mạng cục bộ gửi thông tin về mạng, như một 64-bit prefix của mạng và default route của mạng. Router sẽ gửi thông tin này cho tất cả các node trong mạng nó kết nối. Một máy tính bất kỳ có thể tự cấu hình bằng cách dùng 64 bit prefix phần mạng mà Router gửi kết hợp với kỹ thuật EUI-64 để tạo ra 64 bit phần host. Quá trình này dẫn đến một địa chỉ 128-bit có thể sử dụng được đầy đủ và đảm bảo được tính duy nhất trên toàn cầu.
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 điện thoại di động, các thiết bị không dây, thiết bị gia dụng, và mạng lưới giám sát gia đình.
2.1.2.2. Mô tả cách làm việc của Stateless Autoconfiguration Quá trình Stateless Autoconfiguration diễn ra theo 3 bước sau:
Bước 1: Thiết bị sẽ gửi một gói tin được gọi là router solicitation cho Router để yêu cầu thông tin về mạng.
Hình 2.5. Bước 1 của Stateless Autoconfiguration.
Bước 2: Router phản hồi lại với gói tin router advertisement chứa các thông tin cần thiết (bao gồm 64 bit prefix phần mạng và địa chỉ Default route.)
Hình 2.6. Bước 2 của Stateless Autoconfiguration.
Bước 3: Thiết bị dùng 64 bit prefix phần mạng mà Router gửi kết hợp với kỹ thuật EUI-64 để tạo ra 64 bit phần host, kết quả có được 128 bit địa chỉ IPv6.
2.1.3. DHCPv6
Trong quá trình tự cấu hình phi trạng thái, mỗi node có trách nhiệm cấu hình địa chỉ của chính nó và lưu lại interface ID của nó và thông tin được cung cấp bởi giao thức “neighbor discovery”. Trong một mạng nhỏ, quá trình này có ích lợi là đơn giản và dễ dùng. Bất lợi của nó là quá phụ thuộc vào kỹ thuật multicast, sử dụng không hiệu quả tầm địa chỉ và thiếu bảo mật, thiếu sự kiểm soát chính sách và việc đăng nhập.
Để hỗ trợ các giao tiếp giữa các mạng lớn hơn và phức tạp hơn thì ta phải sử dụng quá trình tự cấu hình stateful. Để hiểu rõ hơn quá trình này, ta phải hiểu rõ các khái niệm sau: stateful autodiscovery, DHCPv6, DHCPv6 client, relay agent.
Stateful autoconfig dựa trên các server để cung cấp các thông tin cấu hình, những server này được gọi là các DHCPv6 server. Stateful có khả năng mở rộng tốt hơn cho những mạng lớn. Stateful có thể được sử dụng đồng thời với stateless. Ví dụ:
một node có thể theo các quá trình stateless trong quá trình khởi động để lấy địa chỉ liên kết cục bộ. Sau đó, nó có thể sử dụng stateful để lấy thêm các thông tin từ DHCPv6 server.
Hình 2.7. Hoạt động của DHCPv6.
Để lấy thông tin cấu hình thì Client phải xác định một DHCPv6 server bằng cách gửi ra một DHCP solicit message hay bằng cách lắng nghe một DHCP advertisement. Client sau đó sẽ gửi một unicast DHCPv6 Request. Nếu DHCPv6 server không ở chung subnet với Client thì một DHCP relay hay agent sẽ forward yêu cầu cho một server khác. Server sẽ hồi âm bằng một DHCPv6 Reply chứa thông tin cấu hình cho Client.
Việc sử dụng DHCPv6 có nhiều ích lợi như:
Kiểm soát: DHCPv6 kiểm soát việc phân phối và gán các địa chỉ từ một điểm kiểm soát tập trung.
Tóm tắt: Do việc phân phối có thứ bậc nên có thể tóm tắt địa chỉ.
Renumbering: Khi một ISP mới được chọn để thay thế cái cũ thì các địa chỉ mới có thể dễ dàng được phân phối hơn với dịch vụ DHCPv6.
Bảo mật: Một hệ thống đăng ký host có thể được sử dụng trong một dịch vụ DHCPv6. Hệ thống đăng ký này có thể cung cấp một cách có chọn lựa các dịch vụ mạng cho các host đăng ký và từ chối truy cập cho các host không đăng ký.