Các địa chỉ IPv6 Anycast -.112
Địa chỉ anycast là loại địa chỉ được cấp cho một nhóm giao diện, thường thuộc về các bộ định tuyến khác nhau Khi một gói tin được gửi đến địa chỉ anycast, nó sẽ được chuyển đến giao diện gần nhất, với "gần nhất" được xác định bởi giao thức định tuyến Địa chỉ anycast chỉ có thể được gán cho bộ định tuyến, không phải cho một host, và không thể sử dụng làm địa chỉ nguồn.
Địa chỉ anycast là dạng địa chỉ unicast, được cấu hình trên một giao diện cụ thể và cần phải được thiết lập rõ ràng trên bộ định tuyến tương ứng Việc cấu hình này là cần thiết vì địa chỉ anycast không thể phân biệt với các địa chỉ unicast khác.
Địa chỉ anycast dinh tuyên mang con là một ví dụ điển hình về địa chỉ anycast Định dạng của địa chỉ này bao gồm một tiền tố mạng con với n bit nhằm xác định một liên kết cụ thể, tiếp theo là (128 - n) bit được thiết lập thành 0.
Trong ví dụ này, gói tin gửi đến địa chỉ anycast sẽ được chuyển đến một trong các bộ định tuyến trong mạng con đó.
4.3.5 Cac dia chi IPv6 Multicast
Các địa chỉ multicast đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngữ cảnh, xác định một nhóm các nút được gọi là nhóm multicast Chúng không được sử dụng như địa chỉ nguồn hoặc trong tiêu đề định tuyến Định dạng của địa chỉ multicast được thể hiện trong hình 4.7.
Tất cả địa chỉ multicast bắt đầu bằng FF, với 8 bit đầu tiên xác định loại địa chỉ Sau đó là trường cờ 4 bit và trường phạm vi 4 bit, giúp xác định phạm vi của địa chỉ multicast như liên kết cục bộ, nút cục bộ, hoặc mạng cục bộ Cuối cùng, địa chỉ này bao gồm một nhận dạng nhóm dài 112 bit.
Một số các địa chỉ multicast được dự trữ như FF00:0:0:0:00:0:0, FF01:0:0:0:0:0:0:0, FF02:0:0:0:0:0:00:00, FEF03:0:0:0:0:0:0:0, FF04 0:0:0: 0:0:0:0, FF05: 0:0:0:0:0:0:0, FF06: 0:0:0:0:0:0:0, FF07: 0:0:0:00:0:0,
FFO&: 0:0:0:0:0:0:0, FFO9: 0:0:0:0:0:0:0, FFOA: 0:0:0:0:0:0:0, FFOB: 0:0:(:0:0:0:0, FFOC: 0:0:0:0:0:0: 0, FFOD: 0:0:0:0:0:0:0, FFOE: 0:0:0:0: 0:0:( và FF0F: 0:0:0:0:0:0:0
[mm] Value for the scope:
T=0: permanently assigned address 2 link-local scope T=1: bansient multicast address 3 (unassigned)
Hình 4.7: Định dang của một địa chỉ multicast IPv6
Các địa chỉ multicast quan trọng trong IPv6 bao gồm: địa chỉ multicast cho tất cả các nút IPv6 cục bộ là FF01::1, địa chỉ multicast cho tất cả các nút IPv6 liên kết cục bộ là FF02::1, địa chỉ multicast cho tất cả các bộ định tuyến IPv6 cục bộ là FF01::2, địa chỉ multicast cho tất cả các bộ định tuyến IPv6 liên kết cục bộ là FF02::2, và địa chỉ multicast cho tất cả các bộ định tuyến IPv6 trong mạng cục bộ là FF05::2.
Các địa chỉ multicast khác cũng được định nghĩa cho các giao thức định tuyến: e Địa chỉ multicast cho tất cả các b6 dinh tuyén RIP (Routing Information
The local link multicast address for all OSPF (Open Shortest Path First) routers is FF02::5, while the multicast address for all OSPF Designated Routers (DR) is FF02::6 Additionally, the local link multicast address for all PIM (Protocol Independent Multicast) routers is FF02::0 These addresses play a crucial role in facilitating communication among routers within a local network.
Địa chỉ multicast liên kết-cục bộ được định nghĩa là FF02:0:0:0:0:0:D, với địa chỉ nút yêu cầu là một địa chỉ multicast có định dạng FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX Địa chỉ này được tính toán từ các địa chỉ unicast và anycast của nút, trong đó 24 bit thấp hơn của địa chỉ unicast hoặc anycast sẽ được gắn thêm tiền tố FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104 Địa chỉ nút yêu cầu đóng vai trò quan trọng trong thủ tục phân giải địa.
Khi một nút trong mạng IPv4 cần lấy địa chỉ MAC của một nút khác, nó sử dụng giao thức phân giải địa chỉ (ARP) Nút này sẽ gửi một bản tin quảng bá, gây ảnh hưởng đến tất cả các nút trên liên kết, bao gồm cả những nút không chạy IPv4 Đối với IPv6, nút có thể sử dụng địa chỉ multicast để giao tiếp với tất cả các nút trên liên kết cục bộ, nhưng một giải pháp tối ưu hơn là sử dụng địa chỉ của nút yêu cầu trong bản tin yêu cầu.
4.4 GIAO THỨC ICMP CHO IPv6
ICMP đã được sử dụng trong mạng Internet trong nhiều năm để thông báo và chẩn đoán lỗi Nó hỗ trợ các tính năng quan trọng như yêu cầu và trả lời lặp lại, thông báo lỗi (bao gồm vượt quá TTL và không thể kết nối đến đích), cũng như chức năng chuyển hướng.
ICMPv6 là một phần thiết yếu trong kiến trúc IPv6, cung cấp nhiều tính năng tương tự như IPv4 và bổ sung thêm các chức năng mới không có trong ICMP, bao gồm các giao thức như ARP (Address Resolution Protocol) và IGMP (Internet Group Management Protocol).
Giao thức RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks) là một phần của Giao thức Thành viên Nhóm (Group Membership Protocol) và tích hợp các chức năng mới nhằm hỗ trợ tự động cấu hình trong IPv6 RPL đặc biệt phù hợp cho mạng cảm biến không dây và sử dụng ICMPv6, một giao thức mới được xác định với loại 58 trong trường tiêu đề.
ICMPv6 xác định hai loại bản tin chính: bản tin báo lỗi và bản tin thông tin Mỗi bản tin ICMP có cấu trúc bao gồm: trường kiểu 8 bit để chỉ ra loại bản tin, trường mã 8 bit cung cấp thông tin bổ sung cho loại bản tin cụ thể, trường kiểm tra lỗi 16 bit để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu do tiêu đề IPv6 không có tổng kiểm tra, và trường dữ liệu có độ dài thay đổi.
4.4.1 Bản tin thông báo lỗi ICMPv6
Trường kiểu của các bản tin báo lỗi là một giá trị từ 0 đến 127
Bảng 4.2 liệt kê các loại bản tin báo lỗi ICMPv6 cùng với sự mô tả ngăn gọn về các loại bản tin này
Bảng 4.2: Các bản tin báo lỗi ICMPv6
Không có tuyến đưởng nảo đến đích Điều này không bao gồm việc lỗi mắt gói tin do tắc nghẽn
1 | Truyén thông với địch bi cdm (vi du mét tường lửa không thế chuyển tiếp gói tin bởi vì việc loc gót tin được kích hoat)
3 Địa chỉ không thể kết nối được bởi các lý
| | do khác với các lý do được liệt kê ở trên |
| | 4| Cổng không thể kết nói
Gslitin qua lon 2 0 Kích thước gói tin vượt quá MTU của liên kết
Vượt quá số lan 3 0 Được gửi khi trường giới han bước nhảy
(sau khi giảm) bằng 0 hoặc gói tin nhận được có trường giới han bước nhảy bằng 0
Van de thong so | 4 0 Trường tiêu đề sai
(vân đê đổi với - tiêu đề IPv6 hoặc 1 Loại tiêu đề tiếp theo không được nhân ra tiêu đẻ mở rộng) 2 Tuy chon IPv6 không được nhận ra
Tất cả các gói tin nhận được có lỗi trong tiêu đề IPv6 hoặc tiêu đề mở rộng cần phải được loại bỏ, và một thông báo lỗi ICMP sẽ được gửi đi.
4.4.2 Bản tin thông tin ICMPv6
Trường kiêu của các bản tin thông tin là một giá trị từ 128 đến 253
Bảng 4.3 liệt kê một số các bản tỉn thông tin ICMPv6
Do IPv6 vẫn tiếp tục được phát triển nên các chức năng mới có thể được bô sung và các mã ICMP mdi cân phải được quy định rồ
Bang 4.3: Các bản tin thông tin LCMPv6
Các bản tin ICMPv6 RS, RA, NS và NA rất quan trọng đê tự động cấu hình Các bản tin này sẽ được mô tả chỉ tiết ở mục 4.7
4.5 GIAO THUC KHAM PHA LANG GIENG
Can Bang talis -.-.-:-onserenesntee SUS Gee cE 126 4.7 Tự động cấu hình IPv6
Xây dựng địa chỉ liên kết cục bộ 127 4.7.2 Quá trình tự động cầu hình phi trạng tháii 0t 22c 128 4.7.2.1 Xây dựng các địa chỉ IPv6 Ủnicasl . .cccccseee 128
Khi một giao diện được khởi tạo lần đầu, nó sẽ xây dựng địa chỉ liên kết cục bộ bằng cách thêm tiền tố FE80::/10.
Mười bit đầu tiên bên trái là 1111 1110 10, tiếp theo là 54 bit 0 và nhận dạng giao diện Cần lưu ý rằng nhận dạng giao diện có thể có chiều dài bất kỳ, nhưng phải ít hơn một giới hạn nhất định.
118 bit, néu không thì quá trình tự động cấu hình sẽ không thành công) nhưng thường thi 64 bit địa chỉ (nhận dạng EUI-64) được sử dụng
Để minh họa cách chuyển đổi địa chỉ MAC 48 bit thành địa chỉ EUI-64, chúng ta sẽ sử dụng một nút với địa chỉ MAC cụ thể, nhằm xây dựng nhận dạng giao diện như trong hình 4.12.
Quá trình tạo địa chỉ định dạng EUI-64 rất đơn giản, trong đó 16 bít (FFFE) được chèn vào giữa 48 bít địa chỉ MAC, tạo thành địa chỉ 64 bít.
\ [00 | 14] 81 [FF [Fe [ca] 8€ [47 | inertace identifier n EUI-64 format
000000x0: when * X = 0 indicates that the MAC addrass is not unique, dX = 1 the MAC address 1s unique
Hinh 4.12: Xây dựng một nhận dạng giao diện Địa chỉ liên kết cục bộ có một vòng đời ưu tiên và vòng đời hiệu lực vô hạn Ở ví dụ trên, địa chỉ liên kết cục bộ sẽ là FE:80:0:0:0:
Tại thời điểm này, nút có thể giao tiếp với bất kỳ nút nào khác trên cùng một liên kết, trong khi các gói tin sẽ không được chuyển tiếp bởi các bộ định tuyến trên các liên kết khác.
4.7.2 Quá trình tự động cấu hình phi trạng thái
Quá trình tự động cấu hình bao gồm các bước quan trọng: đầu tiên, khởi tạo một địa chỉ liên kết cục bộ và duy nhất; tiếp theo, xác định các yếu tố cần tự động cấu hình; cuối cùng, quyết định xem các địa chỉ nên được thu được thông qua thủ tục phi trạng thái hay thủ tục trạng thái.
Quá trình tự động cấu hình phi trạng thái cho phép nút tạo địa chỉ liên kết cục bộ, mạng cục bộ và địa chỉ toàn cầu bằng cách kết hợp thông tin cục bộ và thông tin từ bộ định tuyến mà không cần cấu hình trên host hoặc máy chủ bên ngoài Cả hai cơ chế tự động cấu hình phi trạng thái và có trạng thái có thể kết hợp với nhau Bit M trong bản tin RA xác định khi nào nên sử dụng cơ chế tự động cấu hình phi trạng thái hoặc có trạng thái.
Tự động cấu hình chỉ được hỗ trợ trên các liên kết hỗ trợ multicait
4.7.2.1 Xay dung cac dia chi IPv6 Unicast
Địa chỉ toàn cầu có thẻ được tạo ra bằng cách kết hợp thông tin tiền tố với nhận dạng giao tiếp Cơ chế phi trạng thái chỉ được sử dụng bởi các host, không phải bởi các bộ định tuyến, ngoại trừ địa chỉ liên kết cục bộ được tạo ra bởi một bộ định tuyến cùng với sự hỗ trợ của cơ chế phát hiện địa chỉ trùng lặp (DAD - Duplicate Address Detection) ở các bộ định tuyến.
Bước đầu tiên trong quá trình thiết lập địa chỉ liên kết cục bộ là thêm FE80:00:00:00 vào trước nhận dạng giao diện Địa chỉ này giúp cho việc truyền thông cục bộ giữa tất cả các nút trên cùng một liên kết cục bộ trở nên dễ dàng và hiệu quả.
Trước khi gán địa chỉ unicast, nút cần kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ thông qua thủ tục DAD, sử dụng các bản tin NS và NA Thủ tục này không áp dụng cho địa chỉ anycast Nếu địa chỉ đã được sử dụng bởi nút khác, quy trình sẽ dừng lại và cần cấu hình một nhận dạng giao diện mới Tuy nhiên, DAD không hoàn toàn đáng tin cậy, do đó có thể xảy ra tình trạng trùng lặp địa chỉ.
4.722 Quá trình phat hién dja chi tring lap DAD (Duplicate Address Detection)
Quá trình DAD (Duplicate Address Detection) kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ trước khi gán cho giao diện, áp dụng cho mọi kỹ thuật cấp phát địa chỉ như phi trạng thái, trạng thái hoặc cấu hình thủ công Đầu tiên, nút sẽ tính toán địa chỉ EUI-64 nếu cần thiết, sau đó gán địa chỉ multicast cho tất cả các nút và thực hiện thăm dò địa chỉ Để xác minh tính duy nhất của địa chỉ, nút sẽ gửi một số bản tin NS (Neighbor Solicitation).
Các bản tin NS cần được phân tách bởi một khoảng thời gian vài mili giây thông qua bộ định thời truyền lại Tham số này được thông báo trong các bản tin RA do các bộ định tuyến gửi Địa chỉ mục tiêu trong bản tin NS phải khớp với địa chỉ được kiểm tra Trong trường hợp này, nguồn IP của bản tin NS được gửi đến một địa chỉ không xác định, trong khi địa chỉ đích được gửi đến địa chỉ multicast của nút yêu cầu địa chỉ mục tiêu.
Khi một nút nhận bản tin NS, nếu địa chỉ mục tiêu đã được gán cho nút, đây sẽ là một địa chỉ trùng lặp và không thể sử dụng Nếu địa chỉ mục tiêu đang trong trạng thái "thăm dò" và địa chỉ nguồn là unicast, nút gửi không thực hiện thủ tục DAD mà đang cố gắng lấy địa chỉ lớp liên kết, do đó bản tin NS sẽ bị loại bỏ Ngược lại, nếu địa chỉ nguồn của bản tin khác, quá trình sẽ diễn ra khác.
Địa chỉ NS không phải là unicast mà là địa chỉ chưa xác định, xuất phát từ một nút đang thực hiện quy trình DAD Nút này đang cố gắng gán cùng một địa chỉ cho một trong các giao diện của nó, nhưng địa chỉ này không thể được sử dụng.
Tiêu đề chung cho các thước đo và ràng buộc định tuyến - 168 6.4.4 Đối tượng thuộc tính và trạng thái của nút “an 167 6.4.5 Đối tượng năng lượng của nút - - cà se Hiehe tee „B7 6.4.6 Đối tượng số bước nhảy
Tiêu đề chung cho các thước đo và ràng buộc định tuyến sử dụng cờ xác định mối liên quan của đối tượng định tuyến với thước đo định tuyển hay ràng buộc định tuyến Đối tượng định tuyến có thể là toàn cục hoặc cục bộ, trong khi thước đo toàn cục có thể được tổng hợp hoặc ghi lại Các ràng buộc có thể là tùy chọn hoặc bắt buộc, và thước đo định tuyến thể hiện giá trị tổng của các thước đo liên kết theo tuyến đường hoặc thông báo giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất của thước đo định tuyến.
6.4.4 Đối tượng thuộc tính và trạng thái của nút Đối tượng thuộc tính và trạng thái của nút được dùng đề thông báo sự thay đỏi các thuộc tính và thông tin trạng thái của nút
Các nút trong mạng có thể hoạt động như các nút thu thập lưu lượng, giúp quyết định định tuyến nhằm giảm thiểu lưu lượng trong hệ thống Tuy nhiên, chỉ một cờ đơn có thể không đủ, và cần bổ sung thêm thông tin khác để tối ưu hóa quá trình này.
Các nút trong mạng có thể gặp phải tình trạng tài nguyên hạn chế, dẫn đến nhiều cuộc thảo luận trong nhóm RoLL để xác định các thông số cần thiết Việc thông báo khả năng xử lý của CPU và bộ nhớ khả dụng của nút có thể được thực hiện thông qua một sự phối hợp, nhưng điều này yêu cầu băng thông cao Do đó, một giải pháp đơn giản hơn là sử dụng một bit cờ để truyền tải thông tin.
Cờ này được thiết lập khi một nút gặp phải mức độ tắc nghẽn nhất định Nút có nhiệm vụ quyết định thời điểm cờ được kích hoạt để reroute lưu lượng, nhằm tránh việc chuyển tiếp lưu lượng qua chính nó.
6.4.5 Đối tượng năng lượng của nút
Năng lượng là yếu tố quan trọng trong mạng cảm biến không dây, và có một số thông số để mô tả năng lượng của nút, bao gồm chế độ nguồn năng lượng tiêu thụ, ước lượng thời gian tồn tại còn lại và các thông số liên quan khác Chế độ nguồn năng lượng của nút được xác định qua ba cờ, cho biết khi nào nút sử dụng nguồn năng lượng lâu đài, pin hoặc năng lượng từ môi trường như năng lượng mặt trời Ước lượng thời gian tồn tại còn lại (giá trị H) cung cấp thông tin về mức nguồn năng lượng cho các nút hoạt động bằng pin và nguồn năng lượng tái tạo Đối với nút hoạt động bằng pin, giá trị này được tính bằng cách chia khoảng thời gian tồn tại dự kiến hiện tại cho khoảng thời gian tồn tại tối thiểu mong muốn.
Nếu một nút có thể đo được công suất tiêu thụ trung bình, giá trị H có thể được tính bằng cách lấy tỷ số giữa công suất tối đa mong muốn (năng lượng ban đầu E_0 chia cho khoảng thời gian tồn tại mong muốn T) và công suất thực tế còn lại, được biểu diễn bằng công thức H = P_max/P_now.
Nếu năng lượng của pin (E bat) có thể ước lượng và tổng thời gian tồn tại (t) được xác định, thì giá trị F có thể được tính bằng công thức H = E_0 / [E_bat.T / (T - 0)].
Khi nút hoạt động bằng nguồn năng lượng từ môi trường, giá trị hiệu suất được tính bằng cách chia công suất cung cấp từ môi trường cho công suất tiêu thụ của ứng dụng Các thước đo và thuộc tính liên quan đến nguồn năng lượng sẽ được định nghĩa và sử dụng trong tương lai.
6.4.6 Đối tượng số bước nhảy Đối tượng số bước nhảy để thông báo số bước nhảy đọc theo tuyến đường
6.4.7 Đối tượng thông lượng Đối tượng thông lượng dé thông báo thông lượng của liên kit Khi được sử dụng như một thước đo thì thông lượng có thể được sử dụng như một thước đo tổng hoặc đẻ thông báo thông lượng lớn nhất hay mỏ nhất của liên kết
6.4.8 Đối tượng độ trễ Đối tượng độ trễ được sử dụng để thông báo trễ tuyến đường Trơng tự như thông lượng, trễ có thể được sử dụng như một thước đo hoặc nột ràng buộc Khi được sử dụng như một thước đo thì đối tượng trễ biểu di:n tổng lượng trễ (thước đo tông) và trễ lớn nhất hay nhỏ nhất dọc theo tuyến đường Khi được sử dụng như một ràng buộc thì trễ có thể được sử dụng để loại bỏ các liên kết có độ trễ lớn hơn một giá trị cho trước
6.4.9 Đối tượng độ tin cậy của liên kết
Các giao thức định tuyến như OSPF và IS-IS không dựa vào các thước đo độ tin cậy, vì các liên kết trong mạng Internet thường không ổn định.
SONET/SDH, cáp quang và Ethernet đều mang lại độ tin cậy cao với tỷ lệ lỗi thấp Trong các mạng này, chất lượng liên kết thường được thể hiện qua tỷ lệ lỗi bit (BER), nhưng không được sử dụng để chọn tuyến đường.
Trong các mạng cảm biến không dây, các liên kết thường gặp phải tình trạng tốn hao, với tỉ lệ lỗi bit (BER) cao và sự biến đổi liên tục của trạng thái liên kết theo thời gian.
Nhiều nghiên cứu đã xem xét các chỉ số đánh giá độ tin cậy cho cả liên kết tổn hao và liên kết công suất thấp Trong số đó, chỉ số được sử dụng phổ biến nhất là số lần truyền kỳ vọng.
