ĐỀ tài trình bày các đặc trưng, phương pháp biểu diễn, phân loại địa chỉ IPv6

Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TÊN ĐỀ TÀI Trình bày đặc trưng, phương pháp biểu diễn, phân loại địa IPv6 Giáo viên hướng dẫn: Th.S Đường Tuấn Hải Sinh viên thực hiện: Lê Anh Đức Phạm Anh Dũng Mai Ngọc Đức Hà Nội, tháng 05 năm 2022 Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp MỤC LỤC Khái niệm địa IP Nguyên nhân đời IPv6 Cấu trúc IPv6 So sánh đặc điểm IPv4 IPv6 5 So sánh cách đánh địa Ipv4 địa Ipv6 Các đặc trưng IPv6 .9 Phương pháp biểu diễn địa IPv6 11 Phân loại địa IPv6 .12 Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp Khái niệm địa IP Địa IP viết tắt từ Internet Protocol hiểu giao thức Internet cho phép thiết bị kết nối mạng chia sẻ truyền liệu với Nói cách khác, địa IP sử dụng giao thức Internet để kết nối nhận diện liên lạc với mạng máy tính Địa IP tiêu chuẩn định dạng với nhóm chữ số khác Chúng giới hạn từ – 255 ngăn cách dấu chấm Giao thức IPv6 IETF phát triển phê duyệt Tổng công ty Internet cho tên miền số (ICANN), với chức thực hệ thống định vị cho máy tính, đồng thời định tuyến lưu lượng Internet Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp Nguyên nhân đời IPv6 - Internet phát triển mạnh, nhu cầu sử dụng địa IP tăng dẫn đến không gian địa ngày bị thu hẹp tình trạng thiếu hụt địa tất yếu xảy vài năm tới - Việc phát triển nhanh mạng Internet dẫn đến kích thước bảng định tuyến mạng ngày lớn - Cài đặt IPv4 thủ cơng giao thức cấu hình địa trạng thái DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), mà nhiều máy tính thiết bị kết nối vào mạng cần thiết phải có phương thức cấu hình địa tự động đơn giản - Trong trình hoạt động IPv4 phát sinh số vấn đề bảo mật QoS Khi kết nối thành mạng Intranet cần nhiều địa khác truyền thơng qua mơi trường cơng cộng Vì địi hỏi phải có dịch vụ bảo mật để bảo vệ liệu mức IP - Mặc dù có chuẩn đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS IPv4 trường IPv4 TOS (Type of Service), hạn chế mặt chức năng, cần thiết hỗ trợ tốt cho ứng dụng thời gian thực Vì việc cần thiết phải thay giao thức IPv4 tất yếu Thiết kế IPv6 nhằm mục đích tối thiểu hóa ảnh hưởng qua lại giao thức lớp lớp cách tránh việc bổ sung cách ngẫu nhiên chức Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp Cấu trúc IPv6 Với cấu trúc đơn giản chiều dài tăng lên tới 40 byte, Header IPv6 cho phép xử lý hiệu nhiều so với IPv4, giúp cho trình chuyển tiếp gói tin nhanh Một thay đổi quan trọng khơng cịn tồn trường Options Header IPv6 Trường Options sử dụng để thêm thông tin dịch vụ tuỳ chọn khác VD: Thơng tin liên quan đến mã hố thêm vào Vì vậy, chiều dài IPv4 Header thay đổi tuỳ theo tình trạng Do thay đổi đó, Router điều khiển giao thông tin IP Header đánh giá chiều dài Header cách xem xét phần đầu gói tin Điều làm cho khó khăn việc tăng tốc xử lý gói tin với hoạt động phần cứng Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp Trong địa IPv6 thông tin liên quan đến dịch vụ kèm theo chuyển hẳn tới phân đoạn khác gọi Header mở rộng “Extension Header” Trong hình vẽ Next Header Đối với gói tin tuý, chiều dài Header cố định 40 byte Về xử lý gói tin phần cứng, thấy IPv6 thuận tiện IPv4 Một trường khác bỏ Header Checksum Header checksum số sử dụng để kiểm tra lỗi thơng tin Header, tính tốn dựa số Header Tuy nhiên, có vấn đề nảy sinh Header chứa trường TTL (Time to Live), giá trị trường thay đổi gói tin truyền qua router Do vậy, Header Checksum cần phải tính tốn lại gói tin qua Router Nếu giải phóng router khỏi cơng việc này, giảm trễ Thực ra, tầng TCP phía tầng IP có kiểm tra lỗi thông tin khác bao gồm địa nhận gửi Vậy thấy phép tính tương tự tầng IP dư thừa, nên Header Checksum gỡ bỏ khỏi IPv6 Trường có chức với “Service Type” đổi tên Traffic Class Trường sử dụng để biểu diễn mức ưu tiên gói tin, ví dụ có nên truyền với tốc độ nhanh hay thông thường, cho phép thiết bị thơng tin xử lý gói cách tương ứng Trường Service Type gồm TOS (Type of Service) Precedence TOS xác định loại dịch vụ bao gồm: giá trị, độ tin cậy, thông lượng, độ trễ bảo mật Precedence xác định mức ưu tiên sử dụng mức từ 0-7 Trường Flow Label có 20 bít chiều dài, trường thiết lập IPv6 Bằng cách sử dụng trường này, nơi gửi gói tin thiết bị thời xác định chuỗi gói tin, ví dụ Voice over IP, thành dòng, yêu cầu dịch vụ cụ thể cho dịng Ngay IPv4, số thiết bị giao tiếp trang bị khả nhận dạng dòng lưu lượng gắn mức ưu tiên định cho dòng Tuy nhiên, thiết bị kiểm tra thông tin tầng IP ví dụ địa nơi gửi nơi nhận, mà cịn phải kiểm tra số port thơng tin thuộc tầng cao Trường Flow Label IPv6 cố gắng đặt tất thông tin cần thiết vào cung cấp chúng tầng IP IPv6 có mục tiêu cung cấp khung làm việc truyền tải thông minh, dễ dàng xử lý cho thiết bị cách giữ cho Header đơn giản chiều dài cố định Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp So sánh đặc điểm IPv4 IPv6 IPv4 IPv6 Độ dài địa 32 bit (4 byte) IPv6 Độ dài địa 128 bit (16 byte) IPsec tùy chọn IPsec gắn liền với IPv6 Header địa IPv4 khơng có trường xác định luồng liệu gói tin cho Router để xử lý QoS Trường Flow Label cho phép xác định luồng gói tin để Router đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS Việc phân đoạn thực Router máy chủ gửi gói tin Việc phân đoạn thực máy chủ phía gửi mà khơng có tham gia Router Header có chứa trường Checksum Khơng có trường Checksum IPv6 Header Header có chứa nhiều tùy chọn Tất tùy chọn có Headet mở rộng Giao thức ARP sử dụng ARP Request quảng bá để xác định địa vật lý Khung ARP Request thay thông báo Multicast Neighbor Solicitation Sử dụng giao thức IGMP để quản lý thành viên nhóm mạng cục Giao thức IGMP thay thể thông báo MLD (Multicast Listener Discovery) Sử dụng ICMP Router Discovery để xác đỉnh địa cổng Gateway mặc định phù hợp , tùy chọn Sử dụng thông bảo quảng cáo Router (Router Advertisement) ICMP Router Solicitation thay cho ICMP Router Discovery, bắt buộc Địa quảng bá truyền thông tin đến tất node mạng Trong IPv6 không tôn địa quảng bá, thay vào địa Multicast Thiết lập cấu hình thủ công sử dụng DHCP Cho phép cấu hình tự động, khơng sử dụng nhân cơng hay cấu hình qua Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp DHCP Địa máy chủ lưu DNS với mục đích ánh xạ địa IPv4 Địa máy chủ lưu DNS với mục đích ánh xạ sang địa IPv6 Con trỏ địa lưu IN – ADDR ARPA DNS để ánh xạ địa IPv4 sang tên máy chủ Con trỏ địa lưu Ipvố — INT DNS để ánh xạ địa từ IPv4 sang tên máy chủ Hỗ trợ gói tin kích thước 576 bytes (có thể phân đoạn) Hỗ trợ gói tin kích thước 1280 bytes (không cần phân đoạn) Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp So sánh cách đánh địa Ipv4 địa Ipv6 Địa Ipv6 Ipv4 có số điểm chung sử dụng số loại địa với số chức tương tự, Ipv6 có số thay đổi thể bảng sau: IPv4 Address IPv6 Address Phân lớp địa (Lớp A, B, C D) Không phân lớp địa Cấp phát theo tiền tố Lớp D Multicast (2240.004) Địa multicast có tiền tố FF00::/8 Sử dụng địa Broadcast Khơng có Broadcast, thay Anycast Địa unspecified 0.0.0.0 Địa Unspecified :: Địa Loopback 127.0.0.1 Địa Loopback ::1 Sử dụng địa Public Tương ứng địa Unicast toàn cầu Địa IP riêng (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16) Địa Site-ILcal (FEC0::/48) Địa tự cấu hình (169.254.0.0/16) Địa Link-Local (FE80::/64) Dạng biểu diễn: chuỗi số phân cách Dạng biểu diễn: chuỗi số Hexa cách dấu chấm dấu hai chấm; nhóm chuỗi số liền vào kí tự Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp Sử dụng mặt nạ mạng Chi sử dụng kí hiệu tiền tố để mạng Phân giải tên miền DNS: tài nguyên địa máy chủ IPv4 (A) Phân giải tên miền DNS: ghi tài nguyên địa máy chu IPv6 (AAAA) Tên miền ngược: IN-ADDR.ARPA Tên miền ngược: IP6.INT domain Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp Các đặc trưng IPv6 IPv6 chọn thay cho giao thức IPv4 không IPv4 khơng cịn phù hợp với u cầu phát triển mạng Internet mà cịn ưu điểm giao thức IPv6: - Đơn giản hoá Header: Một số trường Header IPv4 bị bỏ chuyển thành trường tuỳ chọn Giảm thời gian xử lý tăng thời gian truyền - Không gian địa lớn: Độ dài địa IPv6 128 bit, gấp lần độ dài địa IPv4 Không gian địa IPv6 không bị thiếu hụt tương lai - Khả địa hoá chọn đường linh hoạt: IPv6 cho phép nhiều lớp địa với số lượng node Cho phép mạng đa mức phân chia địa thành mạng riêng lẻ Có khả tự động việc đánh địa Mở rộng khả chọn đường cách thêm trường "Scop" vào địa quảng bá (Multicast) - Tự động cấu hình địa chỉ: Khả tự cấu hình IPv6 gọi khả cắm chạy (Plug and Play) Tính cho phép tự cấu hình địa cho giao diện mà không cần sử dụng giao thức DHCP - Khả bảo mật: IPsec bảo vệ xác nhận gói tin IP: + Mã hóa liệu: Phía gửi tiến hành mã hóa gói tin trước gửi + Tồn vẹn liệu: Phía nhận xác nhận gói tin nhận để đảm bảo liệu không bị thay đổi trình truyền + Xác nhận nguồn gốc liệu: Phía nhận biết phía gửi gói tin Dịch vụ phụ thuộc vào dịch vụ tồn vẹn liệu + Antireplay: Phía nhận phát từ chối gói tin gửi lại - Chất lượng dịch vụ QoS (Quanlity Of Service): Chất lượng dịch vụ QoS IPv4 không cao Trong Header IPv4 chứa địa nguồn địa đích, truyền có độ tin cậy khơng cao IPv6 Header có thêm số trường để xử lý xác định lưu lượng mạng Do chế xác nhận gói tin Header nên việc hỗ trợ QoS thực gói tin mã hóa qua IPsec - Giao thức phát lân cận NDP (Neighbor Discovery Protocol) IPv6 dãy thông báo ICMPv6 cho phép quản lý tương tác node lân cận, thay ARP IPv4 Các thông báo ICMPv4 Router Discovery ICMPv4 Redirect thay thông báo Multicast, Unicast Neighbor Discovery Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp - Khả mở rộng: Thêm vào trường Header mở rộng tiếp sau Header, IPv6 mở rộng thêm tính cách dễ dàng - Tính di động: IPv4 khơng hỗ trợ cho tính di động, IPV6 cho phép nhiều thiết bị di động kết nối vào Internet theo chuẩn PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) qua mạng cơng cộng nhờ sóng vô tuyến Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải 10 Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp Phương pháp biểu diễn địa IPv6 Địa IPv6 dài 128 bit, chia làm nhóm, nhóm gồm 16 bit, ngăn cách với dấu hai chấm ":" Mỗi nhóm biểu diễn số hexa Ví dụ: FEDC:BA98:768A:0C98:FEBA:CB87:7678:11111080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F Những địa lớn, khả cung cấp địa cho nhiều node cung cấp cấu trúc phân cấp linh hoạt, khơng dễ để viết Vì cần có số ngun tắc để nhằm rút ngắn lại cách biểu diễn địa IPv6 Sau quy tắc để rút gọn IPv6: - Cho phép bỏ số nằm trước nhóm (octet) - Thay số cho nhóm có tồn số - Thay dấu "::" cho nhóm liên tiếp có tồn số Ví dụ nén địa IPv6: Cho địa chỉ: 1080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F, dựa theo quy tắc nêu trên, nén địa IP sau: 1080::70:0:989:CB45:345F 1080:0:0:70::989: CB45:345F Chú ý: Dấu "::" sử dụng lần tồn địa IPv6 (nhiều dấu "::" gây nhầm lẫn biết vị trí octet địa IPv6) Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải 11 Nhóm Mạng máy tính Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp Phân loại địa IPv6 Trong IPv6, chia làm loại địa khác nhau: -Địa Unicast: Là địa giao diện Một gói tin chuyển đến địa Unicast định tuyến đến giao diện gắn với địa -Địa Anycast: Là địa tập giao diện thuộc nhiều node khác Mỗi gói tin tới địa Anycast chuyển tới tập giao diện gắn với địa (là giao diện gần node gửi có Metrics nhỏ nhất) -Địa Multicast: Địa tập giao diện thuộc nhiều node khác Một gói tin gửi tới địa Multicast sēdược gửi tất giao diện nhóm Giáo viên HD: Th.S Đường Tuấn Hải 12 Nhóm ... niệm địa IP Nguyên nhân đời IPv6 Cấu trúc IPv6 So sánh đặc điểm IPv4 IPv6 5 So sánh cách đánh địa Ipv4 địa Ipv6 Các đặc trưng IPv6 .9 Phương pháp biểu. .. nghiệp So sánh cách đánh địa Ipv4 địa Ipv6 Địa Ipv6 Ipv4 có số điểm chung sử dụng số loại địa với số chức tương tự, Ipv6 có số thay đổi thể bảng sau: IPv4 Address IPv6 Address Phân lớp địa (Lớp A,... - Không gian địa lớn: Độ dài địa IPv6 128 bit, gấp lần độ dài địa IPv4 Không gian địa IPv6 không bị thiếu hụt tương lai - Khả địa hoá chọn đường linh hoạt: IPv6 cho phép nhiều lớp địa với số lượng