Nghiên cứu về IPv6 trong mạng NGN

Khóa luận tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắtTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh TiếngViệt API Application Programming Interface Giao diện chương trình ứng dụngASBR Autonomous System

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài: “Nghiên cứu về IPv6 trong mạng NGN”

Người hướng dẫn : THS NGUYỄN TRUNG THÀNH

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THANH MINH

Lớp : H08CN1 Khoá : 2008-2010

Hệ : HC.KT ĐH-CQ

Hà Nội, tháng 3 / 2011

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài: “Nghiên cứu về IPv6 trong mạng NGN”

Người hướng dẫn : THS NGUYỄN TRUNG THÀNH

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THANH MINH

Lớp : H08CN1 Khoá : 2008-2010

Hệ : HC.KT ĐH-CQ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thanh Minh

Lớp: H08CN1

Khoá: 2008-2010

Ngành đào tạo: Công Nghệ Thông Tin

Tên khoá luận tốt nghiệp: Nghiên cứu IPv6 trong mạng NGN

Nội dung khóa luận:

• Chương 1: Tổng quan về IPv6

• Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

• Chương 3: Xây dựng giải pháp chuyển đổi IPv4 sang IPv6 trong mạng NGN

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Điểm :……… (Bằng chữ :………)

Ngày……tháng… năm 2011Giáo viên hướng dẫn

ThS Nguyễn Trung Thành

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

Điểm : (Bằng chữ :………)

Ngày…… tháng… năm 2011Giáo viên phản biện

Khóa luận tốt nghiệp đại học Mục lục

MỤC LỤC

Chương 1 3

Tổng quan về IPv6 3

1.1 IPv6 là gì? 3

1.2 Ưu điểm của Ipv6 4

1.3 Tình hình chuẩn hóa IPv6 8

1.4 Kết luận chương 10

Chương 2 11

IPv6 trong mạng NGN 11

2.1 Tổng quan về mạng NGN 11

2.1.1 Khái niệm 11

2.1.2 Đặc điểm của NGN 11

2.1.3 Kiến trúc NGN 12

2.2 Khái niệm IPv6 trong NGN 14

2.2.1 Kiến trúc chức năng của IPv6 trong NGN 15

2.2.2 Xu hướng và lợi ích triển khai IPv6 trong NGN 16

2.3 Các vấn đề của IPv6 trong mạng NGN 17

2.4 Kết luận chương 19

Chương 3 20

Xây dựng giải pháp chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 trong NGN 20

3.1 Tình hình triển khai IPv6 20

3.2 Những kỹ thuật chuyển đổi IPv4 sang IPv6 30

3.2.1 Kỹ thuật Tunnel: 30

3.2.2 Kỹ thuật Dual-stack 31

3.2.3 Công nghệ NAT-PT 34

3.2.3.1 Phân loại công nghệ NAT-PT 35

Khóa luận tốt nghiệp đại học Mục lục

3.2.3.2 Nguyên lý làm việc của NAT-PT 35

3.3 Đề xuất giải pháp áp dụng 36

3.4 Kết luận chương 39

Chương 4: Xây dựng lộ trình 40

4.1 Giai đoạn 0: NGN với IPv4 40

4.5 Giai đoạn 4: Hoàn chỉnh IPv6 trong NGN 43

43

Kết luận 45

Khóa luận tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 So sánh header của IPv4 và IPv6 5

Hình 1.2: Thực hiện bảo mật kết nối giữa hai mạng trong IPv4 6

Hình 1.3 Thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận trong IPv6 7

Hình 1.4: Kết nối Unicast 7

Hình 1.5: Kết nối Multicast 8

Hình 2.2 : Tổng quan IPv6 trong NGN 14

Hình 3.1 IPv6 chuẩn bị cho kỷ nguyên công nghệ hội tụ 20

Hình 3.2: Đồng hồ hiển thị tình trạng kiệt quệ IPv4 của Tổ chức cấp phát địa chỉ số Internet -IANA (ngày 16/3/2011) cho thấy địa chỉ IPv4 chỉ còn đủ dùng cho 53 ngày nữa (tức khoảng 8/5/2011) 22

Hình 3.3: Hiện trạng triển khai IPv6 trên toàn cầu (theo isoc.org, tháng 4/2010) 25

Hình 3.4: Theo VNNIC, đến quý 1/2010 có hơn 42 tỉ địa chỉ IPv6 được cấp phát 27

Hình 3.5: Công nghệ đường hầm 30

Hình 3.6: Kết nối IPv6 với Tunnel Broker 31

Hình 3.7: Công nghệ Dual-Stack 33

Hình 3.8 Dual-stack trong hệ điều hành Cisco 34

Hình 3.9 Công nghệ biên dịch NAT-PT 34

Hình 3.10 Chuyển đổi gói tin IPv4 thành IPv6 36

Hình 3.11: Trong thời kỳ "quá độ" sẽ có khoảng 10% địa chỉ IP được chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 thông qua cơ chế đường hầm 38

Hình 4.1: Giai đoạn 0-Hoàn toàn IPv4 dựa trên NGN 41

Hình 4.2: Giai đoạn 1-Kết nối NGN dựa trên IPv6 trên IPv4 dựa trên NGN .42

Hình 4.3 Giai đoạn 2-Kết nối NGN dựa trên IPv6 và IPv4 NGN dựa trên dual-stack NGN 42

Khóa luận tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ

Hình 4.4 Giai đoạn 3-IPv4 với IPv6 trên nền mạng NGN

43 Hình 4.5: Giai đoạn 4-Hoàn toàn IPv6 trên nền mạng NGN 43

Khóa luận tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh TiếngViệt

API Application Programming Interface Giao diện chương trình ứng dụngASBR Autonomous System Boudary Router Router biên giới độc lập

ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ

ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng

bộBICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển cuộc gọi

độc lập kênh mangDHCPv6 Dynamic Host Configuration Protocol

Version 6 Giao thức cấu hình host động phiên bản 6

bản

IETF Internet Engineering Task Force Nhóm kỹ thuật Internet

INAP Intelligent Network Application Part Phần ứng dụng của mạng thông

minh

IPSec Internet Protocol Security Giao thức bảo mật InternetISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ tích hợp

Khóa luận tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ internet

ITU International Telecommunications

Union

Hiệp hội viễn thông quốc tế

LDP Label Distribute Protocol Giao thức phân bổ nhãn

LSA Link State Advertisement Gói quảng cáo trạng thái liên kếtLSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn

M2UA MTP level 2 User Adaptaion Tương thích với người dùng mức

2

MGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiển cổng phương

MPLS Multi Protocol Lable Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức

NAT Network Address Translation Biên dịch địa chỉ mạng

NBMA Non Broadcast Multiaccess Đa truy nhập không quảng báNGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau

OSI Open Systems Interconnection Mô hình liên kết hệ thống đấu

nốiOSPF Open Shortest Path First Giao thức ưu tiên đường đi ngắn

nhất

PBX Private Branch Exchange Tổng đài nhánh nội hạt

POTS Plain Old Telephone System Hệ thống điện thoại truyền

thốngPPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm tới điểm

Khóa luận tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RARP Reverse Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ

ngược

RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến RIP-2 Routing Information Protocol version

dòngSDH Synchronous Digital Herachea Phân cấp số đồng bộ

SDP Session Discription Protocol Giao thức mô tả phiên

SGCP Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng đơn

giản

SIP Session Intiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên

SIP-T Session Intiation Protocol for

Telephony

Phần mở rộng giao thức SIP dành cho thoại

SNMP Simple Network Management

Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn giản

SPF Shortest Path First Thuật toán ưu tiên đường đi ngắn

nhất

SS7 Signalling System number 7 Hệ thống báo hiệu số 7

SSF Service Switching Function Chức năng chuyển mạch dịch vụSTP Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệuTCAP Transaction Capabilities Application

TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải

Khóa luận tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt

TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời

gian

UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin gnười dùng

VLSM Variable Length Subnet Mask Mặt nạ mạng con có chiều dài

thay đổiWDM Wave Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo bước

sóngWDMA Wave Division Multiplex Access Đa truy cập phân chia theo bước

sóng

Khóa luận tốt nghiệp đại học Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, nền kinh tế thế giới đang chuyển mình mạnh mẽ, hoạt động sản xuất kinh doanh ngày càng được mở rộng, đời sống văn hóa ngày càng

đa dạng, thì nhu cầu thông tin càng trở nên bức thiết và quan trọng

Ngành công nghệ thông tin (CNTT) đã và đang đóng một vai trò không thể thiếu trong đời sống, trong tất cả các hoạt động của con người Đứng trước sự phát triển mạnh mẽ của CNTT đặc biệt là trong lĩnh vực mạng máy tính thì ngoài việc giải quyết vấn đề về lưu lượng cho mạng thì địa chỉ của các thiết bị mạng như địa chỉ của các máy tính, máy in, mail server, web server, dịch vụ xDSL, dịch vụ Internet qua đường cáp truyền hình (IPTV), phát triển các mạng giáo dục, game trực tuyến, thiết bị di động tham gia vào mạng Internet, truyền tải thoại, audio, video trên mạng… là một trong những vấn đề nan giải cần phải được quan tâm thực sự

Phiên bản IPv6 là một phiên bản địa chỉ mới của Internet IPv6 được thiết kế với

hy vọng khắc phục những hạn chế vốn có của địa chỉ IPv4 như hạn chế về không gian địa chỉ, cấu trúc định tuyến và bảo mật, đồng thời đem lại những đặc tính mới thỏa mãn các nhu cầu dịch vụ của thế hệ mạng mới như khả năng tự động cấu hình mà không cần hỗ trợ của máy chủ DHCP, cấu trúc định tuyến tốt hơn, hỗ trợ tốt hơn cho multicast, hỗ trợ bảo mật và cho di động tốt hơn Hiện nay IPv6 đã được chuẩn hóa từng bước, chuẩn bị đưa vào ứng dụng thực tế trong tương lai

Việc triển khai IPv6 trong NGN là một bước tiến dài trong lĩnh vực CNTT Nó góp phần nâng cao năng lực quản lý, đa dạng hóa các loại hình dịch vụ, phù hợp với

xu thế phát triển lâu dài của xã hội loài người

Khóa luận được chia thành 4 chương với những nội dung chính sau:

• Chương 1: Tổng quan về IPv6

• Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

• Chương 3: Xây dựng giải pháp chuyển đổi IPv4 sang IPv6 trong NGN

• Chương 4: Xây dựng lộ trình

Khóa luận tốt nghiệp đại học Lời nói đầu

Do giới hạn trong một đồ án tốt nghiệp đại học nên tôi không có nhiều cơ hội tiếp xúc thực tế cũng như còn thiếu kinh nghiệm khi bước vào nghiên cứu một vần đề công nghệ mới, nên không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Tôi rất mong nhận được nhiều sự góp ý từ các thày cô và các bạn cũng như từ những người nghiên cứu về IPv6, NGN hay cụ thể hơn là IPv6 trong mạng NGN Xin chân thành cám ơn

Sinh Viên

Nguyễn Thanh Minh

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

Chương 1 Tổng quan về IPv6

1.1 IPv6 là gì?

Giao thức internet phiên bản 6 (IPv6) Là tập những đặc tả về nâng cấp IP phiên bản 4 IP phiên bản 6 (IPv6) đang được Ủy Ban Chuyên Trách Internet Engineering Task Force (IETF) Standars Committee xem xét; nó còn được coi là giao thức Internet thế hệ mới và được thiết kế để những gói thông tin được định dạng cho IP4 hay IP6 đều có thể làm việc được Những giới hạn về dung lượng địa chỉ và tốc độ tìm đường thấp đã thúc đẩy việc phát triển IPv6; với dung lượng 128 bit và cách định địa chỉ đơn giản hơn, giao thức mới sẽ giải quyết phần nào những vấn đề đau đầu trên Các tính năng được tăng cường khác là mã hóa 64 bit và tự động cấu hình được thiết kế sẵn của địa chỉ IP

Khi đường xương sống của Internet chuyển sang chuẩn mới có tên là IP Version 6 (IPv6), các mạng cộng tác cũng sẽ phải chuyển đổi để có thể bắt kịp trào lưu Tuy nhiên, theo ý kiến thống nhất của giới quan sát viên thì đây là quá trình lâu dài và gian khó Nguyên nhân của việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 một phần là do sự thiếu hụt số lượng địa chỉ IP Số lượng địa chỉ này trở nên bị hạn chế khi có quá nhiều máy tính và thiết bị khác nối vào Internet Những ưu điểm của giao thức mới về sự đơn giản trong việc triển khai các thiết bị IP cũng như khả năng bảo mật được tăng cường sẽ trợ giúp cho người dùng cộng tác

Những công ty lớn nhất cần phải bắt đầu quá trình chuyển đổi này sớm nhất Theo khuyến cáo của một công ty nghiên cứu, công ty nào có trên 1000 địa chỉ IP thì phải có kế hoạch ngay từ bây giờ Quá trình chuyển đổi này cũng đặc biệt quan trọng đối với những khách hàng phụ thuộc vào Internet để hoạch định tài nguyên xí nghiệp, trao đổi dữ liệu điện tử và thương mại điện tử Những ứng dụng này thường là loại đòi hỏi nhiều băng thông cho xử lý giao dịch, môi trường tương tác hay các ứng dụng

“phát tin” và tiếng nói qua IP

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

1.2 Ưu điểm của Ipv6

- Trong IPv6 giao thức Internet được cải tiến một cách rộng lớn để thích nghi được sự phát triển không biết trước được của Internet Định dạng và độ dài của những địa chỉ IP cũng được thay đổi với những gói định dạng Những giao thức liên quan, như ICMP cũng đựơc cải tiến Những giao thức khác trong tầng mạng như ARP, RARP, IGMP đã hoặc bị xoá hoặc có trong giao thức ICMPv6 Những giao thức tìm đường như RIP, OSPF cũng được cải tiến khả năng thích nghi với những thay đổi này Những chuyên gia truyền thông dự đoán là IPv6 và những giao thức liên quan với nó

sẽ nhanh chóng thay thế phiên bản IP hiện thời

Thế hệ mới của IP hay IPv6 có những ưu điểm như sau:

Địa chỉ phân cấp, hạ tầng định tuyến hiệu quả

Các địa chỉ toàn cục của Ipv6 được thiết kế để tạo ra một hạ tầng định tuyến hiệu qủa, phân cấp và có thể tổng quát hoá dựa trên sự phân cấp thường thấy của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) trên thực tế Trên mạng Internet dựa trên IPv6, các router mạng xương sống (backbone) có số mục trong bảng định tuyến nhỏ hơn rất nhiều

Khuôn dạng header đơn giản hoá

- Header của IPv6 được thiết kế để giảm chi phí đến mức tối thiểu Điều này đạt được bằng cách chuyển các trường không quan trọng và các trường lựa chọn sang các header mở rộng được đặt phía sau của IPv6 header Khuôn dạng header mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại các router

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

Hình 1.1 So sánh header của IPv4 và IPv6

và lợi thế sau đây:

Số lượng nhiều vô kể

IPv6 có chiều dài 128 bít, gấp 4 lần chiều dài bít của địa chỉ IPv4 nên đã mở rộng không gian địa chỉ từ khoảng hơn 4 tỷ địa chỉ (4 x 109) lên tới một con số khổng lồ là 2128 = 3,4 x 1038 địa chỉ Một số nhà phân tích tính toán và kết luận rằng, cho dù sử dụng như thế nào, chúng ta cũng không thể dùng hết địa chỉ IPv6

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

Khả năng tự động cấu hình (Plug and Play)

Để đơn giản cho việc cấu hình các trạm, IPv6 hỗ trợ cả việc tự cấu hình địa chỉ stateful như khả năng cấu hình server DHCP và tự cấu hình địa chỉ stateless (không có server DHCP) Với tự cấu hình địa chỉ dạng stateless, các trạm trong liên kết tự động cấu hình chúng với địa chỉ IPv6 của liên kết (địa chỉ cục bộ liên kết) và với địa chỉ rút ra từ tiền tổ được quảng bá bởi router cục bộ Thậm trí nếu không có router, các trạm trên cùng một liên kết có thể tự cấu hình chúng với các địa chỉ cục

bộ liên kết và giao tiếp với nhau mà không phải thiết lập cấu hình thủ công

Để một thiết bị IPv4 có thể kết nối vào Internet, người quản trị mạng phải cấu hình bằng tay các thông số phục vụ cho việc nối mạng như địa chỉ IP, địa chỉ gateway, địa chỉ máy chủ tên miền.Việc này có thể không phức tạp đối với máy tính song với các thiết bị như camera, sensor, thiết bị gia dụng… là vấn đề phức tạp

IPv6 được thiết kế để cho phép thiết bị IPv6 có thể tự động cấu hình các thông

số trên khi kết nối vào mạng, từ đó rất linh hoạt và giảm thiểu cấu hình nhân công

Khả năng bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối)

Theo thiết kế, IPv4 không hỗ trợ tính năng bảo mật tại tầng IP Do vậy, rất khó thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận Hình thức bảo mật phổ biến trên mạng IPv4 là bảo mật kết nối giữa hai mạng (Hình 1)

Hình 1.2: Thực hiện bảo mật kết nối giữa hai mạng trong IPv4

Địa chỉ IPv6 được thiết kế để hỗ trợ bảo mật tại tầng IP nên có thể dễ dàng thực hiện bảo mật từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối)

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

Hình 1.3 Thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận trong IPv6

Quản lý định tuyến tốt hơn

Sự gia tăng của các mạng trên Internet và việc sử dụng ngày càng nhiều địa chỉ IPv4 khiến cho kích thước bảng định tuyến toàn cầu ngày càng gia tăng, gây quá tải, vượt quá khả năng xử lý của các thiết bị định tuyến tầng cao Một phần lí do của việc gia tăng bảng định tuyến là do IPv4 không được thiết kế phân cấp ngay từ đầu

Địa chỉ IPv6 được thiết kế có cấu trúc đánh địa chỉ và phân cấp định tuyến thống nhất Phân cấp định tuyến toàn cầu dựa trên một số mức cơ bản đối với các nhà cung cấp dịch vụ Cấu trúc định tuyến phân cấp giúp cho địa chỉ IPv6 tránh khỏi nguy cơ quá tải bảng thông tin định tuyến toàn cầu khi chiều dài địa chỉ lên tới 128 bít

Dễ dàng thực hiện multicast và hỗ trợ tốt hơn cho di động

Các kết nối giữa máy tính tới máy tính trên Internet để cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ mạng hiện tại hầu hết là kết nối unicast Unicast là kết nối giữa một máy tính nguồn và một máy tính đích Để cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng, máy chủ sẽ phải mở nhiều kết nối tới các máy tính khách hàng (Hình 3a)

Hình 1.4: Kết nối Unicast

Nhằm tăng hiệu năng của mạng, tiết kiệm băng thông, giảm tải cho máy chủ, công nghệ multicast được thiết kế để một máy tính nguồn có thể kết nối đồng thời đến nhiều đích (Hình 3.b)

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

Hình 1.5: Kết nối Multicast

Kết nối multicast có nhiều lợi ích kinh tế: Do không bị lặp lại thông tin, băng thông của mạng sẽ giảm đáng kể Đặc biệt với các ứng dụng truyền tải thông tin rất lớn như truyền hình (IPTV), truyền hình hội nghị (video conference), ứng dụng đa phương tiện (multimedia) Máy chủ không phải mở nhiều kết nối tới nhiều đích nên

Hỗ trợ cho quản lý chất lượng mạng

Những cải tiến trong thiết kế của IPv6 như: không phân mảnh, định tuyến phân cấp, gói tin IPv6 được thiết kế với mục đích xử lý thật hiệu quả tại thiết bị định tuyến tạo ra khả năng hỗ trợ tốt hơn cho chất lượng dịch vụ QoS

1.3 Tình hình chuẩn hóa IPv6

Tài liệu quy chuẩn về IPv6 của IETF

Đặc điểm cơ bản về IPv6:

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

RFC 3513 IP Version 6 Addressing Architecture

RFC 3587 IPv6 Global Unicast Address Format

RFC 2375 IPv6 Multicast Address Assignments

RFC 3306 Unicast-Prefix-based IPv6 Multicast Addresses

RFC 3879 Deprecating Site Local Addresses

RFC 3177 IAB/IESG Recommendations on IPv6 Address Allocations to Sites

RFC 3307 Allocation Guidelines for IPv6 Multicast Addresses

Tự động cấu hình địa chỉ trong IPv6:

RFC 2462 IPv6 Stateless Address Autoconfiguration

RFC 3041 Privacy Extensions for Stateless Address Autoconfiguration in IPv6

RFC 3315 Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)

Giao tiếp, quản lý mạng

RFC 1981 Path MTU Discovery for IP version 6

RFC 1981 Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)

RFC 2710 Multicast Listener Discovery (MLD) for IPv6

RFC 3810 Multicast Listener Discovery Version 2 (MLDv2) for IPv6

RFC 2463 Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification

RFC 3756 IPv6 Neighbor Discovery (ND) Trust Models and Threats

RFC 3697 IPv6 Flow Label Specification

RFC 3122 Extensions to IPv6 Neighbor Discovery for Inverse Discovery Specification

RFC 3019 IP Version 6 Management Information Base for The Multicast Listener Discovery Protocol

RFC 3956 Embedding the Rendezvous Point (RP) Address in an IPv6 Multicast Address

RFC 3111 Service Location Protocol Modifications for IPv6

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về IPv6

Liên quan đến DNS cho IPv6:

RFC 3596 DNS Extensions to Support IP Version 6

RFC 2874 DNS Extensions to Support IPv6 Address Aggregation and Renumbering

RFC 3901 DNS IPv6 Transport Operational Guidelines

RFC 3363 Representing Internet Protocol version 6 (IPv6) Addresses in the Domain Name System (DNS)

RFC 3736 Stateless Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Service for IPv6

RFC 3364 Tradeoffs in Domain Name System (DNS) Support for Internet Protocol version 6 (IPv6)

RFC 3646 DNS Configuration options for Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)

RFC 3226 DNSSEC and IPv6 A6 aware server/resolver message size requirements

Mobile IPv6

RFC 3775 Mobility Support in IPv6

RFC 3776 Using IPsec to Protect Mobile IPv6 Signaling Between Mobile Nodes and Home Agents

1.4 Kết luận chương

Header IPv6 là phiên bản cải tiến, được tổ chức hợp lý hơn so với header IPv4 Trong đó loại bỏ đi một số trường không cần thiết hoặc ít khi sử dụng và thêm vào những trường hỗ trợ tốt hơn cho lưu lượng thời gian thực Qua những ưu điểm nổi bật của IPv6 so với IPv4 trước đây, chúng ta thấy rằng việc thay thế là hoàn toàn cần thiết IPv6 đáp ứng được những nhu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ(ISP), các công ty và cho tất cả người dùng trên toàn thế giới hiện nay

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

Chương 2 IPv6 trong mạng NGN

2.1 Tổng quan về mạng NGN

2.1.1 Khái niệm

Cho tới nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho NGN Do đó, định nghĩa NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới nhưng là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói

và công nghệ truyền dẫn băng rộng, NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động

Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM và mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM Nó có thể truyền tải tất cả các dịch

vụ vốn có của PSTN, đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP lưu lượng dữ liệu lớn, nhờ đó giảm tải cho mạng PSTN

Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn

là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động Vấn đề cốt lõi ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong số đó không được dự tính khi xây dựng các hệ thống mạng truyền thống

2.1.2 Đặc điểm của NGN

NGN có bốn đặc điểm chính

- Nền tảng là hệ thống mở;

- Dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới;

- NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói, sử dụng các giao thức thống nhất;

- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu

Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:

Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập

Lớp truyền dẫn và truy nhập

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện liên kết giữa các mạng có cấu hình khác nhau

Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt

và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn.Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin.Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn

mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy

IP làm cơ sở đều có thể thực hiện liên kết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên

có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia

2.1.3 Kiến trúc NGN

Kiến trúc chức năng của NGN

Từ mô hình cấu trúc NGN và giải pháp của các hãng khác nhau trên thị trường hiện nay, có thể đưa ra mô hình cấu trúc NGN gồm 4 lớp chức năng như sau :

Lớp ứng dụng

Lớp điều

khiển

Lớp truyền thông

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

Phần truy nhập: Hướng tới sử dụng công nghệ quang cho thông tin hữu tuyến

và CDMA cho thông tin vô tuyến Thống nhất sử dụng công nghệ IP

Lớp quản lý là một lớp tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm

vụ giám sát các hoạt động của mạng Lớp quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau

Xét trên góc độ dịch vụ, NGN còn có thêm lớp ứng dụng ngay phía trên lớp điều khiển, bao gồm các nút (server) cung cấp các dịch vụ khác nhau Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua giao diện mở API

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

2.2 Khái niệm IPv6 trong NGN

IPv6 trên nền mạng NGN được định nghĩa là một NGN hỗ việc gán địa chỉ, định tuyến, các giao thức và dịch vụ liên quan đến IPv6 Điều này không chỉ áp dụng về các khía cạnh giao vận trong các mạng truy cập và lõi nhưng cũng bao gồm các chức năng khác như người sử dụng, kiểm soát giao vận và ứng dụng / dịch

vụ chức năng hỗ trợ ứng dụng / dịch vụ

NGN dựa trên IPv6 có thể được minh họa trong hình 2.1

Hình 2.2 : Tổng quan IPv6 trong NGN

Như được thể hiện trong hình 2, có ba mối quan hệ giữa các chức năng mạng NGN và các thực thể chức năng để mô tả IPv6 trong NGN

Đầu tiên, đó là một mối quan hệ giữa các chức năng người dùng, tầng giao vận IPv6 trên nền mạng NGN linh hoạt cho phép sử dụng truy cập vào cơ sở hạ tầng khác nhau để tối đa hóa lợi ích của việc sử dụng IPv6 Một ví dụ là việc sử dụng multi-homing và các tính năng di động, IPv6 dựa trên thiết bị đầu cuối NGN hoặc sử dụng thiết bị có khả năng xử lý các giao diện đa truy nhập không đồng nhất nhiều địa chỉ IPv6 thông qua các giao diện truy cập đơn và đa giao diện trong sự di

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

Thứ hai, có một mối quan hệ giữa chức năng người dùng và các ứng dụng IPv6 cho phép người sử dụng có thể có được các chức năng thông tin thông qua ứng dụng nhằm hỗ trợ IPv6 vận tải an toàn và mạnh mẽ Một ví dụ là quản lý chính cho bảo mật IP

Cuối cùng, có một mối quan hệ giữa ứng dụng và tầng vận chuyển.Các tầng ứng dụng có thể yêu cầu các tầng vận chuyển để giữ chocác dịch vụ chất lượng cao Một trong những ví dụ là dự phòng tài nguyên

2.2.1 Kiến trúc chức năng của IPv6 trong NGN

IPv6 trong NGN phải tuân thủ theo các quy tắc của NGN, các kiến trúc chung được dựa trên kiến trúc mạng NGN được xác định trong [Y.2012 ITU-T] IPv6 trong NGN cũng bao gồm các tầng vận chuyển và tầng dịch vụ như trong hình 2.3

Hình 2.3 Kiến trúc chức năng của IPv6 trên nền mạng NGN

Một số chức năng trong mô hình kiến trúc bị ảnh hưởng bởi các tính năng của giao thức IPv6: chức năng vận chuyển, chức năng người dùng cuối, chức năng điều khiển đính kèm mạng (NAC), chức năng kiểm soát tài nguyên và quyền hạn (RAC), chức năng hỗ trợ dịch vụ và ứng dụng Chức năng vận chuyển IPv6 thường được sử dụng để kết nối một loạt các mạng truy cập và để vận chuyển các dịch vụ IPv6 trong mạng vận chuyển chính sử dụng IPv6 multi-homing và các tính năng giải quyết địa chỉ

Khóa luận tốt nghiệp đại học Chương 2: IPv6 trong mạng NGN

phân cấp Các mạng truy cập có thể là đồng nhất hay không đồng nhất Nếu họ không đồng nhất, IPv6 dựa trên chức năng vận chuyển sẽ hỗ trợ nhiều khả năng dẫn đường

để cung cấp nhiều kết nối cho người sử dụng trong một loạt các mạng truy cập không đồng nhất Vì vậy, tất cả các chức năng vận chuyển và các thực thể chức năng (FEs) đầy đủ nên hỗ trợ tất cả các tính năng IPv6 Các chức năng của người sử dụng cần hỗ trợ tính năng IPv6 để cung cấp nhiều kết nối cho người dùng Chức năng NAC cần hỗ trợ tính năng IPv6 như cấu hình tự động, multi-homing và phát hiện các mạng đính kèm Các chức năng NAC có nhiệm vụ cấu hình động địa chỉ IPv6 và các thông số cấu hình khác liên quan đến thiết bị của người dùng Do đó, cấu hình tự động và tính năng multi-homing cần được cung cấp bởi các chức năng NAC để hỗ trợ các dịch vụ di động IPv6 Chức năng RAC cần hỗ trợ IPv6 tính năng từ quan điểm của QoS và chuyển sang IPv4/IPv6 Các chức năng RAC có thể xử lý các header mở rộng IPv6 và các tùy chọn để hỗ trợ các dịch vụ chất lượng cao Chúng cũng mở rộng các chức năng dịch địa chỉ mạng để hỗ trợ chuyển đổi IPv4/IPv6 Ứng dụng cần hỗ trợ các tính năng IPv6 bởi vì địa chỉ IPv6 sẽ được bao gồm trong dữ liệu ứng dụng Để giải quyết việc lồng IPv6 vào ứng dụng, các chức năng gateway tầng ứng dụng phải có

2.2.2 Xu hướng và lợi ích triển khai IPv6 trong NGN

IPv6 được biết đến là một giao thức vận chuyển để hỗ trợ các chức năng vận tải trong NGN Điều này chủ yếu xác định tác động của việc sử dụng IPv6 trong NGN từ các quan điểm khác nhau

• Nâng cao năng lực dịch vụ IPv6 cho phép điều khiển tắc nghẽn luồng / sử dụng thêm QoS thông tin như nhãn luồng, vv Các trường nhãn đầu luồng của IPv6 cho phép xác định lưu lượng độc lập với giao thức lớp vận chuyển Điều này có nghĩa là các năng dịch vụ đã nâng cao mới được giới thiệu cách dễ dàng hơn trong NGN

IPv6 hỗ trợ tính lưu động tốt hơn bằng cách loại bỏ vấn đề định tuyến tam giác

IPv6 hỗ trợ kết nối mạng an toàn bằng cách sử dụng giải pháp bảo mật được nhúng IPv6 như ESP và AH

• Kết nối tới bất kỳ IP nào Kết nối IP sẽ là một trong những tính năng quan trọng để đối phó với số lượng ngày càng tăng của người sử dụng và thiết bị Sử dụng