Luận văn Tổng quan về IPv6 và triển khai IPv6 trên cơ sở hạ tầng mạng IPv4

Luận văn Tổng quan IPv6 triển khai IPv6 sở hạ tầng mạng IPv4 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IPv6 1.1 Nguyên nhân phát triển IPv6 10 1.2 Những giới hạn IPv4 11 1.3 Vấn đề quản lý địa IPv4 12 1.4 Kiến trúc IPv6 13 1.4.1 Tăng kích thƣớc tầm địa 13 1.4.2 Sự phân cấp địa toàn cầu 14 1.4.3 Một số tính trội so với IPv4 16 1.5 So sánh Header IPv4 IPv6 20 1.6 Định nghĩa cách biểu diễn địa IPv6 24 1.6.1 Các quy tắc biểu diễn 24 1.6.2 Sử dụng địa IPv6 việc truy cập URL 25 1.7 Phân loại địa .26 1.7.1 Unicast Address 26 1.7.2 Multicast Address 28 1.7.3 Anycast Address 30 1.8 Các loại địa IPv6 đặc biệt 31 1.8.1 Địa không định danh địa loopback 31 1.8.2 Địa IPv4-Compatible IPv6 31 1.8.3 Địa IPv4-Mapped IPv6 32 1.9 Thống kê dạng địa IPv6 .33 CHƢƠNG 2: TRIỂN KHAI IPv6 TRÊN CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG IPv4 .36 2.1 Thực trạng triển khai IPv6 37 2.1.1 Trên giới 37 2.1.2 Tại Việt Nam 37 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 2.2 Các phƣơng pháp triển khai IPv6 38 2.2.1 Định dạng EUI-64 38 2.2.3 Tự động cấu hình phi trạng thái 39 2.2.4 DHCPv6 41 2.3 Mobile IPv6 43 2.4 Định tuyến cho liên mạng IPv6 43 2.4.1 Bảng định tuyến IPv6 44 2.4.2 Định tuyến tĩnh 47 2.4.3 Các giao thức định tuyến động IPv6 48 2.5 OSPFv3 cho IPv6 53 2.5.1 Hoạt động OSPFv3 54 2.5.2 So sánh OSPFv3 OSPFv2 55 2.5.3 Gói tin LSA cho IPv6 57 2.5.4 Cấu hình OSPFv3 thiết bị Cisco 58 2.6 Giới thiệu chế chuyển đổi IPv4 IPv6 63 2.6.1 Dual Stack 64 2.6.2 Tunneling 65 2.6.3 NAT-PT 68 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MẠNG IPv6 .71 3.1 Cài đặt cấu hình GNS3 .72 3.2 Lab – Cấu hình OSPFv3 cho IPv6 73 3.3 Lab – Manual IPv6 Tunnel 79 3.4 Lab – Cấu hình 6to4 tunnel kết hợp định tuyến tĩnh 83 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sự cạn kiệt IPv4 qua năm 10 Hình 1.2 Thế giới sẵn sàng cho IPv6 11 Hình 1.3 Số Bits IPv4 so với IPv6 13 Hình 1.4 Khác IPv4 IPv6 .14 Hình 1.5 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa IPv6 lúc đầu .15 Hình 1.6 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa IPv6 .15 Hình 1.7 IPv6 Mobility .18 Hình 1.8 Tổng hợp địa cho định tuyến 19 Hình 1.9 IPv4 Header IPv6 Header 20 Hình 1.10 Chi tiết IPv6 Header .21 Hình 1.11 Thứ tự header gói tin IPv6 22 Hình 1.12 Truy cập website địa IPv6 với port 8080 25 Hình 1.13 Cấu trúc địa Link-local .26 Hình 1.14 Xem địa Link-local máy tính .27 Hình 1.15 Cấu trúc địa Site-local 28 Hình 1.16 Cấu trúc địa Multicast Address 28 Hình 1.17 Cấu trúc địa Anycast Address 30 Hình 1.18 Cấu trúc địa IPv4-Compatible IPv6 31 Hình 1.19 Cấu trúc địa 6to4 32 Hình 1.20 Cấu trúc địa IPv4-Mapped IPv6 .33 Hình 2.1 Định dạng EUI-64 cho IPv6 .38 Hình 2.2 Mơ tả định dạng EUI-64 39 Hình 2.3 Mơ tả định dạng EUI-64 (tt) .39 Hình 2.4 Stateles Autoconfiguration .40 Hình 2.5 Bƣớc Stateless Autoconfiguration 41 Hình 2.6 Bƣớc Stateless Autoconfiguration 41 Hình 2.7 Hoạt động DHCPv6 42 Hình 2.8 Bảng định tuyến IPv6 Windows 46 Hình 2.9 Định dạng gói tin RIPng 49 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Hình 2.10 Next hop RTE 49 Hình 2.11 IPv6 prefix RTE .50 Hình 2.12 Cấu trúc phân cấp OSPFv3 54 Hình 2.13 OSPFv3 LSA header OSPFv2 LSA header .57 Hình 2.14 OSPFv3 LSA header 57 Hình 2.15 Mơ hình OSPFv3 đa vùng 61 Hình 2.16 Sự chuyển đổi mạng IPv4 IPv6 63 Hình 2.17 Mơ hình Dual-stack 64 Hình 2.18 Dual-stack Windows .64 Hình 2.19 Dual-stack Cisco 65 Hình 2.20 Cơng nghệ tunneling 65 Hình 2.21 Mơ hình 6to4 tunneling 67 Hình 2.22 Cấu trúc địa IPv6 6to4 67 Hình 2.23 Mơ hình Tunnel Broker 68 Hình 2.24 Cơng nghệ NAT-PT .69 Hình 3.1 Giao diện chƣơng trình GNS3 72 Hình 3.2 Mơ hình Lab – OSPFv3 73 Hình 3.3 Mơ hình Lab – Manual IPv6 Tunnel .79 Hình 3.4 Mơ hình Lab – 6to4 Tunnel 83 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng đặc tả cấp phát địa IPv6 toàn cầu 16 Bảng 1.2 Ví dụ địa IPv6 Multicast .29 Bảng 1.3 Bảng mô tả loại địa IPv6 Multicast .29 Bảng 1.4 Bảng thống kê dạng địa IPv6 .34 Bảng 2.1 Chức gói LSA .58 Bảng 2.2 Lệnh cấu hình OSPFv3 tồn cục 59 Bảng 2.3 Lệnh cấu hình OSPFv3 Interface 59 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AD Administrative Distance AfriNIC African Network Information Centre AH Authentication Header APNIC Asia-Pacific Network Information Centre ARIN American Registry for Internet Numbers ARPANET Advanced Research Projects Agency Network BDR Backup Designated Router CEF Cisco Express Forwarding CIDR Classless Inter-Domain Routing DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DR Designated Router EIGRP Enhanced Interrior Gateway Routing Protocol ESP Encapsulating Security Payload EUI Extended Universal Identifier FP Format Prefix GNS Graphical Network Simulator GRU Globally Routable Unicast IANA Internet Assigned Numbers Authority ID Identifier IETF Internet Engineering Task Force IPv4 Internet Protocol version IPv6 Internet Protocol version IS-IS Intermediate System to Intermediate System ISP Internet Service Provider LACNIC Latin America and Caribbean Network Information Centre LAN Local Area Network LSA Link-state Advertisement LSDB Link-state Database MTU Maximum Tranmission Unit NLA Next Level Aggregator NTP Network Time Protocol Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng OSPF Open Shortest Path First OSPFv3 Open Shortest Path First Version QoS Quality of Service RFC Request For Comment RIPE Réseaux IP Européens Network Coordination Centre RIPng Routing Information Protocol next generation RIR Regional Internet Registry SLA Site Level Aggregator SPF Shortest Path First TLA Top Level Aggregate VNNIC Viet Nam Network Information Center Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 2011 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài I Với tiền thân mạng ARPANET, ngày mạng INTERNET phát triển với tốc độ nhanh chóng trở thành mạng lớn giới Các dịch vụ Internet không ngừng phát triển, sở hạ tầng mạng đƣợc nâng cao băng thông chất lƣợng dịch vụ Chính vậy, nhu cầu địa IP ngày lớn, hệ địa Internet IPv4, đáp ứng phát triển mạng Internet toàn cầu tƣơng lai Do đó, hệ địa Internet đƣợc triển khai để bắt kịp, đáp ứng thúc đẩy mạng lƣới toàn cầu tiến sang giai đoạn phát triển Chính lý cấp thiết chuyển sang sử dụng “IPv6”, nên chọn vấn đề để nghiên cứu làm đề tài khóa luận tốt nghiệp II Mục tiêu Mục tiêu đạt đƣợc sau hồn thành khóa luận:  Hiểu rõ đặc điểm cấu trúc IPv6  Nắm vững tính IPv6 so với IPv4  Các cách thức để triển khai IPv6  Triển khai thành công hệ thống mạng IPv6 đƣợc giả lập phần mềm GNS3 tảng công nghệ Cisco System III Phạm vi nghiên cứu Phạm vi IPv6 rộng, từ sở hạ tầng dịch vụ mạng Khóa luận nghiên cứu tổng quan địa IPv6, cách thức triển khai sở hạ tầng mạng lớp - lớp Network mà cụ thể vấn đề định tuyển chuyển đổi qua lại môi trƣờng IPv4 IPv6 IV Bố cục Nội dung khóa luận chia thành chƣơng :  Chƣơng 1: Tổng quan địa IPv6  Chƣơng 2: Triển khai IPv6 sở hạ tầng mạng IPv4  Chƣơng 3: Mô hệ thống mạng IPv6 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IPv6 Ngày 03-02-2011, nguồn cung địa Internet IPv4 thức cạn kiệt sau 30 năm sử dụng Tổ chức quản lý địa Internet toàn cầu (IANA) phân bổ khối địa IPv4 cuối cho nhà cấp phát địa Internet khu vực (RIR) Điều khơng có nghĩa thứ giới chấm dứt, khơng có nghĩa Internet đến ngày tận Địa IPv6 phiên hệ Internet Đây phiên thiết kế nhằm khác phục hạn chế giao thức IPv4 bổ sung tính cần thiết hoạt động dịch vụ mạng hệ sau Chương khóa luận gồm nội dung sau :  Các giới hạn địa IPv4 nguyên nhân phát triển địa IPv6  Cấu trúc địa IPv6  Cách biểu diễn địa IPv6  Các dạng địa IPv6 Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 1.1 Nguyên nhân phát triển IPv6 Năm 1973, TCP/IP đƣợc giới thiệu ứng dụng vào mạng ARPANET Vào thời điểm đó, mạng ARPANET có khoảng 250 Site kết nối với nhau, với khoảng 750 máy tính Internet phát triển với tốc độ khủng khiếp, đến có 60 triệu ngƣời dùng tồn giới Theo tính tốn giới chun mơn, mạng Internet kết nối hàng trăm ngàn Site với nhau, với hàng trăm triệu máy tính Trong tƣơng lai khơng xa, số khơng dừng lại Sự phát triển nhanh chóng địi hỏi phải kèm theo mở rộng, nâng cấp không ngừng sở hạ tầng mạng cơng nghệ sử dụng Hình 1.1 Sự cạn kiệt IPv4 qua năm Bƣớc sang năm đầu kỷ XXI, ứng dụng Internet phát triển nhằm cung cấp dịch vụ cho ngƣời dùng thiết bị đời: Notebook, Cellualar modem, Tablet, Smart-Phone, Smart TV… Để đƣa khái niệm dựa sở TCP/IP thành thực, TCP/IP phải mở rộng Nhƣng thực tế mà không giới chuyên môn, mà ISP nhận thức đƣợc tài nguyên mạng ngày hạn hẹp Việc phát triển thiết bị, sở hạ tầng, nhân lực… khơng phải khó khăn lớn Vấn đề địa IP, không gian địa IP cạn kiệt, địa IP (IPv4) đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng Bƣớc Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 10 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 tiến quan trọng mang tính chiến lƣợc kế hoạch mở rộng việc nghiên cứu cho đời hệ sau giao thức IP, IP version Hình 1.2 Thế giới sẵn sàng cho IPv6 IPv6 đời khơng có nghĩa phủ nhận hồn tồn IPv4 (cơng nghệ mà hạ tầng mạng dùng ngày nay) Vì phiên hồn tồn cơng nghệ IP, việc nghiên cứu, ứng dụng vào thực tiễn thách thức lớn Một thách thức liên quan đến khả tƣơng thích IPv6 IPv4, liên quan đến việc chuyển đổi từ IPv4 lên IPv6, làm mà ngƣời dùng khai thác mạnh IPv6 nhƣng không thiết phải nâng cấp đồng loạt toàn mạng (LAN, WAN, Internet…) lên IPv6 1.2 Những giới hạn IPv4 IPv4 hỗ trợ trƣờng địa 32 bit, IPv4 ngày hầu nhƣ không đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng mạng Internet Hai vấn đề lớn mà IPv4 phải đối mặt việc thiếu hụt địa chỉ, đặc biệt không gian địa tầm trung (lớp B) việc phát triển kích thƣớc nguy hiểm bảng định tuyến Internet Thêm vào đó, nhu cầu tự động cấu hình (Auto-config) ngày trở nên cần thiết Địa IPv4 thời kỳ đầu đƣợc phân loại dựa vào dung lƣợng địa (số lƣợng địa IPv4) Địa IPv4 đƣợc chia thành lớp A, B, C, D lớp đƣợc sử dụng phổ biến Các lớp địa khác số lƣợng bit dùng để định nghĩa Network ID Ví dụ: Địa lớp B có 16 bit đầu dành để định nghĩa Network ID 16 bit Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 11 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 cuối dành cho Host ID Trong địa lớp C có 21 bit dành để định nghĩa Network ID bit lại dành cho Host ID… Do đó, dung lƣợng lớp địa khác 1.3 Vấn đề quản lý địa IPv4 Bên cạnh giới hạn nêu trên, mơ hình cịn có hạn chế thất thoát địa sử dụng lớp địa không hiệu Mặc dù lƣợng địa IPv4 đáp ứng nhu cầu sử dụng giới, nhƣng cách thức phân bổ địa IPv4 khơng thực đƣợc chuyện Ví dụ: tổ chức có nhu cầu triển khai mạng với số lƣợng Host khoảng 300 Để phân địa IPv4 cho tổ chức này, ngƣời ta dùng địa lớp B Tuy nhiên, địa lớp B dùng để gán cho 65536 Host Dùng địa lớp B cho tổ chức làm thừa 65000 địa Các tổ chức khác sử dụng khoảng địa Đây điều lãng phí Trong năm 1990, kỹ thuật Classless Inter-Domain Routing (CIDR) đƣợc xây dựng dựa khái niệm mặt nạ địa (address mask) CIDR tạm thời khắc phục đƣợc vấn đề nêu Khía cạnh tổ chức mang tính phân cấp (Hierachical) CIDR cải tiến khả mở rộng IPv4 Phƣơng pháp giúp hạn chế ảnh hƣởng cấu trúc phân lớp địa IPv4 Phƣơng pháp cho phép phân bổ địa IPv4 linh động nhờ vào subnet mask Độ dài Network ID vào Host ID phụ thuộc vào số bit subnet mask, đó, dung lƣợng địa IP trở nên linh động Ví dụ: sử dụng địa IP lớp C với độ dài Subnet Mask 23 (x.x.x.x/23) cho tổ chức Địa có Host ID đƣợc định nghĩa bit, tƣơng đƣơng với 512 Host Địa phù hợp Tuy nhiên, CIDR có nhƣợc điểm Router xác định đƣợc Network ID Host ID biết đƣợc Subnet mask Mặc dù có thêm nhiều công cụ khác đời nhƣ kỹ thuật Subnetting (1985), kỹ thuật VLSM (1987) CIDR (1993), kỹ thuật không cứu vớt IPv4 khỏi vấn đề đơn giản: khơng có đủ địa cho nhu cầu tƣơng lai Có khoảng tỉ địa IPv4 nhƣng khoảng địa không đủ tƣơng lai với thiết bị kết nối vào Internet thiết bị ứng dụng gia đình yêu cầu địa IP Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 12 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Một vài giải pháp ngắn hạn, chẳng hạn nhƣ ứng dụng RFC 1918 (Address Allocation for Private Internets) dùng phần không gian địa làm địa dành riêng NAT công cụ cho phép hàng ngàn Host truy cập vào Internet với vài IP hợp lệ Tuy nhiên, giải pháp mang tính dài hạn việc đƣa vào IPv6 với cấu trúc địa 128 bit Không gian địa rộng lớn IPv6 không cung cấp nhiều không gian địa IPv4 mà cịn có cải tiến cấu trúc Với 128 bit, có 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 địa Một số khổng lồ Trong năm 1994, IETF đề xuất IPv6 RFC 1752 (The Recommendation for the IP Next Generation Protocol) IPv6 khắc phục số vấn đề nhƣ thiếu hụt địa chỉ, chất lƣợng dịch vụ, tự động cấu hình địa chỉ, vấn đề xác thực bảo mật 1.4 Kiến trúc IPv6 Khi phát triển phiên địa mới, IPv6 hoàn toàn dựa tảng IPv4 Nghĩa hầu hết chức IPv4 đƣợc tích hợp vào IPv6 Tuy nhiên, IPv6 lƣợt bỏ số chức cũ thêm vào chức tốt Ngoài IPv6 cịn có nhiều đặc điểm hồn tồn 1.4.1 Tăng kích thƣớc tầm địa Hình 1.3 Số Bits IPv4 so với IPv6 Một so sánh thú vị nói IPv4 trái banh golf IPv6 mặt trời IPv6 sử dụng 128 bit địa chỉ, tăng gấp lần số bit so với IPv4 (32bit) Nghĩa IPv4 có 232 ~ 4,3 tỷ địa chỉ, IPv6 có tới 2128 ~ 3,4 * 1038 địa IP Gấp 296 lần so với địa IPv4 Với số địa IPv6 rãi bề mặt trái đất (diện tích bề mặt trái đất 511263 tỷ mét vng) mét vng có khoảng 665.570 tỷ tỷ địa Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 13 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Hình 1.4 Khác IPv4 IPv6 Địa IPv6 đƣợc biểu diễn ký tự Hexa với tổng cộng Octet Mỗi Octet chứa ký tự Hexa tƣơng ứng với 16 bit nhị phân Dấu hai chấm ngăn cách octet Giao thức IPv4 đƣợc trì kỹ thuật NAT cấp phát địa tạm thời Tuy nhiên mà việc thao tác liệu payload thiết bị trung gian bất lợi lợi ích truyền thông ngang hàng (peer-peer), bảo mật đầu cuối chất lƣợng dịch vụ (QoS) Với số lƣợng lớn địa IPv6 khơng cần đến kỹ thuật NAT hay cấp phát địa tạm thời Vì lúc đó, thiết bị (Máy tính, điện thoại, tivi, robot, thiết bị dân dụng…) có địa IP tồn cầu Đây khơng gian địa cực lớn với mục đích khơng cho Internet mà cịn cho tất mạng máy tính, hệ thống viễn thơng, hệ thống điều khiển chí cho vật dụng gia đình Trong tƣơng lai, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt hay nồi cơm điện… gia định giới mang địa IPv6 để chủ nhân chúng kết nối lệnh từ xa Nhu cầu cần 15% không gian địa IPv6, 85% dự phòng cho tƣơng lai 1.4.2 Sự phân cấp địa toàn cầu a) Phân cấp địa lúc ban đầu Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 14 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Hình 1.5 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa IPv6 lúc đầu Trong đó:  FP – Format Prefix : bit 001 để nhận dạng địa toàn cầu  TLA ID – Top Level Aggregate ID : Nhận dạng tổng hợp cấp cao  Res – Reserved : Dự phòng cho tƣơng lai  NLA ID – Next Level Aggregator ID : Nhận dạng tổng hợp cấp  SLA ID – Site Level Aggregator ID : Nhận dạng tổng hợp cấp vùng  Interface ID : Địa định danh interface node mạng b) Phân cấp địa Địa IPv6 sử dụng giải pháp gọi prefix (tiền tố) để phân cấp địa thành khối xác định Hình 1.6 Kiến trúc quản lý việc cấp phát địa IPv6 Địa IPv6 tổ chức cấp phát địa Internet quốc tế IANA cấp phát Bảng 1.1 mô tả chi tiết việc cấp phát địa IPv6 theo prefix Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 15 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Bảng 1.1 Bảng đặc tả cấp phát địa IPv6 toàn cầu Prefix Số bit Chức /3 bit Luôn 001 đƣợc dành cho địa khả định tuyến toàn cầu (Globally Routable Unicast –GRU) 20 bit Xác định cấp cao tổ chức IANA IANA phân phối tiếp cho RIR - tổ chức cấp khu vực cấp phát địa IP, bao gồm: AfriNIC (Châu Phi), ARIN (Bắc Mỹ Caribe), APNIC (Châu Á Thái Bình Dƣơng), RIPE (Châu Âu, Trung Đông Trung Á) /32 bit Xác định cấp khu vực quốc gia Đƣợc RIR cấp cho ISP cao hệ thống nhà cung cấp dịch vụ quốc gia /48 16 bit Xác định cấp vùng Là nhà cung cấp dịch vụ vùng quốc gia tổ chức lớn /64 16 bit Xác định cấp thấp Đƣợc ISP cấp phát đến khách hàng /23 64 bit cuối phần địa Host, ứng với interface (giao diện) mạng cục khách hàng 1.4.3 Một số tính trội so với IPv4  Đơn giản hóa việc đặt địa Host IPv6 sử dụng 64 bit sau cho địa Host Một kỹ thuật gọi EUI-64 làm đơn giản việc đặt địa host nhiều so với IPv4 Kỹ thuật tận dụng 48 bit địa MAC để làm địa chi host.Và chèn thêm chuỗi “FFFE” vào 16 bit địa MAC để hoàn chỉnh 64 bit phần địa host Bằng cách này, Host có Host ID mạng Phần đƣợc nói rõ Chƣơng  Tự động cấu hình địa Để đơn giản cho việc cấu hình trạm, IPv6 hỗ trợ việc tự cấu hình địa Stateful nhƣ khả cấu hình DHCP server tự cấu hình Stateless (phi trạng thái).Với khả cấu hình phi trạng thái, máy trạm mạng tự động liên kết với Router nhận địa prefix phần mạng Thậm chí khơng có Router, máy trạm liên kết tự cấu hình giao tiếp với mà không Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 16 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 cần thiết lập thủ công khác  Hiệu suất cao Với IPv4 có sử dụng private address để tránh hết địa Do đó, xuất kỹ thuật NAT để chuyển đổi địa chỉ, dẫn đến tăng Overhead cho gói tin Trong IPv6 không thiếu địa nên không cần đến private address, NAT đƣợc loại bỏ  Giảm đƣợc thời gian xử lý Header, giảm Overhead chuyển dịch địa Giảm đƣợc thời gian xử lý định tuyến: nhiều khối địa IPv4 đƣợc phân phát cho user nhƣng lại khơng tóm tắt đƣợc, nên phải cần entry bảng định tuyến làm tăng kích thƣớc bảng định tuyến thêm Overhead cho trình định tuyến Ngƣợc lại, địa IPv6 đƣợc cấp phát qua ISP theo kiểu phân cấp địa giúp giảm đƣợc Overhead Trong IPv4 sử dụng nhiều Broadcast nhƣ ARP Request, IPv6 sử dụng Neighbor Discovery Protocol để thực chức tƣơng tự q trình tự cấu hình mà khơng cần sử dụng Broadcast Bên cạnh đó, Multicast có giới hạn IPv6, địa Multicast có chứa trƣờng scope (phạm vi) hạn chế gói tin Multicast node, link, hay tổ chức  Hỗ trợ tốt tính di động Tính di động (Mobility) tính quan trọng hệ thống mạng ngày Mobile IP tiêu chuẩn IETF cho IPv4 IPv6 Mobile IP cho phép thiết bị di chuyển mà khơng bị đứt kết nối, trì đƣợc kết nối Trong IPv4, mobile IP tính cần phải đƣợc thêm vào cần sử dụng Ngƣợc lại với IPv6, tính di động đƣợc tích hợp sẵn, có nghĩa node IPv6 sử dụng đƣợc cần thiết Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 17 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Hình 1.7 IPv6 Mobility Thêm vào phần header định tuyến IPv6 làm cho Mobile IPv6 hoạt động hiệu Mobile IPv4 Chính vậy, tƣơng lai thiết bị di động nhƣ laptop, máy tính bảng, smartphone… dùng địa IPv6 tích hợp sử dụng sở hạ tầng mạng viễn thông  Bảo mật cao IPSec (IP Security) tiêu chuẩn IETF đƣa cho lĩnh vực an ninh mạng IP, đƣợc sử dụng cho IPv4 IPv6 Mặc dù chức giống hệt hai môi trƣờng, nhƣng với IPv6 IPSec tính bắt buộc IPsec đƣợc kích hoạt tất node IPv6 sẵn sàng để sử dụng Tính sẵn sàng IPsec tất node làm cho IPv6 Internet an toàn  Header đơn giản Header IPv6 đơn giản hợp lý IPv4 IPv6 có trƣờng địa chỉ, IPv4 chứa 10 trƣờng địa Do gói tin IPv6 di chuyển nhanh mạng Dẫn đến tốc độ mạng đƣợc cải thiện  Tổng hợp địa (Addresss Aggregation) Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 18 Khóa Luận Tốt Nghiệp – Ngành Kỹ Thuật Mạng 2011 Hình 1.8 Tổng hợp địa cho định tuyến Addresss Aggregation kỹ thuật tƣơng tự với kỹ thuật Address Summarize IPv4 Một ISP tổng hợp tất prefix khách hàng thành tiền tố thông báo tiền tố với cấp cao Việc tổng hợp địa làm cho bảng định tuyến gọn khả mở rộng định tuyến nhiều Router Dẫn đến mở rộng chức mạng nhƣ tối ƣu hóa băng thông tăng thông lƣợng sử dụng để kết nối đƣợc tới nhiều thiết bị dịch vụ mạng nhƣ: VoIP, tryền hình theo yêu cầu, Video độ nét cao, ứng dụng thời gian thực, game-online, học tập hay hội thảo qua mạng…  Đánh số lại thiết bị IPv6 (Renumbering) Đánh số lại mạng IPv4 điều nhà quản trị quan ngại Nó ảnh hƣởng tới hoạt động mạng lƣới tiêu tốn nhân lực cấu hình lại thơng tin cho thiết bị mạng Địa IPv6 đƣợc thiết kế có cách thức đánh số lại mạng cách dễ dàng Một địa IPv6 gán cho node có hai trạng thái, “cịn đƣợc sử dụng - preferred” “loại bỏ - deprecated” tùy theo thời gian sống địa Máy tính ln cố gắng sử dụng địa có trạng thái “cịn đƣợc sử dụng” Thời gian sống địa đƣợc thiết lập từ thông tin quảng bá router Do vậy, máy tính mạng IPv6 đƣợc đánh số lại nhờ thông báo router đặt thời gian hết hạn có Nguyễn Thanh Long – K13TMT Khoa CNTT – Trƣờng Đại học Duy Tân 19