Tiểu luận môn mạng NGN đề tài IPv6
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & TIỂU LUẬN MÔN MẠNG NGN Đề tài : GVHD : TRẦN PHÚ TÍN SVTH : 1. LÊ HỮU THÀNH 12072351 2. NGUYỄN HOÀNG VIỆT 12072361 3. TRƯƠNG CÔNG LỢI 12079701 4. NGUYỄN ĐÌNH GIÁP 12059191 LỚP : DHDT8ALT HCM. Ngày 07 tháng 10 năm 2013 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 MỤC LỤC Chương 1 : Giới thiệu IPv6 1 1. Sự cạn kiêt của IPv4 và nguyên nhân phát triển IPv6 2 2. Các ưu điểm mà IPv6 cung cấp 3 Chương 2: Tổng quan về địa chỉ IPv6 6 1. Cấu trúc và các loại địa chỉ IPv6 6 1.1Cấu trúc 6 1.2 Cấp phát địa chỉ IPv6 8 1.3Các loại địa chỉ IPv6 16 1.4Cấu trúc trường header của gói tin IPv6 17 2. ICMPv6 21 21 2.1Cấu trúc 21 21 2.2Một số loại bản tin ICMP 21 21 3. Định tuyến trong IPv6 24 3.1 Distance vector 24 3.2 Link state 25 3.3 RIP và RIPng 25 3.4 OSPF và OSPFng 26 4. Security trong IPv6 29 4.1Các mode hoạt động 30 4.2Hoạt động 31 5.Mô hình mạng IPv6 Quốc gia 32 Chương 1 : Giới thiệu IPv6. Nhóm 6 Page 2 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 1. Sự cạn kiêt của IPv4 và nguyên nhân phát triển IPv6. Sau hơn 15 năm chính thức kết nối Internet toàn cầu, Internet Việt Nam đã có bước phát triển nhanh chóng và đóng vai trò ngày càng to lớn trong đời sống xã hội, mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, cho doanh nghiệp và góp phần quan trọng nâng cao chất lượng cuộc sống người dân và phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Tuy nhiên, sự bùng nổ của Internet trong những năm gần đây đã dẫn đến nguồn tài nguyên địa chỉ Internet IPv4 được tiêu thụ một cách nhanh chóng.Với tổng số khoảng 4 tỷ địa chỉ IPv4 đang gặp phải những khó khăn trong việc sử dụng: • Nguồn cung địa chỉ mới cho IPv4 đã cạn kiệt (theo phân tích của các tổ chức quản lý tài nguyên khu vực RIR) • Sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ IP, nhu cầu tài nguyên tăng cao (di động, ADSL…) • Các giải pháp kỹ thuật như NAT (Network Address Translation) và Private IP… là không đủ. • Các dịch vụ không ngừng phát triển: Ngày càng gia tăng nhu cầu kết nối internet: băng rộng, VoIP, cell phone, thiết bị cầm tay… IPv4 không đáp ứng đủ cho các nhu cầu này. Chính vì lẽ đó tổ chức IETF (The Internet Engineering Task Force ) bắt đầu làm việc cho một giao thức IP cập nhật từ năm 1990 trên cơ sở kế thừa cấu trúc và tổ chức của IPv4, đó là IPv6,còn gọi là IPng (IP next generation), dùng để hổ trợ cho tất cả các giao thức Internet khác .Tính năng quan trọng nhất của IPV6 là không gian địa chỉ của nó dài hơn. Nó dài 128 bit nhiều hơn IPv4 gấp 4 lần. Nhờ vậy nó sẽ cung cấp đủ điạ chỉ để gán đia chỉ IP cho bất kỳ thiết bị nào sử dụng IP trong hệ thống mạng toàn cầu, hơn thế nữa là sự cải tiến với những tín năng vượt trội . Thực trạng triển khai IPv6 khi IPv4 đang cạn kiệt tại Việt Nam. Theo Trung tâm Internet Việt Nam (VNNIC), việc chuyển sang sử dụng thế hệ địa chỉ mới IPv6 thay thế Nhóm 6 Page 3 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 IPv4 đang là một yêu cầu cấp thiết, vừa để nhằm đảm bảo sự phát triển liên tục của hoạt động Internet, vừa phát huy lợi thế vượt trội về công nghệ mới. Để hiểu rõ về giao thức IPv6 nhằm thuận tiện trong việc sử dụng chúng ta sẽ tìm hiểu về đặc điểm, cấu trúc,….cũng như cách chuyển đổi IPv4 sang IPv6. 2. Các ưu điểm mà IPv6 cung cấp. 2.1. Không gian địa chỉ gần như vô hạn. IPv6 có chiều dài bít (128 bít) gấp 4 lần IPv4 nên đã mở rộng không gian địa chỉ từ khoảng hơn 4 tỷ (4.3 * 10 9 ) lên tới một con số khổng lồ (2 128 = 3.3*10 38 ). Một số nhà phân tích cho rằng, chúng ta không thể dùng hết địa chỉ IPv6. 2.2. Khả năng tự động cấu hình (Plug and Play). IPv6 cho phép thiết bị IPv6 tự động cấu hình các thông số phục vụ cho việc nối mạng như địa chỉ IP, địa chỉ gateway, địa chỉ máy chủ tên miền khi kết nối vào mạng. Do vậy đã giảm thiểu việc phải cấu hình nhân công cho thiết bị so với công việc phải thực hiện với IPv4. Các thao tác cấu hình này có thể không phức tạp đối với máy tính song với nhu cầu gắn địa chỉ cho một số lượng lớn các thiết bị như camera, sensor, thiết bị gia dụng… sẽ phải tiêu tốn nhiều nhân công và khó khăn trong quản lý. 2.3. Khả năng bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối). Địa chỉ IPv6 được thiết kế để tích hợp sẵn tính năng bảo mật trong giao thức nên có thể dễ dàng thực hiện bảo mật từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối). IPv4 không hỗ trợ sẵn tính năng bảo mật trong giao thức, vì vậy rất khó thực hiện bảo mật Nhóm 6 Page 4 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 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 : Thực hiện bảo mật kết nối giữa hai mạng trong IPv4 Hình : Thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận trong IPv6. 2.4. Quản lý định tuyến tốt hơn. IPv6 được thiết kế có cấu trúc đánh địa chỉ và phân cấp định tuyến thống nhất, dựa trên một số mức cơ bản đối với các nhà cung cấp dịch vụ. Cấu trúc phân cấp này giúp tránh khỏi nguy cơ quá tải bảng thông tin định tuyến toàn cầu khi chiều dài địa chỉ IPv6 lên tới 128 bít. Trong khi đó, sự gia tăng của các mạng trên Internet, số lượng IPv4 sử dụng, và việc IPv4 không được thiết kế phân cấp định tuyến ngay từ đầu đã 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. 2.5. Dễ dàng thực hiện Multicast. Nhóm 6 Page 5 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Các kết nối giữa máy tính tới máy tính trên Internet để cung cấp dịch vụ mạng hiện tại hầu hết là kết nối Unicast (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: 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 . Từ đó thông tin không bị lặp lại, 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). Hình : Kết nối Multicast Trên thực tế, cấu hình và triển khai multicast với IPv4 rất khó khăn, phức tạp trong khi đối với IPv6 thì việc này dễ dàng hơn nhiều. 2.6. Hỗ trợ cho quản lý chất lượng mạng. Nhóm 6 Page 6 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 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. 2.7. Khả năng mở rộng tốt. Ipv6 có khả năng mở rộng tốt bằng việc sử dụng phần header mở rộng ngay sau phần Ipv6 header. Không giống như Ipv4 phần lựa chọn chỉ có 40 byte đối với Ipv6 thì phần header mở rộng chỉ bị hạn chế bởi kích thước gói tin IPv6. Chương 2 : Tổng quan về địa chỉ IPv6. Nhóm 6 Page 7 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 1. Cấu trúc và các loại địa chỉ IPv6. 1.1. Cấu trúc . IPv6 có tổng cộng là 128 bit được chia làm 2 phần: 64 bit đầu được gọi là network, 64 bit còn lại được gọi là host. Phần network dùng để xác định subnet, địa chỉ này được gán bởi các ISP hoặc những tổ chức lớn như IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Còn phần host là một địa chỉ ngẫu nhiên dựa trên 48 bit của MAC Address. Địa chỉ IPv6 có 128 bit, do đó việc nhớ được địa chỉ này rất khó khăn. Cho nên để viết địa chỉ IPv6, người ta đã chia 128 bit ra thành 8 nhóm, mỗi nhóm chiếm 2 bytes, gồm 4 số được viết dưới hệ số 16, và mỗi nhóm được ngăn cách nhau bằng dấu hai chấm ‘:’. Hệ thập lục phân và hệ nhị phân Ví dụ: FEDL:8435:7356:EADC:BA98:2010:3280:ABCD Nhóm 6 Page 8 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Nhưng nếu mà viết theo kiểu như vậy, quá dài và khó nhớ .Cho nên, cần phải đơn giản cái địa chỉ này một chút. Vì IPv6 là một địa chỉ mới nên chúng ta sẽ không xài hết 128 bits, cũng giống như SIM điện thoại vậy, đầu số 0122 mới ra có rất nhiều số và do đó chúng ta có quyền lựa chọn. Và IPv6 cũng vậy, vì mới ra cho nên sẽ có nhiều số 0 ở các bit đầu. Chúng ta có thể lược bỏ các số 0 này đi. Chúng ta sẽ lấy một ví dụ cụ thể hơn: Địa chỉ: 1088:0000:0000:0000:0008:0800:200C:463A > Bạn có thể viết 0 thay vì phải viết là 0000, viết 8 thay vì phải viết 0008, viết 800 thay vì phải viết là 0800 Và đây là địa chỉ đã được rút gọn: 1088:0:0:0:8:800:200C:463A Nhìn chung như vậy cũng được rồi, nhưng IPv6 còn có một nguyên tắc nữa là bạn có thể nhóm các số 0 lại thành 2 dấu hai chấm "::", địa chỉ ở trên, bạn có thể viết lại như sau: 1088::8:800:200C:463A Qua ví dụ , bạn sẽ rút ra được 2 nguyên tắc: Trong dãy địa chỉ IPV6, nếu có số 0 đứng đầu có thể loại bỏ. Ví dụ 0800 sẽ được viết thành 800, hoặc 0008 sẽ được viết thành 8. Trong dãy địa chỉ IPv6, nếu có các nhóm số 0 liên tiếp, có thể đơn giản các nhóm này bằng 2 dấu :: ( chí áp dụng khi dãy 0 liên tiếp nhau). Ví dụ : FADC:BA98::7654:3210 -> IPv6 có tổng cộng là 8 nhóm, mà ở trên bạn thấy có 4 nhóm, như vậy ở giữa 2 dấu hai chấm, sẽ là 4 nhóm số 0. Vậy địa chỉ trên có thể viết đầy đủ là: FADC:BA98:0:0:0:0:7654:3210 1.2. Cấp phát địa chỉ IPv6 Cấp phát Các bit đầu Tỷ lệ với toàn bộ không gian Unassigned 0000 0000 1/256 Nhóm 6 Page 9 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Unassigned 0000 0001 1/256 Các địa chỉ NSAP 0000 001 1/128 Unassigned 0000 01 1/64 Unassigned 0000 1 1/32 Unassigned 0001 1/16 Các địa chỉ Global Unicast 001 1/8 Unassigned 010 1/8 Unassigned 011 1/8 Unassigned 100 1/8 Unassigned 101 1/8 Unassigned 110 1/8 Unassigned 1110 1/16 Unassigned 1111 0 1/32 Unassigned 1111 10 1/64 Unassigned 1111 110 1/128 Unassigned 1111 1110 0 1/512 Địa chỉ Link-Local Unicast 1111 1110 10 1/1024 Địa chỉ Site-Local Unicast 1111 1110 11 1/1024 Địa chỉ Multicast 1111 1111 1/256 Bảng : Cấp phát địa chỉ IPv6 Ta có thể thấy, mới chỉ có 15% không gian địa chỉ được sử dụng trong giai đoạn này, còn lại 85% được để dự trữ cho tương lai. Có 2 cơ chế cấp phát là : A. Cấp phát theo nhà cung cấp : Địa chỉ IP sẽ có các trường ID của các nhà cung cấp Nhóm 6 Page 10 [...]... hiệu 51 Nhóm 6 Page 33 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Hình : Cấu trúc ESP 5.Mô hình mạng IPv6 Quốc gia Nhóm 6 Page 34 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Mạng IPv6 quốc gia chính thức khai trương từ ngày 6/5/2013, được hình thành trên cơ sở kết nối song song IPv4 /IPv6 hệ thống mạng DNS quốc gia, trạm trung chuyển Internet quốc gia VNIX, mạng Internet của các ISP • • Mạng DNS quốc gia IPv4 /IPv6: là hệ thống DNS... IPv4 /IPv6 Mạng VNIX IPv4 /IPv6: là trạm trung chuyển Internet trong nước kết nối mạng Internet IPv4 /IPv6 của các ISP Mạng VNIX IPv4 /IPv6 đặt tại các điểm Hà Nội, Đà nẵng và TP.HCM Nhóm 6 Page 35 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Ngoài ra VNNIC tiếp tục duy trì mạng Promote IPv6 cung cấp cho cộng đồng và các thành viên kết nối các dịch vụ cơ bản trên nền IPv6 nhằm khuyến khích, thúc đẩy việc ứng dụng địa chỉ IPv6. .. IPv4 và IPv6 Nhóm 6 Page 19 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Các trường trong phần mào đầu của Ipv6 gồm: • Vertion: 4 bit, chỉ thị phiên bản giao thức sử dụng, có giá trị là 6 để chỉ Ipv6 • Traffic Class: 8 bit, chỉ mức độ ưu tiên của gói tin Ipv6 Trường này đóng vai trò tương tự như như trường Type of Service của Ipv4 Theo rfc2460, giá trị của trường này chưa được định nghĩa, tuy nhiên việc triển khai Ipv6. .. Nhóm 6 Page 18 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 lik-local ISATAP là FE80::5EFE:131.107.4.92 Địa chỉ kiểu ISATAP này được gán cho một hót sử dụng cơ chế tunnel tự động ISATAP Cơ chế tunnel tự động này được xác định trong bản thảo về Internet với tiêu đề ‘Intra-site Automatic Tunnel Addressing Protocol” (draft-ietf-íatap-06.txt) 1.4.Cấu trúc trường header của gói tin IPv6 Cấu trúc gói tin IPv6 có dạng như... gồm cả việc tự động đánh lại địa chỉ toàn mạng khi ISP thay đổi 1.3.Các loại địa chỉ IPv6 IPv6 gồm các loại chính sau đây: + Unicast Address: Unicast Address dùng để xác định một Interface trong phạm vi các Unicast Address Gói tin (Packet) có đích đến là Unicast Address sẽ thông qua Routing để chuyển đến 1 Interface duy nhất Nhóm 6 Page 11 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 + Anycast Address: Anycast Address... : được gửi cho node nguồn khi có vấn đề với 1 vài phần của gới tin IPv6 hoặc trường extension header khiến cho Router ko thể xử lý và phải xoá gói tin Cấu trúc bản tin Nhóm 6 Page 24 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Hình: Cấu trúc bản tin ICMP parameter problem 2.2.5 ICMPv6 Echo Funtion : echo request và echo reply Echo request : được gửi tới tất cả các địa chỉ valid IPv6 có thể thêm giá trị Echo req ident,... này là thành phần của lệnh Ping 3 Định tuyến trong IPv6 Về cơ bản định tuyến trong IPv6 ko khác nhiều so với định tuyến trong IPv4 Nó cũng được chia thành 2 loại Interior và Exterior Nhóm 6 Page 25 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 • Các giao thức Interior được sử dụng bên trong một miền được kết nối tới internet • Các giao thức Exterior được sử dụng ở trên mạng backbone với các miền được kết nối vào do vậy... interface tương ứng rồi đưa vào bảng định tuyến Nhóm 6 Page 29 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Bước 5 : Duy trì thông tin định tuyến : OSPF định kỳ gửi gói tin hello để các định thay đổi trong mạng Khi có thay đổi trong mạng Roter phát hiện thay đổi sẽ gửi gói tin LSU chứa thông tin thay đổi đến DR và BDR DR sẽ gửi thông tin này đến các Router còn lại trong mạng Hình : Sơ đồ chuyển trạng thái của 1 interface OSPF... chúng muốn giao tiếp với các host khác trong cùng mạng Tất cả IPv6 của các interface đều có địa chỉ link local Theo hình bên dưới, bạn sẽ thấy: 10 bits đầu tiên luôn là: 1111 1110 10 54 bits kế tiếp có giá trị bằng 0 -> Như vậy, trong Link Local Address: 64 bit đầu là giá trị cố định không thay đổi (prefix : fe80::/64) Nhóm 6 Page 13 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Bạn thử vào cmd, gõ lệnh ipconfig /all để... thủ tục quản lý nhóm Nhóm 6 Page 16 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 internet - Internet Group Management Protocol), trong khi đó với Broadcast, mọi host là thành viên của nhóm Broadcast bất kể nó có muốn hay không Nhưng để cho các bạn dễ nhớ, dưới đây sẽ đưa cho các bạn một cái bảng tóm tắt các loại địa chỉ IPV6 1.3.4-Các dạng địa chỉ IPv6 khác Ngoài 3 dạng địa chỉ trên, IPv6 còn quy định 1 số loại địa chỉ . 2013 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 MỤC LỤC Chương 1 : Giới thiệu IPv6 1 1. Sự cạn kiêt của IPv4 và nguyên nhân phát triển IPv6 2 2. Các ưu điểm mà IPv6 cung cấp 3 Chương 2: Tổng quan về địa chỉ IPv6. 4 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 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 : Thực hiện bảo mật kết nối giữa hai mạng. tạp trong khi đối với IPv6 thì việc này dễ dàng hơn nhiều. 2.6. Hỗ trợ cho quản lý chất lượng mạng. Nhóm 6 Page 6 Tiểu luận môn mạng NGN IPv6 Những cải tiến trong thiết kế của IPv6 như: không phân