Đề tài Tìm hiểu IPv6

Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 MỤC LỤC 1 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 LỜI MỞ ĐẦU Địa chỉ của các máy tính trên Internet hiện nay đang được đánh số theo thế hệ địa chỉ phiên bản 4 (IPv4) gồm 32 bit. Trên lý thuyết, không gian IPv4 bao gồm hơn 4 tỉ địa chỉ (thực tế thì ít hơn). Tuy nhiên đứng trước sự phát triển mạnh mẽ về số lượng các thiết bị trên mạng lưới thì xảy ra nguy cơ thiếu hụt không gian địa chỉ IPv4; cùng với những hạn chế trong công nghệ và những nhược điểm của IPv4 đã thúc đẩy sự ra đời của một thế hệ địa chỉ Internet mới IPv6. IPv6 được thiết kế với hy vọng khắc phục những hạn chế vốn có của địa chỉ IPv4 như bị 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 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. Chính vì thế mà trong quá trình thực hiện đồ án 5, nhóm làm đồ án đã chọn đề tài “Tìm hiểu IPv6”. Đồ án được trình bày theo cấu trúc như sau:  Phần I: Mở đầu Phần này giới thiệu tổng quan về đề tài “Tìm hiểu IPv6 ”  Phần II: Nội dung Trong phần này gồm các chương sau: • Chương 1: Tổng quan về IPv6. • Chương 2: Một số đặc tính của IPv6 • Chương 3: Định tuyến trong mạng máy tính. • Chương 4: Công nghệ chuyển đổi giao tiếp IPv4 – IPv6.  Phần III: Kết luận 2 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . Hưng Yên, ngày 17 tháng 12 năm 2010 Giáo viên hướng dẫn 3 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 4 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 5 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Như chúng ta đã biết, mạng IPv4 mà hiện chúng ta đang sử dụng chỉ có khoảng 4 tỉ địa chỉ. Với mức độ tăng trưởng của Internet ngày càng lớn và số lượng người tham gia các hoạt động trên mạng ngày càng đông như hiện nay thì trong một khoảng thời gian không lâu nữa, số lượng địa chỉ IPv4 sẽ bị cạn kiệt. Vì thế việ chuyển sang IPv6 là xu thế tất yếu. IPv6 có 128 bit, lớn hơn rất nhiêu nên số địa chỉ sẽ không bị giới hạn. Đó là điểm mấu chốt cho thấy tại sao IPv6 lại cần thiết. Tuy thế việc chuyển sang IPv6 lại không đơn giản như đổi số điện thoại và một máy chạy IPv4 không thể liên lạc được với một máy chạy IPv6. Nên để chuyển đổi chắc cũng mất vài năm với tất cả router, server, client đều phải chạy dual – stack. Có nghĩa là chạy IPv4 và IPv6 cùng một lúc. Và điều cốt yếu ở đây là làm sao để chuyển đổi giao tiếp IPv4 - IPv6? Vì vậy Chính vì những lý do trên mà chúng em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu IPv6” để có một cái nhìn tổng quan về IPv6 và trong một vài năm tới nữa thôi IPv6 sẽ bắt đầu được triển khai, chúng em sẽ không quá ngỡ ngàng về điều này. 1.2. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Website IPv6. - Các mô hình giả lập về IPv6. - Các tổ chức cung cấp dịch vụ Tunnel Broker miễn phí 1.3. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu - Tổng quan về IPv6 - Công nghệ chuyển đổi giao tiếp IPv6 –IPv4. 1.4. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, chuyên gia và thực nghiệm 6 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPV6 1.5. Lý do ra đời địa chỉ IPv6. IPv4 đã được chuẩn hóa kể từ RFC 791 phát hành năm 1981. IPv4 dùng 32 bit để biểu diễn địa chỉ IP. Sử dụng 32 bit này, ta có thể đánh được khoảng 4.3 tỷ địa chỉ khác nhau. Nhưng chỉ khoảng hơn 10 năm sau khi ra đời, vào nửa đầu thập kỷ 90, nguy cơ thiếu địa chỉ IP đã xuất hiện tại 1 số nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Các nhà phát triển đã triệu tập nhiều hội nghị, nhiều phương án đã xuất hiện như: CIDR, NAT, Xong, với sự phát triển cực kỳ tốc độ, 4.3 tỷ địa chỉ kia không đủ đặt địa chỉ cho những PC, di động, các thiết bị điện tử khác, để nối trực tiếp tới Internet. Để giải quyết vấn đề đó thì IPv6 đã ra đời. Với 128 bit lớn hơn IPv4 gấp 4 lần, bạn có thể đánh được khoảng 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ. Đây là không gian địa chỉ cực lớn không chỉ dành riêng cho Internet mà còn cho tất cả các mạng máy tính, hệ thống viễn thông, hệ thống điều khiển và thậm chí là vật dụng gia đình. IPv6 được tích hợp trong Windows XP SP1 và Windows Server 2003 nhưng bị ẩn. Còn trên Windows Server 2008 và Windows Vista, mặc định IPv6 được mở. Hiện tại thì nhu cầu chúng ta cần 15% IPv6, còn 85% còn lại dùng để dự phòng trong tương lai. 1.6. Cấu trúc địa chỉ IPv6. 1.6.1. Không gian địa chỉ IPv6. Kích thước địa chỉ IPv6 là 128 bit, rộng gấp 4 lần địa chỉ của IPv4. Không gian địa chỉ 32 bit cho phép 2 32 hay 4.294.967.296 địa chỉ. Không gian địa chỉ 128 bit cho phép 2 128 địa chỉ hay 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 (3.4x10 38 ) địa chỉ. 7 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Vào những năm cuối thập niên 70 của thế kỷ trước khi mà không gian địa chỉ IPv4 được thiết kế thì người ta chưa tưởng tượng được rằng nó sẽ cạn kiệt trong tương lai. Tuy nhiên do có nhiều sự thay đổi trong kỹ thuật và thực tế phân vùng không thấy trước được sự bùng nổ của các host trên Internet và không gian địa chỉ IPv4 đã được phân phát hết vào năm 1992, do đó cần 1 không gian địa chỉ mới thay thế. Với IPv6 thật khó có thể tưởng tượng được rằng nó sẽ được phân phát hết bởi vì theo ước tính không gian địa chỉ IPv6 sẽ cung cấp cho mỗi m 2 bề mặt trái đất là 655.570.793.348.866.943.898.599 ( 6.5x10 23 ) địa chỉ. Kích thước tương đối lớn của địa chỉ IPv6 được thiết kế để chia nhỏ thành các miền định tuyến phân cấp phản ánh topo của Internet hiện nay. Việc sử dụng 128 bit cho phép nhiều mức độ phân cấp và tính linh động trong việc thiết kế định tuyến và đánh địa chỉ phân cấp. Hình 1. : Cấu trúc địa chỉ (Address Structure) 1.6.2. Cú pháp địa chỉ IPv6. Địa chỉ IPv6 128 bit được chia thành 8 khối mỗi khối 16 bit, mỗi khối này được chuyển sang dạng số hexa 4 bit và được phân biệt với nhau bằng dấu hai chấm. 8 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Mỗi khối này được chuyển sang chữ số hexa và chia cách nhau bằng dấu hai chấm, kết quả là: 21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A Việc viết địa chỉ IPv6 có thể đơn giản hóa bằng cách xóa bỏ 0 đứng đầu trong mỗi khối 16 bit. Tuy nhiên mỗi khối phải có ít nhất một số đơn. Trong ví dụ trên, địa chỉ trên được đơn giản hóa thành: 21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A Nén các chữ số 0: Một số loại địa chỉ chứa các chuỗi dài các số 0. để đơn giản hóa trong cách viết, một chuỗi liên tiếp các khối 16 bit có giá trị 0 trong kiểu định dạng theo số hexa phân cách nhau bằng dấu : được nén thành “::” và được gọi là dấu hai chấm kép. Ví dụ: địa chỉ link-local FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 được nén thành FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2, và địa chỉ multicast FF02:0:0:0:0:0:0:2 nén thành FF02::2. Việc nén 0 chỉ có thể được dùng để nén một chuỗi các khối 16 bit liên tiếp đơn mà thôi. Ta không thể nén 0 với các số 0 là một phần của khối 16 bit. Ví dụ như ta không thể nén địa chỉ FF02:30:0:0:0:0:0:5 thành FF02:3::5, mà ta chỉ có thể nén thành FF02:30::5. Để xác định có bao nhiêu con số 0 đứng giữa “::” thì ta có công thức sau: N= ( 8-n)*16 Trong đó n là số khối bit 16 bit địa chỉ còn lại được biểu diễn ở dạng số hexa. Việc 0 chỉ được dùng 1 lần đối với 1 địa chỉ cho trước, nếu không thì ta sẽ không thể xác định được con số không được giản lược. 1.6.3. Định dạng gói tin trong IPv6. Gói tin trong IPv6 được thấy như trong hình dưới đây. Mỗi gói tin bao gồm một vùng header nền tảng bắt buộc theo sau bởi payload. Payload gồm có 2 phần: những vùng Header mở rộng tuỳ ý chọn và dữ liệu từ tầng cao hơn. Vùng Header nền tảng chiếm giữ 40 byte, trong khi đó những vùng Header mở rộng và dữ liệu từ tầng cao hơn chứa đến 65535 byte thông tin. 9 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Hình 1. : Định dạng gói tin IPv6(IPv6 Data Packet Fomat ) Vùng nền tảng (Base Header) : Vùng header nền tảng trong hình 1.2 cho ta thấy nó có 8 trường, những trường này mô tả như sau: 10 [...]...Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Hình 1 : Định dạng của một đơn vị dữ liệu IPV6 (Format of an IPV6 datagram) Phiên bản (VER – version): Trường 4 bít này định nghĩa số phiên bản của IP Với IPv6 giá trị là 6 Quyền ưu tiên (PRI - prority): Trường 4 bít này định nghĩa sự ưu tiên của những gói tin đối với... dịch vụ được yêu cầu bởi nhãn lưu lượng tương ứng Khi router nhận được 1 gói tin nó tra cứu bảng nhãn lưu lượng của nó để tìm mục vào tương ứng cho giá trị 11 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 nhãn lưu lượng được định nghĩa trong gói tin Sau đó nó cung cấp cho gói tin những dịch vụ đã đề cập trong mục vào Tuy nhiên chú ý là nhãn lưu lượng tự nó không cung cấp thông tin cho những mục vào của bảng nhãn lưu... sẽ chứa địa chỉ của router kế tiếp 13 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Quyền ưu tiên (Priority): Trường quyền ưu tiên của gói tin IPV6 định nghĩa quyền ưu tiên của từng gói tin có quan hệ với những gói tin khác trong cùng 1 nguồn Ví dụ khi 1 trong 2 đơn vị dữ liệu liên tiếp phải bị loại bỏ đi vì chật chội, đơn vị dữ liệu có quyền ưu tiên nhỏ hơn sẽ bị loại bỏ IPv6 chia giao thông (traffic) làm 2 loại: điều... unicast IPv6 Địa chỉ unicast IPv6 bao gồm các loại sau: địa chỉ unicast toàn cầu, địa chỉ link-local, địa chỉ site-local và địa chỉ đặc biệt  Địa chỉ unicast toàn cầu: Địa chỉ Unicast toàn cầu tương ứng với địa chỉ public của IPv4 Nó có thể định tuyến toàn cầu trong Internet Không giống như Internet dựa trên IPv4 có sự định tuyến trên cả dạng phẳng và phần phân cấp 16 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Internet... 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 - Địa chỉ loopback: Địa chỉ loopback 0:0:0:0:0:0:0:1 hoặc ::1 được dùng để xác định 1 giao diện loopback cho phép 1 node có thể gửi các gói gửi ngược về chính nó Nó tương đương với địa chỉ loopback 127.0.0.1 trong IPv4 Các gói được đánh địa chỉ cho địa chỉ loopback phải không được gửi trên đường liên kết hoặc được chuyển tiếp bởi 1 bộ định tuyến IPv6 1.7.2 Địa chỉ multicast IPv6. .. các node trong từng đoạn mạng, bao gồm các địa chỉ không chạy IPv4 IPv6 dùng các bản tin Neighbor Solicitation để thực hiện việc chuyển đổi địa chỉ Tuy nhiên thay vì dùng địa chỉ multicast tất cả 22 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 các node phạm vi liên kết nội bộ như các đích bản tin Neighbor Solicitation, sẽ gửi đến tất cả các node IPv6 trên liên kết nội bộ, địa chỉ multicast solicited node được dùng... toàn cầu Topology công cộng là tập hợp của các ISP lớn hơn và nhỏ hơn mà cung cấp truy nhập vào Internet IPv6 Topo của site là tập hợp của các mạng con trong cùng site của tổ chức Chỉ thị giao diện chỉ một giao diện cụ thể trên một mạng con trong cùng site của một tổ chức 17 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6  Địa chỉ unicast dùng nội bộ: gồm hai loại là địa chỉ Link – Local và địa chỉ Site - Local - Địa... Dữ liệu chứa ít sự rườm rà (như audio và video chất lượng thấp) có thể được đưa 1 quyền ưu tiên cao hơn (15) Dữ liệu chứa 15 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 nhiều sự rườm rà (như video và audio chất lượng cao) có thể bị đưa 1 quyền ưu tiên thấp hơn (8) 1.7 Các dạng địa chỉ IPv6  Địa chỉ unicast: Một địa chỉ unicast xác định một giao diện đơn trong phạm vi của loại địa chỉ unicast Với một topology định... bắt đầu bằng FF Các địa chỉ multicast không thể được dùng như là các địa chỉ nguồn hoặc là các đích trung gian trong 1 tiêu đề định tuyến Phía sau 8 bit đầu tiên địa chỉ multicast bao gồm cấu trúc thêm vào để xác định các cờ, phạm vi và nhóm multicast 20 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 Hình 1 : Mô tả cấu trúc địa chỉ Multicast Các trường trong địa chỉ multicast là: Cờ: chỉ các cờ được thiết lập trong địa... multicast tạm thời Phạm vi: chỉ phạm vi của liên mạng IPv6 cho lưu lượng multicast được dự định Kích thước của trường này là 4 bit Thêm vào đó thông tin cung cấp bởi các giao thức định tuyến multicast , các bộ định tuyến dùng phạm vi multicast để xác định nơi mà lưu lượng multicast sẽ được chuyển đi Các giá trị thông thường nhất 21 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 cho trường phạm vi là 1 ( phạm vi giao diện . viên hướng dẫn 3 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 4 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 5 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Như chúng ta đã biết,. Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 MỤC LỤC 1 Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6 LỜI MỞ ĐẦU Địa chỉ của các máy tính trên Internet hiện nay. đổi giao tiếp IPv4 - IPv6? Vì vậy Chính vì những lý do trên mà chúng em lựa chọn đề tài Tìm hiểu IPv6 để có một cái nhìn tổng quan về IPv6 và trong một vài năm tới nữa thôi IPv6 sẽ bắt đầu được