Đồ án chuyên ngành , học phần định tuyến trên nền ipv6Mô tả các chức năng của ipv4 và ipv6 . Các cách chuyển đổi ipv4 sang ipv6 kỹ thuật chuyển đổi 6to4 , tunnel , ....Phần demo chi tiết giúp các bạn hiểu được cách chuyển đổi của ipv6Tài liệu chi tiết được điểm cao và đánh giá của các thầy cô hướng dẫn và phản biện. Chúc các bạn thu được nhiều kiến thức thông qua tài liệu này.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỊNH TUYẾN TRÊN NỀN IPV6 GVHD : ThS.Hoàng Đình Hạnh Sinh viên thực : Phạm Trọng Thuận 13090401 Mang Văn Minh 13065151 Lớp CDTH15A Khóa 2013-2016 TP.Hồ Chí Minh Ngày 06/05/2016 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 LỜI CẢM ƠN Để thực hoàn thành tốt đồ án chuyên ngành này, chúng em nhận giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy cô bạn bè thuộc Bộ môn Công nghệ thông tin trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Em xin cảm ơn thầy cô cung cấp cho em kiến thức vô quý báu cần thiết quãng thời gian học tập trường để em hoàn thành tốt đồ án chuyên ngành Đặc biệt , em xin cảm ơn thầy Hoàng Đình Hạnh tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian làm đồ án chuyên ngành Tuy nhiên giới hạn mặt thời gian kiến thức nên đồ án em chắn không sót khỏi sai sót ý muốn Em mong thông cảm đóng góp ý kiến thầy cô bạn Chân thành cảm ơn Sinh viên thực Phạm Trọng Thuận Mang Văn Minh Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 Mục Lục LỜI CẢM ƠN………………………………………………………… MỤC LỤC……………………………………………………………….2 GIỚI THIỆU…………………………………………………………… Chương – Tổng quan địa IPv4 IPv6 ……………………… 1.1 Đặc điểm hạn chế IPv4……………………….……6 a Đặc điểm…………………………………………….…6 b Hạn chế…………………………………………… … 1.2 Tổng quan địa IPv6………………………… ….7 1.3 Cấu trúc tiêu đề IPv4 (IPv4 Header)…………….… 1.4 Cấu trúc tiêu đề IPv6 (IPv6 Header)……………… 12 1.5 So sánh Header IPv4 IPv6……………………………14 1.6 Tiêu đề mở rộng IPv6 (IPv6 Extension Headers)……….15 Chương – Cấu trúc địa IPv6………………………………….…17 2.1 Cấu trúc gói tin IPv6…………………………….….… 17 2.2 Phân bố địa IPv6…………………………….….… 17 a Cơ chế cấp phát chung………………………… … 19 b Cấp phát địa theo nhà cung cấp…………… … 19 2.3 Các loại địa IPv6……………………………… … 21 Địa Unicast………………………………….… 21 a Địa Global Unicast……………………….22 b Địa Link Local……………………………23 c Địa Unique Local…………………………23 Địa Anycast………………………………… … 23 Đia Multicast……………………………… … 24 a Cấu trúc chung……………………………… 24 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 b Địa Solicited-Node…………………… 25 Các dạng địa khác………………… ………… 26 a Địa không xác định………… ………….26 b Địa Loopback………………….…………26 c Địa tương thích………………………… 26 Chương – ICMPv6 ( Internet Control Message Protocol Version 6)………………………………………………………………….….27 3.1Các loại ICMPv6 Messages……………………………….… 27 3.2ICMPv6 Header……………………………………………… 30 3.3ICMPv6 Error Messages………………………………….… 32 a Destination Unreachable………………………… …32 b Packet Too Big…………………………………… 34 c Time Exceeded………………………………….… 35 d Parameter Probleam……………………………… 37 3.4ICMPv6 Informational Messages…………………………….38 a Echo Request…………………………………….… 39 b Echo Reply………………………………………… 40 Chương – Cơ chế chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 (6TO4)…….… 41 4.1Tổng quan 6TO4……………………………………….….41 4.2Mục đích 6TO4……………………………………………41 4.3Các phương thức chuyển đổi…………………………………42 a Chồng hai giao thức ( Dual Stack )…………… .42 b Đường hầm IPv6 qua IPv4 (Tunnel)…… 45 c Cơ chế chuyển đổi IPv6 qua IPv4 (6TO4)……….…48 d Môi trường đường hầm (Tunnel Broker)………… 50 e Dịch địa - Dịch giao thức (NAT-PT)………… 52 4.4Kỹ thuật Tunneling 6TO4…………………………….55 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 4.5Các Components 6TO4…………………………… ….55 4.6Các ví dụ 6TO4 Addressing………………………… ……57 Chương – Định tuyến IPv6………………………………… …59 5.1Định tuyến IPv6 GNS3………………………….….…59 5.2Định tuyến IPv6 Window Server 2008……… 67 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 Giới Thiệu Mạng Internet mạng dùng công nghệ IP trở nên quan trọng sống xã hội đại ngày Mạng Internet tạo môi trường hoạt đọng toàn cầu cho tất người tham gia, gần xóa biên giới quốc giâ, thu ngắn khoảng cách địa lý Một vấn đề quan trọng mà kỹ thuật mạng giới phải giải phát triển với tốc độ nhanh mạng Internet toàn cầu, phát triển với tích hợp dịch vụ, triển khai dịch vụ mới, kết nối nhiều tài nguyên dùng chung Việc sử dụng hệ thống địa cho mạng Internet IPv4 không đáp ứng phát triển khai ứng dụng phương thức đánh giá địa nhằm khắc phục hạn chế yêu cầu tất yếu cần làm Mạng Internet Việt Nam đặt yêu cầu tương tự Nhưng với hệ thống sợ hạ tầng tại, thiết bị dịch vụ khai thác sử dụng hệ thống địa IPv4 Các thiết bị phần mềm chưa hổ trợ nhiều chưa tương thích chưa sẵn sàng với việc sử dụng tới việc sử dụng IPv6 (Internet Protocol version 6) Để bắt kịp với phát triển mạng Internet, tương lai mạng Internet Việt Nam phải hổ trợ IPv6 Vấn đề triển khai sử dụng IPv6 thay đổi có quy mô rộng lớn Vì cần có chuẩn bị kỹ lưỡng trước khia thực để giảm chi phí , tận dụng sở hạ tầng có Trước tiên, Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy Hoàng Đình Hạnh tận tình giúp đỡ Nhóm em chân thành cảm ơn cán giáo viên, kỹ thuật viên bạn lớp giúp đỡ trình học tập Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 Chương 1.1 Tổng quan địa IPv4 IPv6 Đặc điểm hạn chế IPv4 a Đặc điểm - Giao thức Internet phiên 4( viết tắt IPv4 – Internet Protocol version 4) phiên thứ tư trình phát triển giao thức Internet(IP) Đây phiên sử dụng rộng rãi IPv4 IPv6 nồng cốt giao tiếp Internet - IPv4 sử dụng 32 bit để đánh địa chia thành Octet, theo số địa tối đa dùng (232) tương đương 4.294.967.296 địa - Tuy nhiên, số sử dụng cho mục đích khác như: cấp cho mạng cá nhân (xấp xỉ 18 triệu địa chỉ), sử dụng làm địa quảng bá (xấp xỉ 16 triệu), nên số lượng địa thực tế sử dụng cho mạng Internet công cộng bị giảm xuống - Với phát triển không ngừng mạng Internet, nguy thiếu hụt địa dự báo, nhiên, nhờ công nghệ NAT (Network Address Translation - Chuyển dịch địa mạng) tạo nên hai vùng mạng riêng biệt: Mạng riêng Mạng công cộng, địa mạng sử dụng mạng riêng dùng lại mạng công công mà không bị xung đột, qua trì hoãn vấn đề thiếu hụt địa b Hạn chế - IPv4 có cấu trúc địa NetID HostID phân nhóm vào lớp(A,B,C,D,E).Trong lớp A,B,C chứa địa IP dùng để cấu hình cho host mạng Internet , Sự sử dụng ô địa không hiệu Ví dụ có tổ chức cấp cho địa lớp A 16 triệu địa từ ô địa phân phối cho tổ chức sử dụng, lớp C mặt Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 khác có 256 địa phân phối cho tổ chức, số đủ, Cũng nhiều triệu địa bị lãng phí nhóm D E - Phương thức phân địa dùng hết địa IPv4, sớm không địa cung cấp cho hệ thống muốn kết nối Internet trở nên khó khăn Internet phải thích nghi với chuyển giao audio video thời gian thực Loại chuyển giao yêu cầu sách lược trì hoãn đặt trước tài nguyên không cung cấp thiết kế Internet phải thích nghi với mã hóa chứng nhận liệu cho số ứng dụng Không mã hóa chứng nhận cung cấp IPv4 - Để khắc phục thiếu sót trên, IPv6 biết đến IPng (Internet working Protocol, next generation), đề xướng chuẩn giao tiếp Internet 1.2 Tổng quan địa IPv6 - IPv6, viết tắt tiếng Anh: "Internet Protocol version 6", "Giao thức liên mạng hệ 6", phiên giao thức liên mạng (IP) nhằm mục đích nâng cấp giao thức liên mạng phiên (IPv4) truyền dẫn cho hầu hết lưu lượng truy cập Internet hết địa - IPv6 thiết kế với tham vọng mục tiêu sau : Không gian địa lớn dễ dàng quản lí không gian địa Khôi phục lại nguyên lí kết nối đầu-cuối Internet loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT Quản trị TCP/IP dễ dàng hơn: DHCP sử dụng IPv4 nhằm giảm cấu hình thủ công TCP/IP cho host IPv6 thiết kế với khả tự động Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 cấu hình mà không cần sử dụng máy chủ DHCP, hỗ trợ việc giảm cấu hình thủ công Cấu trúc định tuyến tốt hơn: Định tuyến IPv6 thiết kế hoàn toàn phân cấp Hỗ trợ tốt Multicast: Multicast tùy chọn địa IPv4, nhiên khả hỗ trợ tính phổ dụng chưa cao Hỗ trợ bảo mật tốt hơn: IPv4 thiết kế thời điểm có mạng nhỏ, biết rõ kết nối với Do bảo mật chưa phải vấn đề quan tâm Song nay, bảo mật mạng Internet trở thành vấn đề lớn, mối quan tâm hàng đầu Hỗ trợ tốt cho thiết bị di động: Thời điểm IPv4 thiết kế, chưa tồn khái niệm thiết bị IP động Trong hệ mạng mới, dạng thiết bị ngày phát triển, đòi hỏi cấu trúc giao thức Internet có hỗ trợ tốt - Không gian địa lớn : IPv6 sử dụng 128 bit để đánh dấu địa có lớn đến 2128 khoảng 3,4.10^38 địa Với không gian địa lớn cho phép phân chia địa thành nhiều mức khác từ mạng trục, mạng trung gian đến địa cho mạng riêng tổ chức - Kết cấu địa định tuyến phân cấp có hiệu quả: Địa global IPv6 sử dụng mạng Internet thiết kế để tạo sở định tuyến phân cấp, hiệu có khả tổng hợp lại dựa phân cấp thành nhiều mức nhà cung cấp dịch vụ Như bảng định tuyến router mạng trục nhỏ nhiều bảng định tuyến router ISP - Tự động cấu hình địa : Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 IPv6 cung cấp khả cấu hình tự động dùng DHCP Đồng thời đưa khả tự động cấu hình địa DHCP server Trong mạng host tự động cấu hình địa cách sử dụng IPv6 prefix nhận router - An ninh thông tin : Các chế bảo mật tăng cường, có phần tiêu đề dành cho bảo mật tương ứng với hai kỹ thuật bảo mật Ipec là: AH ESP Giao thức Ipv6 hỗ trợ toàn tính IPsec cho phép thuật toán mã hóa, chứng thực tính toàn vẹn liệu Đây tiêu chuẩn cho an ninh mạng đồng thời mở rộng khả làm việc với loại sản phẩm 1.3 Cấu trúc tiêu đề IPv4 (IPv4 Header) Các gói IP bao gồm liệu từ lớp bên đưa xuống thêm IP Header Cấu trúc IP Header Version hình sau: Theo cấu trúc trên: Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 85 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 86 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 Sau cấu hình DHCP IPv6 : 87 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 88 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 89 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 90 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 91 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 92 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 93 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 94 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 95 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 96 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 97 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 KẾT LUẬN Nội dung đồ án trình bày tầm quan trọng phiên IPv6 so với phiên cũ IPv4, cấu trúc gói tin IPv6, loại địa IPv6, phân tích ưu việt Ipv6 tính bảo mật, khả tự cấu hình địa chỉ…., xây dựng phương pháp để chuyển đổi từ hạ tầng IPv4 sang IPv6, đảm bảo khả hoạt động liên tục không ảnh hưởng tới trình chuyển đổi sử dụng IPv6 tương lai gần Đề tài nêu vấn đề quan trọng mạng internet vấn đề định tuyến việc định tuyến Ipv6 có số điểm khác biệt so với Ipv4, giao thức định tuyến nâng cấp lên phiên Nhưng dựa vào Ipv4 với giao thức sử dụng rộng rãi: RIP, OSPF… Trên sở lý thuyết phần cuối, đồ án đưa số mô hình thử nghiệm cách sử dụng, cấu hình dạng địa số hệ điều hành phổ biến, mô hình thực với giao dịch định tuyến RIPv6, OSPFv3 Hướng nghiên cứu đồ án tìm hiểu xây dựng khai thác ứng dụng môi trường Ipv6 Ví dịch vụ mạng bản: dịch vụ Web, dịch vụ DNS, dịch vụ truyền file FTP… 98 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến IPv6 Tài liệu tham khảo http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-hoat-dong-cua-ipv6-va-cac-thu-tuc-co-ban55092/ http://wikipedia.com/ipv6 https://www.youtube.com/watch?v=f7wBi6sNe_4 99 [...]... theo nhà cung cấp Theo cấu trúc bằng phân bố địa chỉ ở trên, một trong số những loại địa chỉ IPv6 quan trọng nhất là đang địa chỉ Global Unicast Dạng địa chỉ này cho phép định danh một giao diện trên mạng Internet (mạng IPv6) có tính duy nhất trên toàn 18 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 cầu Ý nghĩa loại địa chỉ này giống như địa chỉ IPv4 định danh một host trong mạng Internet hiện nay Không... Ethernet II là từ 46 tới 1500 byte 16 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 Hình 2: Cấu trúc khung truyền dẫn Ipv6 trong mạng Ethernet II 2.2 Phân Bổ Địa Chỉ IPv6 Tương tự như IPv4 không gian địa chỉ IPv6 cũng được phân chia dựa theo giá trị của các bít đầu hay còn gọi là phương thức định dạng theo tiền tố FP (Format Prefix) Hiện tại không gian địa chỉ IPv6 được định dạng theo tiền tố như bảng sau... bằng dấu chấm 1.6 Tiêu đề mở rộng IPv6 (IPv6 Extension Headers) 14 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 Trong IPv6, những Option được cấu trúc thành những Header riêng biệt và được chèn vào giữa IPv6 Header và Upper-layer Header Những Extention Header này được nhận dạng bởi giá trị trong trường Next-Header của Header đứng trước nó Một gói tin IPv6 bắt buộc có một IPv6 Header, có thể có hoặc không... Header - Fragment Header 15 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 - Authentication Header (Ghi chú 2) Encapsulating Security Payload Header (Ghi chú 2) Destination Options Header (Ghi chú 3)., Upper-layer Header Chương 2 2.1 Cấu trúc địa chỉ IPv6 Cấu trúc gói tin IPv6 Giao thức IPv6 được đưa ra nhằm thay thế giao thức IPv4 hiện nay do đó nó gần như chỉ liên quan tới các lớp trên trong mô hình OSI... IPv4 và IPv6 Bảng so sánh sự khác nhau giữa IPv4 và IPv6 Khái Niệm Địa Chỉ Ipv4 Địa chỉ Ipv6 Các lớp địa chỉ trên Các lớp A, B, C, D, E Không tồn tại trong Ipv6 Dải địa chỉ multicast 224.0.0.0/24 FF00::/8 Địa chỉ boardcast Là địa chỉ cao nhất Không tồn tại trong Ipv6 internet 13 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 thuộc một phân mạng Địa chỉ không xác 0.0.0.0 :: Địa chỉ loopback 127.0.0.1 ::... là bội số của 32 bit 1.4 Cấu trúc tiêu đề của IPv6 (IPv6 Header) Cấu trúc của IP Header Version 6 (tiêu đề gói tin IPv6) bao gồm vài trường có chức năng giống như IP Header Version 4 (nhưng tên các trường đã thay đổi) kết hợp thêm trường mới Trường mới thể hiện được hiệu quả hoạt động của IPv6 hơn so với IPv4 11 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 Theo hình, các trường đã xóa bỏ trong hình... Anycast) 24 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 4 Các Dạng Địa Chỉ Khác - Các địa chỉ đặc biệt trong IPv6 gồm: 0:0:0:0:0:0:0:0 :Địa chỉ không xác định (Unspecified address) 0:0:0:0:0:0:0:1 :Địa chỉ loopback(tương đương IPv4 127.0.0.1) - IPv4-Compateble Address(IPv4CA): Định dạng: 0:0:0:0:0:0:w:x:y:z Trong đó w,x,y,z là các địa chỉ IPv4 IPV4CA là địa chỉ tương thích của một IPv4 /IPv6 Node.Khi... máy chủ nguồn Lỗi này có thể chỉ ra một vòng lặp định tuyến hoặc thực tế là giới hạn hop ban đầu của người gửi là quá thấp Nó cũng có thể cho bạn biết rằng ai đó sử dụng các tiện ích traceroute, được mô tả sau trong chương này cho thấy định dạng của Time Exceeded nhắn 34 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 Các trường Type mang giá trị 3, xác định Time Exceeded nhắn Các lĩnh vực luật có thể... dụng trong phạm vi một tổ chức với một số site, tuy nhiên định nghĩa không rõ ràng Phạm vi node local chỉ có tính ứng dụng trong phạm vi một node Dạng phạm vi địa chỉ này được định nghĩa vì không như địa chỉ IPV4, một node IPV6 có thể được gắn rất nhiều địa chỉ Dạng thức của địa chỉ multicast như sau: 23 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 Cấu trúc địa chỉ Multicast 8bit đầu tiên của địa... sẽ bị loại Đây là giải pháp nhằm ngăn chặn tình trạng lặp vòng vô hạn của gói tin trên mạng 10 Đồ Án Chuyên Ngành : Định tuyến trên nền IPv6 Protocol (8 bit): Chỉ ra giao thức nào của tầng trên (tầng Transport) sẽ nhận phần data sau khi công đoạn xử lí IP diagram ở tầng Network hoàn tất hoặc chỉ ra giao thức nào của tầng trên gởi segment xuống cho tầng Network đóng gói thành IP Diagram, mỗi giao thức