Giới thiệu IP Version 6 (Ipv6)

IPv6 là phiên bản nâng cấp của IPv4. Được cải tiến và thiết kế để khắc phục những hạn chế trong thiết kế của phiên bản trước (IPv4)

Hi n t i, chúng ta đang s d ng IP Version4 v i 32 bit và có th nh n đ c 4 tệ ạ ử ụ ớ ể ậ ượ ỷ IP. Trong th c t , ta không th dùng t t c đ c 4 t IP này b i vì trongự ế ể ấ ả ượ ỷ ở t ng lai, sươ ự phát tri n c a Internet khá m nh. Vì th , m t ngày nào đó, s IPể ủ ạ ế ộ ố s c n ki t. Đ gi i quy t v n đ này, ng i ta đ a ra m t chu n m i choẽ ạ ệ ể ả ế ấ ề ườ ư ộ ẩ ớ ph ng th c giao truy n là ươ ứ ề IP Version 6 (Ipv6)IPv6 là phiên b n nâng c p c a IPv4. Đ c c i ti n và thi t k đ kh c ph cả ấ ủ ượ ả ế ế ế ể ắ ụ nh ng h n ch trong thi t k c a phiên b n tr c (IPv4)ữ ạ ế ế ế ủ ả ướI. Nh ng h n ch c a IPv4: ữ ạ ế ủ- Giao th c t ng m ng trong b giao th c TCP/IP hi n t i đang là IPv4 (Internet-ứ ầ ạ ộ ứ ệ ạ working protocol verision 4). IPv4 cung c p truy n thông host-to-host gi a nh ngấ ề ữ ữ h th ng trên Internet. M c dù IPv4 đ c thi t k khá t t, s thông đ i thông tinệ ố ặ ượ ế ế ố ự ạ đã ti n tri n t lúc kh i đ u IPv4 vào nh ng năm 1970, nh ng IPv4 có nh ng sế ể ừ ở ầ ữ ư ữ ự thi u h t khi n cho nó không đ ng b cho s phát tri n nhanh c a Internet, g mế ụ ế ồ ộ ự ể ủ ồ nh ng th sau:ữ ứ+ IPv4 có 2 level c u trúc đ a ch (netid và hostid) phân nhóm vào 5 l p (A, B, C,ấ ị ỉ ớ D và E). S s d ng nh ng ô đ a ch là không hi u qu .ự ử ụ ữ ị ỉ ệ ảVí d nh khi cú m t t ch c đ c c p cho 1 đ a ch l p A, 16 tri u đ aụ ư ộ ổ ứ ượ ấ ị ỉ ớ ệ ị ch t ô đ a ch đ c phân ph i duy nh t cho t ch c s d ng. N u 1 t ch cỉ ừ ị ỉ ượ ố ấ ổ ứ ử ụ ế ổ ứ đ c c p cho 1 đ a ch l p C, m t khác ch có 256 đ a ch đ c phân ph i cho tượ ấ ị ỉ ớ ặ ỉ ị ỉ ượ ố ổ ch c, đây không ph i là m t s đ . Cũng v y, nhi u tri u đ a ch b lãng phíứ ả ộ ố ủ ậ ề ệ ị ỉ ị trong nhóm D và E. Ph ng th c phân đ a ch này đã dùng h t nh ng ô đ a chươ ứ ị ỉ ế ữ ị ỉ c a IPv4, và mau chóng s không còn đ a ch nào còn đ c p cho b t kỳ m t hủ ẽ ị ỉ ể ấ ấ ộ ệ th ng m i nào mu n k t n i vào Internet. M c dù sách l c subnet và supernetố ớ ố ế ố ặ ượ đã gi m b t nh ng v n đ v đ a ch , nh ng subnet và suprnet đã làm choả ớ ữ ấ ề ề ị ỉ ư đ ng truy n tr lên khó khăn h n.ườ ề ở ơ+ Internet ph i thích nghi đ c v i s chuy n giao audio và video th i gian th c.ả ượ ớ ự ể ờ ự Lo i chuy n giao này yêu c u nh ng sách l c trì hoãn ít nh t và s đ t tr cạ ể ầ ữ ượ ấ ự ặ ướ c a tài nguyên không đ c cung c p trong thi t k .ủ ượ ấ ế ế+ Internet ph i thích nghi đ c v i s mã hoá và s ch ng nh n c a d li u choả ượ ớ ự ự ứ ậ ủ ữ ệ m t s ng d ng. Không m t s mã hoá và s ch ng nh n nào đ c cung c pộ ố ứ ụ ộ ự ự ứ ậ ượ ấ trong IPv4.- Đ kh c ph c thi u sót trên IPv6 đ c bi t đ n nh là IPng (Internet workingể ắ ụ ế ượ ế ế ư Protocol, next generation), đ c đ x ng và nay là m t chu n.ượ ề ướ ộ ẩII. Đ c đi m và l i ích IPv6:ặ ể ợ1. Đ c Đi mặ ể - Trong IPv6 giao th c Internet đ c c i ti n m t cách r ng l n đ thích nghiứ ượ ả ế ộ ộ ớ ể đ c s phát tri n không bi t tr c đ c c a Internet. Đ nh d ng và đ dài c aượ ự ể ế ướ ượ ủ ị ạ ộ ủ nh ng đ a ch IP cũng đ c thay đ i v i nh ng gói đ nh d ng. Nh ng giao th cữ ị ỉ ượ ổ ớ ữ ị ạ ữ ứ liên quan, nh ICMP cũng đ c c i ti n. Nh ng giao th c khác trong t ng m ngư ựơ ả ế ữ ứ ầ ạ nh ARP, RARP, IGMP đã ho c b xoá ho c có trong giao th c ICMPv6. Nh ngư ặ ị ặ ứ ữ giao th c tìm đ ng nh RIP, OSPF cũng đ c c i ti n kh năng thích nghi v iứ ườ ư ượ ả ế ả ớ nh ng thay đ i này. Nh ng chuyên gia truy n thông d đoán là IPv6 và nh ngữ ổ ữ ề ự ữ giao th c liên quan v i nó s nhanh chóng thay th phiên b n IP hi n th i.ứ ớ ẽ ế ả ệ ờTh h m i c a IP hay IPv6 có nh ng u đi m nh sau: ế ệ ớ ủ ữ ư ể ư1.1 Không gian đ a ch l nị ỉ ớ :IPv6 có chi u dài 128 bít, g p 4 l n chi u dài bít c a đ a ch IPv4 nên đó mề ấ ầ ề ủ ị ỉ ở r ng không gian đ a ch t kho ng h n 4 t đ a ch (4 x 109) lên t i m t con sộ ị ỉ ừ ả ơ ỷ ị ỉ ớ ộ ố kh ng l là 2128 = 3,4 x 1038 đ a ch . M t s nhà phân tích tính toán và k t lu nổ ồ ị ỉ ộ ố ế ậ r ng, cho dù s d ng nh th nào, chúng ta cũng không th dùng h t đ a chằ ử ụ ư ế ể ế ị ỉ IPv6.1.2 Đ a ch phân c p, h t ng đ nh tuy n hi u quị ỉ ấ ạ ầ ị ế ệ ả: - Các đ a ch toàn c c c a Ipv6 đ c thi t k đ t o ra m t h t ng đ nh tuy nị ỉ ụ ủ ượ ế ế ể ạ ộ ạ ầ ị ế hi u qu , phân c p và có th t ng quát hoá d a trên s phân c p th ng th yệ ả ấ ể ổ ự ự ấ ườ ấ c a các nhà cung c p d ch v Internet (ISP) trên th c t . Trên m ng Internet d aủ ấ ị ụ ự ế ạ ự trên IPv6, các router m ng x ng s ng (backbone) có s m c trong b ng đ nhạ ươ ố ố ụ ả ị tuy n nh h n r t nhi u.ế ỏ ơ ấ ề1.3 Khuôn d ng header đ n gi n hoáạ ơ ả :Ph n header c a IPv6 đã đ c đ n gi n hóa đ tăng t c đ x lý và tăng hi uầ ủ ượ ơ ả ể ố ộ ử ệ qu cho router. Các c i ti n bao g m:ả ả ế ồ- Có ít vùng h n trong header.ơ- Các vùng bao g m 64bits.ồ- Không còn ph n ki m tra l i checksum.ầ ể ỗ1.4 T c u hình đ a chự ấ ị ỉ:- Đ đ n gi n cho vi c c u hình các tr m, IPv6 h tr c vi c t c u hình đ aể ơ ả ệ ấ ạ ỗ ợ ả ệ ự ấ ị ch stateful nh kh năng c u hình server DHCP và t c u hình đ a ch statelessỉ ư ả ấ ự ấ ị ỉ (không có server DHCP). V i t c u hình đ a ch d ng stateless, các tr m trongớ ự ấ ị ỉ ạ ạ liên k t t đ ng c u hình chúng v i đ a ch IPv6 c a liên k t (đ a ch c c b liênế ự ộ ấ ớ ị ỉ ủ ế ị ỉ ụ ộ k t) và v i đ a ch rút ra t ti n t đ c qu ng bá b i router c c b . Th m tríế ớ ị ỉ ừ ề ổ ượ ả ở ụ ộ ậ n u không có router, các tr m trên cùng m t liên k t có th t c u hình chúngế ạ ộ ế ể ự ấ v i các đ a ch c c b liên k t và giao ti p v i nhau mà không ph i thi t l p c uớ ị ỉ ụ ộ ế ế ớ ả ế ậ ấ hình th công.ủ1.5 Kh năng xác th c và b o m t an ninhả ự ả ậ :- Tích h p s n trong thi t k IPv6 giúp tri n khai d dàng đ m b o s t ng tácợ ẵ ế ế ể ễ ả ả ự ươ l n nhau gi a các nút m ng.ẫ ữ ạ- Theo thi t k , IPv4 không h tr tính năng b o m t t i t ng IP. Do v y, r tế ế ỗ ợ ả ậ ạ ầ ậ ấ khó th c hi n b o m t k t n i t thi t b g i đ n thi t b nh n. Hình th c b oự ệ ả ậ ế ố ừ ế ị ử ế ế ị ậ ứ ả m t ph bi n trong m ng IPv4 là b o m t k t n i gi a hai m ng.ậ ổ ế ạ ả ậ ế ố ữ ạ- Đ a ch IPv6 đ c thi t k đ h tr b o m t t i t ng IP nên có th d dàngị ỉ ượ ế ế ể ỗ ợ ả ậ ạ ầ ể ễ th c hi n b o m t t thi t b g i đ n thi t b nh n (đ u cu i – đ u cu i)ự ệ ả ậ ừ ế ị ử ế ế ị ậ ầ ố ầ ố1.6 H tr t t h n v ch t l ng d ch v QoSỗ ợ ố ơ ề ấ ượ ị ụ :- L u thông trên m ng đ c phân thành các lu ng cho phép s lý m c u tiênư ạ ượ ồ ử ứ ư khác nhau t i các router.ạ- Nh ng c i ti n trong thi t k c a IPv6 nh : không phân m nh, đ nh tuy nữ ả ế ế ế ủ ư ả ị ế phân c p, gói tin IPv6 đ c thi t k v i m c đích x lý th t hi u qu t i thi tấ ượ ế ế ớ ụ ử ậ ệ ả ạ ế b đ nh tuy n t o ra kh năng h tr t t h n cho ch t l ng d ch v QoS.ị ị ế ạ ả ỗ ợ ố ơ ấ ượ ị ụ(Ch t l ng d ch v (QoS) là m t thu t ng dùng đ ch ch t l ng c a m t hấ ượ ị ụ ộ ậ ữ ể ỉ ấ ượ ủ ộ ệ th ng truy n thông hay m t k t n i truy n thông trong m ng vi n thông.)ố ề ộ ế ố ề ạ ễ1.7 D dàng th c hi n multicast và h tr t t h n cho di đ ngễ ự ệ ỗ ợ ố ơ ộ :- D dàng th c hi n multicast là m t u đi m đ c nh c đ n r t nhi u c a đ aễ ự ệ ộ ư ể ượ ắ ế ấ ề ủ ị ch IPv6. S d ng đ a ch IPv6, các ng d ng nh IPTV, video conference,ỉ ử ụ ị ỉ ứ ụ ư multimedia s d dàng tri n khai v i công ngh multicast. Th c t th nghi mẽ ễ ể ớ ệ ự ế ử ệ t i nhi u n c cũng cho th y đi u này.ạ ề ướ ấ ề- Đ a ch IPv6 cũng h tr t t h n cho các m ng di đ ng. Do v y, IPv6 đ cị ỉ ỗ ợ ố ơ ạ ộ ậ ượ ng d ng trong các m ng di đ ng m i, nh th h 3G.ứ ụ ạ ộ ớ ư ế ệ- Đ a ch IPv6 đ c thi t k v i tính c đ ng đ c tích h p vào trong Mobile IP.ị ỉ ượ ế ế ớ ơ ộ ượ ợ Mobile IP cho phép các h th ng đ u cu i thay đ i v trí mà không m t các k tệ ố ầ ố ổ ị ấ ế n i. Đ c đi m này r t c n thi t cho nh ng s n ph m wireless ch ng h n nhố ặ ể ấ ầ ế ữ ả ẩ ẳ ạ ư IP phone và các h th ng GPS trong xe h i. Đ nh d ng ph n header cho phép cácệ ố ơ ị ạ ầ thi t b đ u cu i thay đ I đ a ch IP b ng cách dùng m t đ a ch g c nh làế ị ầ ố ổ ị ỉ ằ ộ ị ỉ ố ư ngu n c a gói tin. Đ a ch g c này là n đinh, cho phép các đ a ch duy trì tính cồ ủ ị ỉ ố ổ ị ỉ ơ đ ng.ộ1.7 Kh năng m r ngả ở ộ : - Thi t k c a IPv6 có d phòng cho s phát tri n trong t ng lai đ ng th i dế ế ủ ự ự ể ươ ồ ờ ễ dàng m r ng khi có nhu c u.ở ộ ầ2. L i íchợ- Lợi ích mà IPv6 mang đ n chính là m c đ b o m t cao h n.ế ứ ộ ả ậ ơ IPv4 đ c thi tượ ế k cho th i đ i mà s ng i dùng Internet còn nh . IPv6 đ c thi t k cho th iế ờ ạ ố ườ ỏ ượ ế ế ờ đ i l n h n, mang năng l c làm vi c t t h n, kh năng nh n di n t t cũng nhạ ớ ơ ự ệ ố ơ ả ậ ệ ố ư các thi t l p router an toàn h n. Nó s khi n các b n t i ph m s d ng đ a chế ậ ơ ẽ ế ọ ộ ạ ử ụ ị ỉ IP gi m o t n công ng i dùng khó khăn h n.ả ạ ấ ườ ơ- S k t h p c a IPv6 v i router tích h p t ng l a s cung c p kh năng b oự ế ợ ủ ớ ợ ườ ử ẽ ấ ả ả v ch ng l i các cu c t n công l n, đ n gi n và đáng tin c y h n, các k t n iệ ố ạ ộ ấ ớ ơ ả ậ ơ ế ố an toàn cho máy tính kinh doanh và tài chính, các d li u này c m trong máy chữ ệ ả ủ và t i các c quan.ạ ơ- Ngoài ra, IPv6 s cho phép b o m t và hi u su t l n h n cho các ng d ngẽ ả ậ ệ ấ ớ ơ ứ ụ kinh doanh quan tr ng, ch ng h n nh vi c t đ ng hoá và duy trì m i quan họ ẳ ạ ư ệ ự ộ ố ệ thanh toán c a khách hàng và nhà cung c p.ủ ấ- Vi c ki m soát l n h n v i IPv6 trong các thông tin đ c đ nh tuy n gi a cácệ ể ớ ơ ớ ượ ị ế ữ máy tính có th giúp doanh nghi p nh và các ISP c a h có th phát tri n hi uể ệ ỏ ủ ọ ể ể ệ su t m ng và đ tin c y t t h n n a.ấ ạ ộ ậ ố ơ ữ- H n n a, IPv6 s cho phép ki m soát t t h n v cách th c làm vi c đa ph ngơ ữ ẽ ể ố ơ ề ứ ệ ươ ti n, các ng d ng quan tr ng th c hi n trong m ng, cho phép th c hi n cácệ ứ ụ ọ ự ệ ạ ự ệ giao di n nhanh h n trên các m ng riêng o (VPN). IPv6 có th tăng VoIP hayệ ơ ạ ả ể các d ch v truy n thông h p nh t b i nó c i thi n ch t l ng d ch v (QoS),ị ụ ề ợ ấ ở ả ệ ấ ượ ị ụ cho phép m t s lo i k t n i m ng, tránh gián đo n khi s d ng m ng n ngộ ố ạ ế ố ạ ạ ử ụ ạ ặ nh đ c u tiên. Ch ng h n khi th c hi n cu c h i tho i VoIP ho c videoờ ượ ư ẳ ạ ự ệ ộ ộ ạ ặ Webcast trên m ng, b n s nh n đ c nh ng u tiên trong vi c truy n t i n iạ ạ ẽ ậ ượ ữ ư ệ ề ả ộ dung.III. C u trúc đ a ch IPv6:ấ ị ỉ- M t đ a ch g m có 16 bytes, đó là 128 bít đ dài. Ki u ký hi u d u 2 ch mộ ị ỉ ồ ộ ể ệ ấ ấ trong h đ m 16 ( Hexadecimal Colon Notation):ệ ế- Đ làm cho nh ng đ a ch tr nên có th đ c đ c nhi u h n, IPv6 trình b y rõể ữ ị ỉ ở ể ọ ượ ề ơ ầ trong ki u ký hi u d u 2 ch m trong h đ m 16. Trong ki u ký hi u này, 128ể ệ ấ ấ ệ ế ể ệ bít đ c chia thàng 8 ph n, m i ph n r ng 2 byte. 2 byte trong ki u ký hi hượ ầ ỗ ầ ộ ể ệ ệ đ m 16 yêu c u 4 ch s trong h đ m 16 này. Vì th cho nên đ a ch g m cóế ầ ữ ố ệ ế ế ị ỉ ồ 32ch s trong h đ m 16 v i m i 4 ch s m t l i có m t d u : ữ ố ệ ế ớ ỗ ữ ố ộ ạ ộ ấ 128 bít= 16 bytes= 32ch s trong h đ m 16ữ ố ệ ế FDEC : : 7654 3210 ADBF 2922 FFFFHình 1: Đ a ch IP phiên b n 6 ( IPv6 Address)ị ỉ ả- S rút g n: ự ọ+ M c dù là đ a ch IP ngay c khi trong đ nh d nh h s đ m 16, v n r t dài,ặ ị ỉ ả ở ị ạ ệ ố ế ẫ ấ nhi u ch s 0 trong m t đ a ch . ề ữ ố ộ ị ỉ Thí d : 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A ụDo đó c ch nén đ a ch đ c dùng đ bi u di n d dàng h n các lo i đ a chơ ế ị ỉ ượ ể ể ễ ễ ơ ạ ị ỉ d ng này. Ta không c n vi t các s 0 đ u các nhóm, nh ng nh ng s 0 bênạ ầ ế ố ở ầ ư ữ ố trong thì không th xoá.ểCh a rút g nư ọ1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417AĐã rút g nọ1080: 0: 0: 0: 8: 800:200C:417AHình 2 : S rút g n đ a ch (Abbreviated Address)ự ọ ị ỉ- H n n a ta có th s d ng ký hi u :: đ ch m t chu i các s 0. Tuy nhiên kýơ ữ ể ử ụ ệ ể ỉ ộ ỗ ố hi u trên ch đ c s d ng m t l n trong m t đ a ch . Đ a ch IP có đ dài cệ ỉ ượ ử ụ ộ ầ ộ ị ỉ ị ỉ ộ ố đ nh, ta có th tính đ c s các bit 0 mà ký hi u đó bi u di n. Ta có th áp d ngị ể ượ ố ệ ể ễ ể ụ đ u hay cu i đ a ch . Cách vi t này đ c bi t có l i khi bi u di n các đ a chở ầ ở ố ị ỉ ế ặ ệ ợ ể ễ ị ỉ multicast, loopback hay các đi ch ch a ch đ nh.ạ ỉ ư ỉ ị 111111101111101100………………………… 111111111111 Ch a rút g nư ọ1080: 0: 0: 0: 8: 800:200C:417AĐã rút g nọ1080::8:800:200C:417AHình 3: S rút g n đ a ch có s 0 liên ti p (Abbreviated Address withự ọ ị ỉ ố ế consecutive zeros)- Vi c khôi ph c l i s rút g n đ a ch là r t đ n gi n: thêm s 0 vào cho đ nệ ụ ạ ự ọ ị ỉ ấ ơ ả ố ế khi nh n đ c đ a ch nguyên b n (4 ch s trong 1 ph n , 32 ch s trong m tậ ượ ị ỉ ả ữ ố ầ ữ ố ộ đ a ch )ị ỉ- IPv6 cho phép gi m l n đ a ch và đ c bi u di n theo ký pháp CIDR. ả ớ ị ỉ ượ ể ễVí d : Bi u di n m ng con có đ dài ti n t 80 bít:ụ ể ễ ạ ộ ề ố1080:0:0:0:8::/80Hình 4 : Đ a ch CIDR ( CIDR Address)ị ỉ . ườ ư ộ ẩ ớ ph ng th c giao truy n là ươ ứ ề IP Version 6 (Ipv6)IPv6 là phiên b n nâng c p c a IPv4. Đ c c i ti n và thi t k đ kh c ph cả ấ ủ ượ ả ế. đoán là IPv6 và nh ngữ ổ ữ ề ự ữ giao th c liên quan v i nó s nhanh chóng thay th phiên b n IP hi n th i.ứ ớ ẽ ế ả ệ ờTh h m i c a IP hay IPv6 có nh