Nghiên cứu và mô phỏng kỹ thuật định tuyến trong mạng IPV6

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG - LÊ TUẤN HƢNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG IPV6 Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2012 Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 MỤC LỤC MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ LỜI CẢM ƠN 10 CHƢƠNG I HIỆN TRẠNG VÀ CÁCH THIẾT LẬP BÀI TOÁN 11 1.1 Hiện trạng không gian địa IP 11 1.2 Tổng quan IPv6 12 1.2.1 Không gian địa IPv6 .12 1.2.2 Ƣu điểm IPv6 so với IPv4 13 1.2.3 Cách viết địa IPv6 14 1.2.4 Đặc điểm dạng địa IPv6 16 1.2.6 Anycast Address 20 1.3 Thiết lập toán .21 1.3.1 Tình hình triển khai IPv6 toàn cầu 22 1.3.2 Tình hình triển khai IPv6 Việt Nam 23 1.4 KẾT LUẬN 24 CHƢƠNG II IPv6 VÀ VẤN ĐỀ CHUYỂN ĐỔI IPv6 SANG IPv4 25 2.1 Cấu trúc đặc điểm địa IPv6 25 2.1.1 Tìm kiếm hàng xóm (Neighbor Discovery-ND) 25 2.1.2 Tự động cấu hình địa .26 2.1.3 Tự động cấu hình địa có trạng thái 27 2.1.4 Tự động cấu hình địa không trạng thái .27 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 2.2 Cấu trúc gói tin IPv6 30 2.2.1 IPv6 header 30 2.2.2 Cấu trúc Header chung 30 2.2.3 Các trƣờng IPv6 header 31 2.3 Vấn đề định tuyến kỷ thuật chuyển đổi Tunel IPv6 .34 2.3.1 Kỹ thuật chuyển đổi tunnel IPv6 .37 2.3.1.1 Tổng quan chế chuyển đổi 37 2.3.1.2 Kỹ thuật Tunneling 39 CHƢƠNG III MÔ PHỎNG CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI TUNNEL TRONG IPv6 .45 3.1 Lựa chọn công cụ (GNS3) 45 3.1.1 Một số phần mềm mô mạng phổ biến .45 3.1.1 Giới thiệu việc mô mạng GNS3 .46 3.2 Quá trình mô 50 3.3 Mô kết nối host IPv6 51 3.3.1 Mô hình chuyển đổi hai mạng IPv4 IPv6 .51 3.3.2 Mô chuyển đổi công cụ GNS3 .53 3.4 Kết luận 61 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 DANH MỤC HÌNH VẼ H ình 1.1 Gói tin gửi tới địa 14 H ình 1.2 Gói tin gửi tới địa Anycast 14 H ình 1.3 Gói tin gửi tới địa Multicast Hình 1.4 Cấu trúc địa Link-local Hình 1.5 Xem địa Link-local máy tính Hình 1.6 Cấu trúc địa Site-local Hình 1.7 Cấu trúc địa Multicast Address Hình 1.8 Cấu trúc địa Anycast Address Hình 1.9 Định dạng chung địa IPv6 Hình 1.10 Ipv6 Việt Nam Hình 2.1 Địa IPv6 Hình 2.2 Địa link-local Hình 2.3 Cấu trúc gói tin IPv6 Hình 2.4 IPv4 herder IPv6 herder 15 15 16 17 17 19 19 21 25 26 28 30 Hinh 2.5 Chi tiết IPv6 Header H ình 2.6 Bảng định tuyến H ình 2.7 mô hình Dual stack 31 34 36 H ình 2.8 công nghệ NAT-PT 37 Hình 2.9 Cơ chế đóng gói thực Tunneling Hình 2.10 Cơ chế mở gói kết thúc Tunneling Hinh 3.1 Mô hình thử nghiệm kết nối hai host Hình 3.2 Mô hình thử nghiệm Ipv6 Tunneling Hình 3.3 Mô phần mềm GNS3 39 40 49 50 51 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Cơ chế phân bổ địa IPv6 10 Bảng 1.2 Ví dụ địa IPv6 Multicast 18 Bảng 1.3 Bảng mô tả loại địa IPv6 Multicast 18 Bảng 2.1 Cấu trúc vùng header IPv4 thực Tunneling Cơ chế mở gói thực Tunneling IPv6-overIPv4 40 Bảng 3.1 So sánh định tính OPNET, QuaINet, OMNeT++ NS- 2,GNS3 43 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AD ARP CIDR DHCP DNS IANA ID IETF IPv4 IPv6 ICMP NAT NBMA ND MAC MTU OSI OSPFv3 RA RS RFC RIPng SVG WAN ISP UDP TTL Administrative Distance Address Resolution Protocol Classless Inter-Domain Routing Dynamic Host Configuration Protocol Domain Name System Internet Assigned Numbers Authority Identifier Internet Engineering Task Force Internet Protocol version Internet Protocol version Internet Control Message Protocol Network Address Translation Non-Broadcast-Muti-Access Neighbor Discovery Media Assess Control Max Tranmission Unit Open Systems Interconnection Open Shortest Path First Version Router Advertisement Router Solicitation Request For Comment Routing Information Protocol next generation Scalable Vector Graphics Wide Area Network Iternet Service Provider User Datagram Protocol Transistor – Transistor Logic Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 ĐẶT VẤN ĐỀ Một vấn đề quan trọng mà kỹ thuật mạng giới giải đối mặt với phát triển với tốc độ nhanh mạng lƣới Internet toàn cầu Sự phát triển với tích hợp dịch vụ, triển khai dịch vụ mới, kết nối nhiều mạng với nhau, nhƣ mạng di động với mạng Internet đặt vấn đề thiếu tài nguyên dùng chung Việc sử dụng hệ thống địa cho mạng Internet IPv4 đáp ứng phát triển mạng Internet toàn cầu, IPv6 đời Hệ thống địa – IPv6 giải đƣợc vấn đề thiếu hụt địa Hệ thống địa IPv6 phát triển IPv4 đƣợc phát triển rộng rãi, mạng lƣới Internet hoàn thiện hoạt động tốt Vì vậy, trình triển khai hệ địa IPv6, hai hệ mạng IPv4 IPv6 tồn thời gian dài Trong trình phát triển, kết nối IPv6 tận dụng sở hạ tầng sẵn có IPv4 Do cần có nghiên cứu trình định tuyến, phục vụ cho việc chuyển đổi từ địa IPv4 sang địa IPv6 đảm bảo không phá vỡ cấu trúc Internet nhƣ làm gián đoạn hoạt động mạng Internet Đề tài “nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6” nhằm mục đích nghiên cứu giao thức định tuyến, chuyển đổi từ IPv6 sang IPv4 dùng công cụ mô mạng để mô đánh giá kỹ thuật định tuyến Chƣơng I Qua nghiên cƣ́u, tìm hiểu biết đƣợc cạn kiệt tài nguyên IPv4, Sự cần thiết IPv6, tình hình triển khai IPv6 Việt Nam giới IPv6 có không gian địa vô lớn so với IPv4, IPv4 dùng 32bit địa IPv6 dùng 128bit Trong tƣơng lai IPv6 không phục vụ cho Internet mà dùng cho tất mạng máy tình, hệ thống viễn thông Có thể sau điều hòa, tủ lanh, Tivi hay công tơ điên… mang địa IPv6 để chủ nhân ta kết nối điều khiển lệnh từ xa Điều quan trọng Tôi thấy đƣợc ƣu nhƣợc điểm IPv6 so với IPv4 để bƣớc triển khai thay dần mạng IPv4 IPv6 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 Chƣơng II Nghiên cƣ́u IPv6, cấu trúc, đặc điểm, trƣờng vấn đề định tuyến Kỷ thuật chuyển đổi Tunneling chế đóng gói tin thực Tunneling, chế mở gói kết thúc tunneling Chƣơng III Tìm hiểu so sánh phần mềm giả lập, ƣu nhƣợc điểm GNS3 phần mềm đƣợc chọn để mô phỏng, mô việc kết nối hai host trực tiếp với địa IPv6 thông qua router Và kỷ thuật Tunneling đƣợc thể rõ trƣơng trình mô Công ty sử dụng IPv6 tài nguyên IPv4 Thái Nguyên, ngày 15 tháng 09 năm 2012 Học viên: Lê Tuấn Hƣng Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B 10 Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chƣơng trình cao học viết luận văn này, nhận đƣợc hƣớng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình quý thầy cô trƣờng Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại Học Thái Nguyên Trƣớc hết, xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trƣờng Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại Học Thái Nguyên, Đặc biệt thầy cô tận tình dạy bảo cho suốt thời gian học tập trƣờng Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Lê Quang Minh, Thầy dành nhiều thời gian tâm huyết hƣớng dẫn nghiên cứu giúp hoàn thành luận văn tốt nghiệp Nhân đây, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Công nghệ thông tin truyền thông- Đại Học Thái Nguyên tạo nhiều điều kiện để học tập hoàn thành tốt khóa học Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc đóng góp quí báu quý thầy cô bạn Lời cảm ơn sau xin dành cho gia đình ngƣời bạn hết lòng quan tâm tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này! Tôi xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên Tháng năm 2012 Học Viên : Lê Tuấn Hƣng Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... động mạng Internet Đề tài nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 nhằm mục đích nghiên cứu giao thức định tuyến, chuyển đổi từ IPv6 sang IPv4 dùng công cụ mô mạng để mô đánh giá kỹ thuật định. ..2 Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 MỤC LỤC MỤC LỤC ... nhƣợc điểm IPv6 so với IPv4 để bƣớc triển khai thay dần mạng IPv4 IPv6 Học viên : Lê Tuấn Hưng Lớp CK09B Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu mô kỹ thuật định tuyến mạng IPv6 Chƣơng II Nghiên cƣ́u IPv6, cấu