Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi giữa IPv4 và IPv6

PHẠM QUANG HƯNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI GIỮA IPv4 IPv6 PHẠM QUANG HƯNG HÀ NỘI – 11/2018 2016 - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI GIỮA IPv4 IPv6 PHẠM QUANG HƯNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 8520208 PGS.TS NGUYỄN HỮU TRUNG HÀ NỘI – 11/2018 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sĩ “Kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6” c ng nh nghi n cá nhân Các nội dung nghiên h nghiệ nh ng ận văn rõ ràng Các tài liệu tham khảo, nội dung trích dẫn ghi õ ng ồn gốc Ngày 15 h ng 11 nă 2018 Tác giả luận văn Phạm Quang Hưng Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng ng hực Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin g i lời ơn s sắc tới PGS.TS Nguyễn Hữu Trung, Thầ gi trực tiếp hƣớng dẫn, định hƣớng cho luận văn nhƣ tạ điều kiện thời gian, gi đ ận tình kiến thức c c tài liệu tham khảo quý báu Tiếp theo, em xin Hà Nội nhiệ Em xin ơn c c Thầy, Cô Khoa Đà sa đại học – Đại học Mở nh giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian qua ơn gia đ nh, ạn chia s , gi đ i ng học tập thời gian thực nghiên đề tài Luận văn nà chắn h ng lời g , ả nh hỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc c c Thầy, Cơ bạn để hồn thiện đề tài tố Ngày 15 h ng 11 nă 2018 Tác giả luận văn Phạm Quang Hưng Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày với lớn mạnh không ngừng mạng Internet sản phẩm cơng nghệ s dụng IP số ƣợng địa IPv4 dần cạn kiệt, cần phải chuyển đổi sang dạng địa khác với không gian địa lớn nhằ đảm bảo nhu cầu s dụng giới địa IPv6 Hiện na địa IPv4 h động ổn định, rộng khắp nên khơng thể bỏ hồn àn địa IPv4 để chuyển sang địa IPv6 đƣợc mà cần có cách thức để tạo nên ƣơng hích IPv4 IPv6, ngƣời dùng hai h c đƣợc mạng địa IPv6 mà không thiết phải nâng cấp toàn hạ tầng mạng lên IPv6 mà cần s dụng chung hạ tầng địa IPv4 Để giải vấn đề luận văn ập trung nghiên cứu vào nội dung sau :  Tìm hiể ản dạng địa IPv6, c c điểm thuận lợi địa IPv6 so với IPv4  Nghiên c c hƣơng h ch ển đổi cho mạng IPv4 IPv6  Triển khai mơ hình chuyển đổi thực tế dựa phần mềm mô hỗ trợ, c đ nh gi s s nh c c hƣơng h Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục i đề tài 10 Phƣơng h nghi n 10 Kết 10 Bố cục luận văn 10 CHƢƠNG : CẤU TRÚC ĐẶC ĐIỂM DẠNG ĐỊA CHỈ IPv6 11 1.1 Giới thiệu chung 11 1.1.1 Giao thức IPv4 11 1.1.2 Những hạn chế giao thức IPv4 12 1.1.3 Những ƣ điểm giao thức IPv6 14 1.2 Giao thức IPv6 19 1.2.1 Địa IPv6 19 1.2.2 Cách viế địa IPv6 21 1.3 Đặc điểm dạng địa IPv6 23 1.3.1 Địa Unicast 23 1.3.2 Địa Anycast 28 1.3.3 Địa Multicast 28 1.3.4 Phƣơng hức g n địa IPv6 29 1.3.5 So sánh IPv4 IPv6 địa 29 1.4 Cấu trúc gói tin IPv6 30 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 1.5 Kết luận 33 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI MẠNG IPV4 – IPV6 34 2.1 Các vấn đề chung mạng Internet 34 2.1.1 Mục đích 34 2.1.2 Các chế chuyển đổi 36 2.2 Triển khai mạng IPv6 IPv4 chế tunnel 40 2.2.1 Đặc điểm chung 40 2.2.2 Tunnel thiết lậ 2.2.3 Tunnel tự động – Automatic Tunnel 49 ƣớc – Configured tunnel 47 2.3 Chuyển đổi mạng IPv4 sang IPv6 he chế Dual Stack 59 2.4 Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT [12] 61 2.5 Kết luận 63 CHƢƠNG : MÔ PHỎNG TRIỂN KHAI CHUYỂN ĐỔI IPv4 SANG IPv6 64 3.1 Giới thiệu tổng quan 64 3.1.1 Phần mềm triển khai 64 3.1.2 Topo thực mô 64 3.2 Mô hƣơng h ch ển đổi Dual Stack Layer 65 3.2.1 Topo thực 65 3.2.2 Quy hoạch IP 66 3.2.3 Kết mô 66 3.3 Mô hƣơng h ch ển đổi Tunnel 6to4 68 3.3.1 Topo thực 69 3.3.2 Quy hoạch IP 69 3.3.3 Kết mô 70 3.4 Kết luận 71 3.4.1 Mơ hình triển khai Dual Stack IP 71 3.4.2 Mơ hình triển khai Tunnel 6to4 71 KẾT LUẬN 73 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Chú giải tiếng Anh Chú giải tiếng Việt APNIC Asia Pacific Network INTERNET Center T ng ạng INTERNET châu ÁTh i B nh Dƣơng ARP Address Resolution Protocol Gia BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên CIDR Classless Inter-Domain Routing Phƣơng h mask hức h n giải địa iể diễn IP ằng efix Dynamic Host Configuration Protocol INTERNET Control Message Protocol INTERNET Group Management Protocol Giao thức cấ h nh địa động IPSec IP Security Một công nghệ cung cấp bảo mật IPv4 INTERNET Protocol Version Phiên giao thức INTERNET IPv6 INTERNET Protocol Version Phiên giao thức INTERNET MTU Maximum Transmission Unit INTERNET Assigned Numbers Authority INTERNET Service Provider Đơn vị truyền tối đa DHCP ICMP IGMP IANA ISP Gia hức h ng điệ điề hiển Gia hức INTERNET để c c h s ế nối, hủ ế nối c c nh icas Tổ chức quản lý tài nguyên số Cung cấp dịch vụ INTERNET NAT-PT Network Address Translation Công nghệ dịch địa NIR National INTERNET Registry Tổ chức đăng QoS Quality of Service Chấ ƣợng dịch vụ TCP/IP Transmission Control Protocol/IP Gia hức d ng ch nh s a ỗi c c iệ Variable Length Subnet Mask Đƣờng hầm Phƣơng h chia nhỏ địa IP theo subnet Mạng th nghiệm IPv6 Request For Comments Tài liệu chuẩn cho INTERNET Tunnel VLSM 6Bone RFC Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng INTERNET quốc gia ền Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấ c địa IPv4 12 Hình 1.2 Cấu trúc header IPv4 17 Hình 1.3 Cấu trúc header IPv6 17 Hình 1.4 Ph n định c c i ng địa IPv6 24 ng địa IPv6 25 Hình 1.5: Ba phần Hình 1.6: Mơ hình phân cấ địa IPv6 26 Hình 1.7: Mơ hình kết nối đơn ( in -local) 27 Hình 1.8: Cấ c địa Link-local 27 Hình 1.9: Cấ c đia Site-local 27 Hình 1.10: Cấu trúc gói tin IPv6 30 Hình 1.11: C c ƣờng phần header gói tin IPv6 31 Hình 2.1: Cấu trúc gói tin IPv4 dùng ng chế tunnel 40 Hình 2.2: Mơ hình tunnel router to router 44 Hình 2.3: Mơ hình tunnel host-to-router router-to-host 45 Hình 2.4: Cơ chế tunnel cấu hình sẵn 47 Hình 2.5: Cơ chế tunneling tự động 50 Hình 2.6 Cơ chế tunnel broker 51 Hình 2.7: Tunnel tự động he địa ƣơng hích IPv4 51 Hình 2.8: Tunnel tự động 6to4 52 Hình 2.9: Cấ c địa 6to4 53 Hình 2.10: Cấ c g i in IPv4 đ ng g i he chế 6to4 54 Hình 2.11: Dạng địa ng chế tunnel tự động 6to4 54 Hình 2.12: Router 6to4 chuyển tiếp 56 Hình 2.13: M icas ng chế 6over4 57 Hình 2.14: Cơ chế Dual Stack TCP/IP 59 Hình 2.15: Mơ hình chuyển đổi NAT-PT 61 Hình 2.16: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv6 sang IPv4 62 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 Hình 2.17: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv4 sang IPv6 62 Hình 3.1 : Mơ hình truyền tải ƣ ƣợng IPv6 khách hàng qua mạng doanh nghiệp 64 Hình 3.2 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Dual Stack 65 Hình 3.3 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Tunnel 6to4 69 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cách viết tắ địa IPv6 22 Bảng 1.2 So sánh IPv4 IPv6 29 Bảng 2.1 S s nh c c hƣơng hức triển khai mạng IPv6 38 Bảng 2.2 Cấu trúc phần header gói tin thực chế tunneling 41 Bảng 2.3 Địa nguồn đích tin link-layer 58 Bảng 2.4 Các yếu tố ản chế dual stack 60 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 nhận vừa g i gói tin IPv4 IPv6 Chúng làm việc đƣợc với host IPv4 qua giao thức IPv4 IPv6 qua giao thức IPv6 Hạn chế với mơ hình dual stack với node ta phải gán cho chúng mộ địa IPv4 mộ địa IPv6 mới, router phải s đồng thời bảng định tuyến IPv4 IPv6 nên yêu cầu x lý router phải cao, yêu cầu mặt phần cứng phải đảm bả để thực B Phư ng thức thực Qua phần phân tích ta thấy yếu tố ản để thực chế dual s ac , n đƣợc thể rõ bảng 3.5 dƣới đ Bảng 2.4: Các yếu tố c c chế dual stack Yếu tố Giá trị Phạm vi áp dụng Site Địa IPv4 cần địa host; nhiề địa gán router Địa IPv6 yêu địa IPv6 host; nhiề địa cầu router Yêu cầ Cài đặt IPv4/IPv6 host Yêu cầ Cài đặt IPv4/IPv6; giao thức định tuyến router phải hỗ trợ IPv6  Yêu cầu gán địa chỉ: Vì host s dụng hai giao thức tầng IP IPv4 IPv6, cần gán hai loại địa IPv4 IPv6 host dual stack Không thiết phải có quan hệ hai loại địa này, host IPv6/IPv4 gán địa IPv4 IPv6 khơng có quan hệ với Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 60 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 Đối với node IPv4/IPv6, c đƣợc địa IPv4 tuân theo giao thức cấ h nh địa IPv4 hợp lệ Ví dụ s dụng qua giao thức cấ h địa động nhƣ DHCP,BOOTP, RARP; h ặc gán trực tiếp c c địa IPv4 ĩnh C Đặc điểm  Ưu điểm : Cấ h nh đơn giản triển hai đơn giản nhanh chóng, dễ dàng mở rộng kết nối, thích hợp dùng mạng cá nhân, doanh nghiệp  Nhược điểm : Yêu cầu phần cứng x lý cao thiết bị phải x đồng thời bảng định tuyến IPv4/IPv6, tất thiết bị toàn mạng phải x đƣợc địa IPv4 IPv6, việc quản trị, x lý lỗi phức tạp 2.4 Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT [12] A Giới thiệu : Trong trình chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 tồn điểm giao tiếp host thuẩn IPv6 giao tiếp với host IPv4 ngƣợc lại Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT cho phép thực điều IPv4 Network IPv6 Network NAT-PT End user End user Hình 2.15: Mơ hình chuyển đổi NAT-PT B Phư ng thức thực hiện: Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT cần s dụng router Duals ac đặt biên mạng IPv4 IPv6, thiết bị router thực kỹ thuật NAT-PT tiến hành dịch địa vùng mạng IPv4 sang IPv6 ngƣợc lại, để End user s dụng độc lậ địa IPv4 IPv6 giao tiế đƣợc với Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 61 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 NAT-PT IPv6 Network Payloa IPv6 IPv6 Source d Destination IPv4 Network Payloa d Payloa d IPv6 Source IPv6 Destination v6v4 v4v6 IPv4 Source IPv4 Destination Payloa d IPv4 Source IPv4 Destination Hình 2.16: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv6 sang IPv4 NAT-PT IPv6 Network IPv4 Network IPv4 Source IPv6 Destination IPv6 Source Payload IPv4 Payload Destination v6v4 v4v6 IPv6 Source IPv6 Destination IPv4 Source IPv4 Payload Destination Payload Hình 2.17: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv4 sang IPv6 C Đặc điểm Ưu điểm: Triển hai đơn giản, không yêu cầ đầ ƣ nhiều mặt phần cứng, quản lý tập trung thiết bị NAT-PT, để nâng cao hiệ c hể triển khai nhiều thiết bị NAT-PT để ăng hiệ mạng Nhược điểm: Khơng có tồn vẹn địa trình truyền tải, số dịch vụ không triển hai đƣợc NAT-PT Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 62 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 2.5 Kết luận Chƣơng nh số kỹ thuật chuyển đổi IPv4 sang IPv4 nhƣ ỹ thuật chuyển đổi chế Tunnel chế Dual-Stack chuyển đổi NAT-PT T ng đ c ỹ thuật chuyển đổi chế Tunnel Dual-Stack hợp lý với mơ hình mạng iển khai  Đối với kỹ thuật chuyển đổi chế Tunnel hai kỹ thuật automatic c nfig ed c h c nha ản việc quyế định địa cuối q trình tunnel, lại ản chúng hoạ động giống Cụ thể nhƣ sa : - Điểm khởi tạ nne (điể đ ng g i in) ạo header IPv4 đ ng g i truyền g i in đ ng g i - Nodes kết thúc trình tunnel nhận đƣợc g i in đ ng g i , h n xóa bỏ phần header IPv4, s a đổi số ƣờng header IPv6 x lý phần liệ nà nhƣ - ột gói tin IPv6 N de đ ng vai ò cần trì thơng tin trạng thái q trình tunnel, ví dụ nhƣ c c số MTU để x lý gói tin IPv6 bắ đầu thực tunnel Vì số ƣợng tiến trình tunnel ăng ƣợng lớn, ng hi đ c c h ng in nà n ột số hƣờng lặp lại d đ c thể s dụng kỹ thuậ cache đƣợc loại bỏ cần thiết  Đối vớ kỹ thuật chuyển đổi chế Dual-S ac h ƣ điểm hệ thống s dụng song song IPv4 IPv6 nên hồn tồn ƣơng hích với loại mạng nhƣ giải pháp hợ để nâng cấp dần ứng dụng lên IPv6 T nhi n chế nà đòi hỏi khả x lý router lên gấ đ i d việc định tuyến truyển tải tin phải thực IPv4 IPv6 nên tốn chi hí đầ ƣ cần phải đƣợc ƣ Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 63 h Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG TRIỂN KHAI CHUYỂN ĐỔI IPv4 SANG IPv6 3.1 Giới thiệu tổng quan Mơ hình mơ việc triển khai kênh truyền layer2 khách hàng qua mạng doanh nghiệ ISP s dụng mạng truyền tải IPv4, yêu cầu khách hàng kết nối hai chi nh nh h ch hàng s dụng IPv6 Mô thực kết nối hai chi nhánh khách hàng dựa hai hƣơng pháp chuyển đổi IPv4/IPv6 : 1) Phƣơng h ch ển đổi Dual Stack 2) Phƣơng h ch ển đổi thông qua Tunnel 6to4 3.1.1 Phần mềm triển khai - Triển khai mô WEB chạy IOS L3 15.4.1T A router Cisco - Trên WEB thực xây dựng Topo, cấ h nh đảm bả điều kiện tốn mơ 3.1.2 Topo thực mô Thực mô kênh truyền Layer kết nối hai chi nhánh khách hàng qua mạng truyền tải ISP ISP Lưu lượng khách hàng truyền tải qua mạng ISP PE01 PE02 Client 02 IPV6 Client 01 IPV6 Hình 3.1 : Mơ hình truyền tải lưu lượng IPv6 khách hàng mạng doanh nghiệp Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 64 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 3.2 Mô phư ng ph p chuyển đổi Dual Stack Layer Thực kết nối hai chi nhánh khách hàng có nhu cầu s dụng địa IPv6 hai điểm chi nhánh, yêu cầu toán mô phải đảm bảo thông kết nối hai điểm IPv6 khách hàng Xây dựng topo mô thực truyền tải liệu khách hàng qua mạng truyền tải ISP với hai Router PE01, PE02 hai router biên có khả chạy dual stack IP kết nối hai điểm h ch hàng, ƣ ƣợng từ hai e i n đƣợc truyền tải qua lớp Core router ISP nhà cung cấp dịch vụ Với hƣơng hức chuyển đổi Dual Stack yêu cầu tất Router mạng nhà cung cấp dịch vụ phải chạy Dual Stack IP, router mạng đƣợc cấ h nh đồng thời giao thực định tuyến cho địa IPv4 IPv6, router tồn song song 02 bảng định tuyến IPv4 IPv6 Sau thực cấ h nh, đảm bảo thông kết nối hai điểm chi nhánh khách hàng Client01 Client02, thực PING hành c ng địa IPv6 hai điểm chi nhánh khách hàng 3.2.1 Topo thực Loopback 10.0.2.1/32 FEC0::2:1/111 ISP E1/0 24 / 8.2 ::/64 2: :2 20 PE1 E1/1 Dual Stack IP Layer E1/0 Loopback 10.0.1.1/32 FEC0::1:1/111 E0/0 19 2 01 :22 3.0/ :3: 24 :/6 PE2 E1/0 Loopback 10.0.3.1/32 FEC0::3:1/111 E0/0 192.168.1.0/24 2001:22:1::/64 E0/0 192.168.4.0/24 2001:22:4::/64 E0/0 Client 02 Client 01 Loopback 10.0.0.1/32 FEC0::0:1/111 Loopback 10.0.4.1/32 FEC0::4:1/111 Hình 3.2 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Dual Stack Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 65 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 3.2.2 Quy hoạch IP Node Client 01 Client 02 PE01 PE02 ISP Port Lo0 E0/0 Lo0 E0/0 E0/0 E1/0 Lo0 E0/0 E1/0 Lo0 E1/0 E1/1 Lo0 IPv4 address 10.0.0.1/32 192.168.1.1/24 10.0.4.1/32 192.168.4.2/24 192.168.1.2/24 192.168.2.1/24 10.0.1.1/32 192.168.4.1/24 192.168.3.2/24 10.0.3.1/32 192.168.2.2/24 192.168.3.1/24 10.0.2.1/32 IPv6 address FEC0::0:1/111 2001:22:1::1/64 FEC0::4:1/111 2001:22:4::2/64 2001:22:1::2/64 2001:22:2::1/64 FEC0::1:1/111 2001:22:4::1/64 2001:22:3::2/64 FEC0::3:1/111 2001:22:2::2/64 2001:22:3::1/64 FEC0::2:1/111 3.2.3 Kết mô Độ trễ đƣờng truyền Ping từ Client01 tới Client 02 không suy giảm, giữ đƣợc tính tồn vẹn sau thực chuyển đổi Latency in milliseconds Minimum Average Maximum 1 Kết Ping kết nối 02 điểm Client 01 02: (thực Ping từ Client 01 đến Client02 với size 10000 Bytes, 1000 gói tin Ping) Client01#ping ipv6 FEC0::4:1 size 10000 repeat 1000 Type escape sequence to abort Sending 1000, 10000-byte ICMP Echos to FEC0::4:1, timeout is seconds: !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Success rate is 100 percent (1000/1000), round-trip min/avg/max = 1/1/9 ms Client01# Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 66 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 Kết bảng định tuyến 02 Router Client01 Client02 học đƣợc địa Loopback qua giao thức định tuyến OSPF Client01#show IPv6 route IPv6 Routing Table - default - 12 entries C 2001:22:1::/64 [0/0] via Ethernet0/0, directly connected L 2001:22:1::1/128 [0/0] via Ethernet0/0, receive O 2001:22:2::/64 [110/20] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 O 2001:22:3::/64 [110/30] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 O 2001:22:4::/64 [110/40] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 C FEC0::/111 [0/0] via Loopback0, directly connected L FEC0::1/128 [0/0] via Loopback0, receive O FEC0::1:1/128 [110/10] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 O FEC0::2:1/128 [110/20] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 O FEC0::3:1/128 [110/30] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 O FEC0::4:1/128 [110/40] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:200, Ethernet0/0 L FF00::/8 [0/0] via Null0, receive Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Client02#show IPv6 route IPv6 Routing Table - default - 12 entries O 2001:22:1::/64 [110/40] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 O 2001:22:2::/64 [110/30] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 O 2001:22:3::/64 [110/20] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 C 2001:22:4::/64 [0/0] via Ethernet0/0, directly connected L 2001:22:4::2/128 [0/0] via Ethernet0/0, receive O FEC0::1/128 [110/40] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 O FEC0::1:1/128 [110/30] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 O FEC0::2:1/128 [110/20] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 O FEC0::3:1/128 [110/10] via FE80::A8BB:CCFF:FE00:300, Ethernet0/0 C FEC0::4:0/111 [0/0] via Loopback0, directly connected L FEC0::4:1/128 [0/0] via Loopback0, receive L FF00::/8 [0/0] via Null0, receive 67 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 3.3 Mô phư ng ph p chuyển đổi Tunnel 6to4 Thực kết nối hai chi nhánh khách hàng có nhu cầu s dụng địa IPv6 hai điểm chi nhánh, u cầu tốn mơ phải đảm bảo thông kết nối hai điểm IPv6 khách hàng S dụng hƣơng h đổi sát với thực tế, ƣ ch ển đổi Tunnel 6to4 đ hƣơng thức chuyển ƣợng IPv6 h ch hàng đƣợc truyền qua nhiều router thuộc phân lớp mạng core ISP chạy IPv4 d đ việc s hƣơng h dụng nà cần cấu hình kết nối Tunnel 02 router biên PE01, PE02 Xây dựng topo mô thực truyền tải liệu khách hàng qua mạng truyền tải ISP với hai Router PE01, PE02 hai router biên có khả chạy dual stack IP kết nối hai điểm h ch hàng, ƣ ƣợng từ hai e i n đƣợc truyền tải qua lớp Core router ISP nhà cung cấp dịch vụ Với hƣơng hức chuyển đổi T nne ƣ truyền tải mạng core IPv4 ISP, hai ƣợng IPv6 h ch hàng đƣợc e i n PE01, PE02 đ ng vai ò n de đ i IPv4/IPv6 có khả chạ đồng thời IPv4 IPv6, gói tin IPv6 khách hàng đƣợc đƣa ột Tunnel 6to4 kết nối hai điểm PE01, PE02 truyền tải qua mạng core IPv4 ISP Sau thực cấ h nh, đảm bảo thông kết nối hai điểm chi nhánh khách hàng Client01 Client02, thực PING hành c ng địa IPv6 hai điểm chi nhánh khách hàng Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 68 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 3.3.1 Topo thực Loopback 10.0.2.1/32 ISP E1/1 E1/0 192 / 24 1 192 Tunnel 6to4 PE1 E1/0 Loopback FEC0::1:1/111 8.2 0/ 24 PE2 E1/0 Tunnel0 2002:C0A8:101:1::1/64 E0/0 16 Loopback FEC0::3:1/111 Tunnel0 2002:C0A8:202:1::2/64 E0/0 2001:22:1::/64 E0/0 2001:22:4::/64 E0/0 Client 02 Loopback FEC0::4:1/111 Client 01 Loopback FEC0::0:1/111 Hình 3.3 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Tunnel 6to4 3.3.2 Quy hoạch IP Node Client 01 Client 02 PE01 PE02 ISP Port Lo0 E0/0 Lo0 E0/0 E0/0 E1/0 Lo0 Tunnel E0/0 E1/0 Lo0 Tunnel E1/1 E1/0 Lo0 IPv4 address IPv6 address FEC0::0:1/111 2001:22:1::1/64 FEC0::4:1/111 2001:22:4::2/64 2001:22:1::2/64 192.168.1.1/24 FEC0::1:1/111 2002:C0A8:101:1::1/64 2001:22:4::1/64 192.168.2.2/24 FEC0::3:1/111 2002:C0A8:202:1::2/64 192.168.1.2/24 192.168.2.1/24 10.0.2.1/32 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 69 FEC0::2:1/111 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 3.3.3 Kết mô Kết h ng ết nối qua Tunnel hai router biên PE01 PE02 PE01#ping IPv6 2002:C0A8:202:1::2 so tunnel Type escape sequence to abort Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2002:C0A8:202:1::2, timeout is seconds: Packet sent with a source address of 2002:C0A8:101:1::1 !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), roundtrip min/avg/max = 1/1/1 ms PE02#ping IPv6 2002:C0A8:101:1::1 source tunnel Type escape sequence to abort Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2002:C0A8:101:1::1, timeout is seconds: Packet sent with a source address of 2002:C0A8:202:1::2 !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), roundtrip min/avg/max = 1/1/1 ms Kết Ping kết nối 02 điểm Client 01 02 (thực Ping từ Client 01 đến Client02 với size 10000 Bytes, 1000 gói tin Ping) Client01#ping ipv6 2001:22:4::2 sou 2001:22:1::1 size 10000 repeat 1000 Type escape sequence to abort Sending 1000, 10000-byte ICMP Echos to 2001:22:4::2, timeout is seconds: Packet sent with a source address of 2001:22:1::1 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Success rate is 100 percent (1000/1000), round-trip min/avg/max = 1/2/11 ms Client01# Độ trễ đƣờng truyền Ping từ Client01 tới Client 02 : Latency in milliseconds Minimum Average Maximum Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 11 70 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 3.4 Kết luận Qua việc mơ phòng kỹ thuật chuyển đổi IPv4 sang IPv6 phần mềm ảo hóa router Cisco (IOS L3 15.4.1T A) kỹ thuậ nà cho kết khả an đồng thời đ nh gi đƣợc phạm vi tham số triển khai với mạng ƣơng ứng: 3.4.1 Mơ hình triển khai Dual Stack IP - Triển khai hƣơng h D a S ac IP đơn giản, việc quản trị đơn giản d ch iệt rõ 02 bảng định tuyến IPv4 IPv6 - Khả rộng chuyển đổi triển hai he h nh nà ƣơng đối đơn giản, số ƣợng ngƣời có nhu cầu s dụng IPv6 ăng ca dần ổn định thực chuyển đổi he - hƣơng hức Thích hợp triển khai mạng nhỏ, doanh nghiệ , c ng … c nh cầu s dụng IPv6 - - Việc triển hai he hƣơng h nà độ trễ đƣờng truyền ổn định, đảm bảo, theo mơ hình mơ độ trễ ng 1ms, tố hƣơng h nne s Nhƣợc điểm hƣơng h ch nh đƣờng truyền he hƣơng h ển đổi yêu cầu cao mặt phần cứng thiết bị chuyển mạch, yêu cầu tất thiết bị mạng phải chạ đƣợc đồng thời IPv4 IPv6, khả x định tuyến router đồng thời hai bảng định tuyến IPv4 IPv6 lớn phải x 3.4.2 Mơ hình triển khai Tunnel 6to4 - Triển hai he hƣơng h nà mạng cung cấp dịch vụ ISP, d hích hợp doanh nghiệp, nhà hƣơng h phân lớp mạng lõi ISP, thực nà í phải c động nhiề đến c động router biên ISP - Phƣơng h nà h ng cầu cao mặt phần cứng, phải đổi đến hệ thống mạng lõi, yêu cầu router biên phải x đƣợc IPv4 IPv6 - Thích hợp triển khai kết nối IPv6 đơn truyền Layer2, layer3 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 71 h ch hàng nhƣ c c nh Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 - Phƣơng h đƣợc s dụng hi ƣợng khách hàng IPv6 chƣa hổ biến, ƣợng khách hàng s dụng IPv6 ăng ca , ổn định thực sang hƣơng pháp chuyển đổi Dual Stack IP - Việc triển hai he hƣơng h nà việc quản trị, s lý lỗi phức tạp thông tin IPv4 IPv6 h ng đƣợc tách biệt hoàn toàn - Việc triển hai he hƣơng h định tuyến phải x độ trễ ng hƣơng h nh nà độ trễ đƣờng truyền cao, thiết bị c ch địa IPv4 IPv6, theo mô hình mơ n đƣờng truyền he D a S ac s Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 72 hƣơng h nà s ớn Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 KẾT LUẬN Với tốc độ phát triển đến chóng mặt INTERNET ngày công với xu công nghệ hóa tồn cầu hay INTERNET f Things … h việc cạn kiệt tài ngun địa IPv4 khơng xa việc triển khai ứng dụng thêm tài nguyên IPv6 hệ thống mạng toàn cầ điều vơ cần thiết Tuy nhiên việc chuyển đổi hồn toàn sang mạng IPv6 từ mạng IPv4 chạy ổn định điều khơng đơn giản thực thời gian ngắn đƣợc Việc chuyển dịch, chuyển đổi phải đƣợc thực ƣớc, tùy vào mơ hình mạng tổ chức ứng dụng c c hƣơng h ch ển đổi thích hợp IPv4 IPv6 Luận văn nghi n đặc điểm cấu trúc địa IPv6 nhƣ kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 Cụ thể đƣa a hai ỹ thuật chuyển đổi cụ thể Dual Stack Tunnel 6to4 Luận văn nghi n cứu s s nh đ nh gi hai kỹ thuật từ đ đƣa a hƣơng n ch ển đổi thích hợp mơ hình mạng đồng thời mô triển khai kỹ thuật chuyển đổi Tuy nhiên chƣa c đƣợc đ nh gi cụ thể triển khai, áp dụng thực tiễn n n hƣớng luận văn em tìm hiể đƣa iển khai thực tế mơ hình mạng thực tế để có nhìn tốt c c hƣơng h Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 73 ch ển đổi Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Cisco Systems Inc (2009) Cisco Networking Academy Program CCNP Route, Cisco System, Inc, Implementing IP Routing (2010) Martin Dunmore (2005) An IPv6 Deployment Guide, 6net.org Scott Empson Second Edition (2008) CCNA Portable Command Guide R.Gilligan & E.Nordmark (1996) Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers, RFC1933 J.Loughney Ed (2006) IPv6 Node Requirements, RFC4294 John J.Amoss & Daniel Minoli (2008) Handbook of IPv4 to IPv6 Transition, Methodologies for Institutional and Corporate Networks Jeff Doyle & Jennifer DeHaven Carroll (2001) Routing TCP/IP, Volume II R.Hinden & M.O'Dell (1998), IPv6 Global Unicast Address Format, RFC 2374 10 Silvia Hagen (2006) , IPv6.Essentials.2nd.Edition 11 William R Parkhurst (2004) INTERNET Addressing and Routing First Step 12 Regis Desmeules Cisco Self-Study (2003) Implementing Cisco IPv6 Networks (IPv6) 13 S.Deering & R.Hinden INTERNET Protocol Version (1998) specifications 14 S.Deering & R.Hinden (2006) IP Version Addressing Architecture Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng 74 ... HỮU TRUNG HÀ NỘI – 11/2018 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 c ng nh nghi n cá nhân Các nội dung nghiên h nghiệ nh ng ận văn... 2.16: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv6 sang IPv4 62 Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 Hình 2.17: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv4 sang IPv6 62 Hình 3.1... Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 ” với mục đích s nghiên để hiể õ vấn đề này, cách triển khai áp dụng mơ hình mạng thực tiễn Học viên thực hiện: Phạm Quang Hưng Nghiên cứu kỹ thuật chuyển