Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THANH QUÂN NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI CHO MẠNG IPv4 VÀ IPv6 Chuyên ngành : Kỹ thuật máy tính Mã số SV : CB140336 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN HOÀ NG HẢI HÀ NỘI - 2017 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 10 Lý chọn đề tài 10 Mục tiêu đề tài 10 Ph ng ph p nghiên cứu 11 Kết 11 Bố cục luận văn 11 CHƯƠNG : CẤU TRÚC ĐẶC ĐIỂM DẠNG ĐỊA CHỈ IPv6 12 1.1 Giới thiệu chung 12 1.1.1 Giao thức IPv4 12 1.1.2 Những hạn chế giao thức IPv4 13 1.1.3 Những u điểm giao thức IPv6 15 1.2 Giao thức IPv6 19 1 Địa IPv6 19 1.2.2 Cách viết địa IPv6 21 Đặc điểm dạng địa IPv6 22 Địa Unicast 22 1.3.2 Địa Anycast 27 3 Địa Multicast 27 Ph ng thức g n địa IPv6 27 1.3.5 So sánh IPv4 IPv6 địa 28 2.2 Cấu trúc gói tin IPv6 29 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI MẠNG IPV4 – IPV6 32 3.1 Các vấn đề chung mạng INTERNET 32 3.1.1 Mục đích 32 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 C c c chế chuyển đổi 33 3.2 Triển khai mạng IPv6 IPv4 c chế tunnel 37 3 Đặc điểm chung 37 3.2.2 Tunnel thiết lập tr ớc – Configured tunnel 44 3.2.3 Tunnel tự động – Automatic Tunnel 46 3.2.4 Kết luận 55 3.3 Chuyển đổi mạng IPv4 sang IPv6 theo c chế Dual Stack 55 3.4 Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT 57 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG TRIỂN KHAI CHUYỂN ĐỔI IPv4 SANG IPv6 59 4.1 Giới thiệu tổng quan 59 4.1.1 Phần mềm triển khai 59 4.1.2 Topo thực mô 59 4.2 Mô ph ng ph p chuyển đổi Dual Stack Layer 60 4.1.3 Topo thực 60 4.2.2 Quy hoạch IP 61 4.2.3 Kết mô 62 4.3 Mô ph ng ph p chuyển đổi Tunnel 6to4 63 4.3.1 Topo thực 64 4.3.2 Quy hoạch IP 65 4.3.3 Kết mô 65 4 Đ nh gi qua hai mơ hình mơ 66 4.4.1 Mơ hình triển khai Dual Stack IP 66 4.4.2 Mơ hình triển khai Tunnel 6to4 67 KẾT LUẬN 68 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm n s u sắc tới TS Trần Ho ng Hải Thầy gi o trực tiếp h ớng dẫn tạo điều kiện cho em thời gian, gi p đ tận tình kiến thức, dẫn định h ớng v c c t i iệu tham khảo quý báu Tiếp theo, em xin cảm n Thầy, Cô Viện Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Bách khoa Hà Nội đ nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian qua Cuối c ng xin cảm n gia đình bạn b đ chia s gi p đ học tập thời gian thực nghiên cứu đề tài Khóa luận n y chắn hơng tr nh hỏi thiếu sót, em mong nhận đ ợc ời g p bảo từ c c Thầy Cơ để hồn thiện đề tài tốt h n H Nội ng y th ng năm 17 Ng ời thực Nguyễn Thanh Quân Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sĩ “Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6” cơng trình nghiên cứu cá nhân Các nội dung nghiên cứu v thử nghiệm trình bày luận văn trung thực rõ ràng Các tài liệu tham khảo, nội dung trích dẫn đ ghi rõ nguồn gốc Ng y th ng năm 17 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Quân Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày với lớn mạnh không ngừng mạng INTERNET sản phẩm cơng nghệ sử dụng IP số ợng địa IPv4 dần cạn kiệt, cần phải chuyển đổi sang dạng địa khác với hông gian địa lớn h n nhằm đảm bảo nhu cầu sử dụng giới địa IPv6 Hiện địa IPv4 hoạt động ổn định, rộng khắp nên khơng thể bỏ hồn to n địa IPv4 để chuyển sang địa IPv6 đ ợc mà cần có cách thức để tạo nên t ng thích IPv4 v IPv6 ng ời dùng hai th c đ ợc mạng địa IPv6 mà không thiết phải nâng cấp toàn hạ tầng mạng lên IPv6 mà cần sử dụng chung hạ tầng địa IPv4 Do đ để giải vấn đề luận văn đ tập trung nghiên cứu vào nội dung sau :  Tìm hiểu c dạng địa IPv6 c c điểm thuận lợi địa IPv6 so với IPv4  Nghiên cứu c c ph ng ph p chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6  Triển khai mơ hình chuyển đổi thực tế dựa phần mềm mô hỗ trợ c đ nh gi so s nh c c ph ng ph p Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Chú giải tiếng Anh Chú giải tiếng Việt APNIC Asia Pacific Network INTERNET Center Trung t m mạng INTERNET châu ÁTh i Bình D ng ARP Address Resolution Protocol Giao thức ph n giải địa BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên Classless Inter-Domain Routing Dynamic Host Configuration Protocol INTERNET Control Message Protocol INTERNET Group Management Protocol Ph ng ph p biểu diễn IP prefix mask Một công nghệ cung cấp bảo mật ISP IP Security INTERNET Protocol Version INTERNET Protocol Version Maximum Transmission Unit INTERNET Assigned Numbers Authority INTERNET Service Provider NAT-PT Network Address Translation Công nghệ dịch địa NIR National INTERNET Registry Tổ chức đăng QoS Quality of Service Chất TCP/IP Transmission Control Protocol/IP Giao thức d ng cho qu trình truyền v sửa ỗi c c iệu Variable Length Subnet Mask Đ ờng hầm Ph ng ph p chia nhỏ địa IP theo subnet Mạng thử nghiệm IPv6 Request For Comments Tài liệu chuẩn cho INTERNET CIDR DHCP ICMP IGMP IPSec IPv4 IPv6 MTU IANA Tunnel VLSM 6Bone RFC Giao thức cấu hình địa động Giao thức thông điệp điều hiển Giao thức INTERNET để c c host ết nối hủy ết nối từ c c nh m mu ticast Phiên giao thức INTERNET Phiên giao thức INTERNET Đ n vị truyền tối đa Tổ chức quản lý tài nguyên số Cung cấp dịch vụ INTERNET Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B INTERNET quốc gia ợng dịch vụ Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc địa IPv4 13 Hình 1.2 Cấu trúc header IPv4 17 Hình 1.3 Cấu trúc header IPv6 17 Hình 1.4 Ph n định c c bit địa IPv6 23 Hình 1.5: Ba phần địa IPv6 24 Hình 1.6: Mơ hình phân cấp địa IPv6 25 Hình 1.7: Mơ hình kết nối đ n ( in -local) 26 Hình 1.8: Cấu tr c địa Link-local 26 Hình 1.9: Cấu tr c đia Site-local 26 Hình 1.10: Cấu trúc gói tin IPv6 29 Hình 1.11: C c tr ờng phần header gói tin IPv6 30 Hình 2.1: Cấu tr c g i tin IPv4 d ng c chế tunnel 38 Hình 2.2: Mơ hình tunnel router to router 42 Hình 2.3: Mơ hình tunnel host-to-router router-to-host 43 Hình 4: C chế tunnel cấu hình sẵn 45 Hình 5: C chế tunneling tự động 47 Hình C chế tunnel broker 48 Hình 2.7: Tunnel tự động theo địa t ng thích IPv4 48 Hình 2.8: Tunnel tự động 6to4 49 Hình 2.9: Cấu tr c địa 6to4 50 Hình 2.10: Cấu tr c g i tin IPv4 đ ng g i theo c chế 6to4 50 Hình 2.11: Dạng địa c chế tunnel tự động 6to4 51 Hình 2.12: Router 6to4 chuyển tiếp 52 Hình 13: Mu ticast c chế 6over4 53 Hình 14: C chế Dual Stack TCP/IP 56 Hình 2.15: Mơ hình chuyển đổi NAT-PT 57 Hình 2.16: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv6 sang IPv4 58 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 Hình 2.17: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv4 sang IPv6 58 Hình 3.1 : Mơ hình truyền tải u ợng IPv6 khách hàng qua mạng doanh nghiệp 59 Hình 3.2 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Dual Stack 60 Hình 3.3 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Tunnel 6to4 64 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cách viết tắt địa IPv6 22 Bảng 1.2 So sánh IPv4 IPv6 28 Bảng 2.1 So s nh c c ph ng thức triển khai mạng IPv6 35 Bảng 2.2 Cấu trúc phần header gói tin thực c chế tunneling 38 Bảng 2.3 Địa nguồn v đích tin link-layer 54 Bảng 2.4 Các yếu tố c c chế dual stack 56 Bảng 3.1 Bảng độ trễ đ ờng truyền chuyển đổi Dual Stack 63 Bảng 3.2 Bảng độ trễ đ ờng truyền chuyển đổi tunnel 6to4 66 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 địa FEC ::C A8:15 v định tuyến cho subnet FEC0:0:0:21A8::/64 dùng giao diện với số (chỉ số thể giao diện giao diện 6over4) Do 6over4 đ ợc triển khai hạ tầng IPv4 có thực multicast 6over4 đ ợc sử dụng N th ờng đ ợc sử dụng subnet mạng IPv4 (khơng có mặt router) 3.2.4 Kết luận Cả hai kỹ thuật automatic v configured c h c c việc định địa cuối q trình tunnel, cịn lại c chúng hoạt động giống Cụ thể nh sau: - Điểm khởi tạo tunne (điểm đ ng g i tin) tạo header IPv4 đ ng gói truyền g i tin đ đ ng g i - Nodes kết thúc trình tunnel nhận đ ợc g i tin đ ng g i n xóa bỏ phần header IPv4, sửa đổi số tr ờng header IPv6 xử lý phần liệu n y nh gói tin IPv6 - Node đ ng vai trị cần trì thơng tin trạng thái q trình tunnel, ví dụ nh c c tham số MTU để xử lý gói tin IPv6 bắt đầu thực tunnel Vì số ợng tiến trình tunnel tăng ên số ợng lớn hi đ c c thông tin n y th ờng lặp lại v sử dụng kỹ thuật cache v đ ợc loại bỏ cần thiết 3.3 Chuyển đổi mạng IPv4 sang IPv6 theo c chế Dual Stack a Giới thiệu: Dual Stack Layer: C chế n y đảm bảo host/router đ ợc c i đặt giao thức IPv4 IPv6 Với c chế đôi n y hoạt động c c host/router ho n to n t ng thích với IPv4 IPv6 Theo c chế này, IPv6 tồn với IPv4, router tồn đồng thời bảng định tuyến IPv4 IPv6 Sự lựa chọn để dùng Stack Layer (lựa chọn giao thức tầng INTERNET) tùy thuộc vào ứng dụng host v DNS server C chế dual stack layer cho phép ứng dụng c c host đ ợc nâng cấp Ứng dụng đ ợc nâng cấp để sử dụng IPv6 stack khơng nâng cấp ứng dụng tồn nh ng hoạt động với IPv4 Stack Hình 3.17 d ới đ y mơ tả hoạt động c chế Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 55 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 Hình 2.14: C chế Dual Stack TCP/IP C chế n y đ ợc coi thẳng h ớng để đảm bảo node IPv6 hồn tồn t ng thích với node IPv4 khác Những node vừa hỗ trợ IPv6 vừa hỗ trợ IPv4 nh gọi IPv4/IPv6 Những node n y c hă vừa nhận vừa gửi gói tin IPv4 IPv6 Chúng làm việc đ ợc 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 địa IPv4 địa IPv6 mới, router phải sử đồng thời bảng định tuyến IPv4 IPv6 nên yêu cầu xử lý router phải cao, yêu cầu mặt phần cứng phải đảm bảo để thực b Ph ng thức thực Qua phần phân tích ta thấy yếu tố c để thực c chế dual stack, n đ ợc thể rõ bảng d ới đ y Bảng 2.4: Các yếu tố c c chế dual stack Yếu tố Giá trị Phạm vi áp dụng Site Địa IPv4 cần gán địa host; nhiều địa router Địa IPv6 yêu cầu địa IPv6 host; nhiều địa router Yêu cầu host C i đặt IPv4/IPv6 Yêu cầu router C i đặt IPv4/IPv6; giao thức định tuyến phải hỗ trợ IPv6  Yêu cầu gán địa chỉ: Vì host sử dụng hai giao thức tầng IP IPv4 IPv6, cần gán hai loại địa IPv4 IPv6 host dual stack Không thiết phải có Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 56 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 quan hệ hai loại địa này, host IPv6/IPv4 gán địa IPv4 IPv6 khơng có quan hệ với Đối với node IPv4/IPv6, c đ ợc địa IPv4 tuân theo giao thức cấu hình địa IPv4 hợp lệ Ví dụ sử dụng qua giao thức cấp phát địa động nh DHCP BOOTP RARP; gán trực tiếp c c địa IPv4 tĩnh  Ưu điểm : Cấu hình đ n giản triển hai đ n giản nhanh chóng, dễ dàng mở rộng kết nối, thích hợp dùng mạng cá nhân, doanh nghiệp  Nh ợc điểm : Yêu cầu phần cứng xử lý cao thiết bị phải xử đồng thời bảng định tuyến IPv4/IPv6, tất thiết bị toàn mạng phải xử lý đ ợc địa IPv4 IPv6, việc quản trị, xử lý lỗi phức tạp 3.4 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 ng ợc 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 Ph ng thức thực : Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT cần sử dụng router Dual-stac đặt biên mạng IPv4 IPv6, thiết bị router thực kỹ thuật NAT-PT tiến hành dịch địa vùng mạng IPv4 sang IPv6 v ng ợc lại để End user sử dụng độc lập địa IPv4 IPv6 giao tiếp đ ợc với Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 57 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng 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 Source IPv6 Destination 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 - Ưu điểm : Triển hai đ n giản, không yêu cầu đầu t nhiều mặt phần cứng, quản lý tập trung thiết bị NAT-PT để nâng cao hiệu c thể triển khai nhiều thiết bị NAT-PT để tăng hiệu mạng - Nh ợc điểm : Khơng có tồn vẹn địa q trình truyền tải, số dịch vụ khơng triển hai đ ợc NAT-PT Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 58 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG TRIỂN KHAI CHUYỂN ĐỔI IPv4 SANG IPv6 4.1 Giới thiệu tổng quan Mơ hình mơ việc triển khai kênh truyền layer2 khách hàng qua mạng doanh nghiệp ISP sử dụng mạng truyền tải IPv4, yêu cầu khách hàng kết nối hai chi nh nh h ch h ng sử dụng IPv6 Mô thực kết nối hai chi nhánh khách hàng dựa v o hai ph ng ph p chuyển đổi IPv4/IPv6 : - Ph ng ph p chuyển đổi Dual Stack - Ph ng ph p chuyển đổi thông qua Tunnel 6to4 4.1.1 Phần mềm triển khai - Triển khai mô WEB chạy IOS L3 15.4.1T A router Cisco - Trên WEB thực xây dựng Topo, cấu hình đảm bảo điều kiện tốn mơ 4.1.2 Topo thực mơ 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 Client 01 IPV6 PE02 Client 02 IPV6 Hình 3.1 : Mơ hình truyền tải l u l ợng IPv6 khách hàng qua mạng doanh nghiệp Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 59 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 4.2 Mô ph ng ph p chuyển đổi Dual Stack Layer Thực kết nối hai chi nhánh khách hàng có nhu cầu sử dụng địa IPv6 hai điểm chi nhánh, u cầu tốn mơ 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 h ng u ợng từ hai router biên đ ợc truyền tải qua lớp Core router ISP nhà cung cấp dịch vụ Với ph ng thức chuyển đổi Dual Stack yêu cầu tất Router mạng nhà cung cấp dịch vụ phải chạy Dual Stack IP, router mạng đ ợc cấu hình đồng thời giao thực định tuyến cho địa IPv4 IPv6, router tồn song song 02 bảng định tuyến IPv4 IPv6 Sau thực cấu hình đảm bảo thông kết nối hai điểm chi nhánh khách hàng Client01 Client02, thực PING th nh công địa IPv6 hai điểm chi nhánh khách hàng 4.1.3 Topo thực Loopback 10.0.2.1/32 FEC0::2:1/111 ISP E1/0 0/2 68 :2::/6 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 Client 01 Loopback 10.0.0.1/32 FEC0::0:1/111 192.168.4.0/24 2001:22:4::/64 E0/0 Client 02 Loopback 10.0.4.1/32 FEC0::4:1/111 Hình 3.2 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Dual Stack Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 60 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 4.2.2 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 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 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 61 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 4.2.3 Kết mô - Kết bảng định tuyến 02 Router Client01 Client02 học đ ợc 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 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 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 62 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 - Kết Ping kết nối 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# - Độ trễ đ ờng truyền Ping từ Client01 tới Client 02 : Bảng 3.1 Bảng độ trễ đ ờng truyền chuyển đổi Dual Stack Latency in milliseconds Minimum Average Maximum 4.3 Mô ph 1 ng ph p chuyển đổi Tunnel 6to4 Thực kết nối hai chi nhánh khách hàng có nhu cầu sử dụng địa IPv6 hai điểm chi nhánh, u cầu tốn mơ phải đảm bảo thông kết nối hai điểm IPv6 khách hàng Sử dụng ph sát với thực tế ng ph p chuyển đổi Tunnel 6to4 đ y u ph ng thức chuyển đổi ợng IPv6 h ch h ng đ ợc truyền qua nhiều router thuộc Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 63 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 phân lớp mạng core ISP chạy IPv4 đ việc sử dụng ph ng ph p 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 khách hàng, u ợng từ hai router biên đ ợc truyền tải qua lớp Core router ISP nhà cung cấp dịch vụ Với ph ng thức chuyển đổi Tunne 6to4 u ợng IPv6 h ch h ng đ ợc truyền tải mạng core IPv4 ISP hai router biên PE PE đ ng vai trị node đơi IPv4/IPv6 có khả chạy đồng thời IPv4 IPv6, gói tin IPv6 khách hàng đ ợc đ a v o Tunnel 6to4 kết nối hai điểm PE01, PE02 truyền tải qua mạng core IPv4 ISP Sau thực cấu hình đảm bảo thông kết nối hai điểm chi nhánh khách hàng Client01 Client02, thực PING th nh công địa IPv6 hai điểm chi nhánh khách hàng 4.3.1 Topo thực Loopback 10.0.2.1/32 ISP E1/1 92 / 24 168 E1/0 192 Tunnel 6to4 PE1 E1/0 Loopback FEC0::1:1/111 Tunnel0 2002:C0A8:101:1::1/64 E0/0 16 8.2 0/ 24 PE2 E1/0 Loopback FEC0::3:1/111 Tunnel0 2002:C0A8:202:1::2/64 E0/0 2001:22:1::/64 E0/0 Client 01 Loopback FEC0::0:1/111 2001:22:4::/64 E0/0 Client 02 Loopback FEC0::4:1/111 Hình 3.3 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Tunnel 6to4 Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 64 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 4.3.2 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 FEC0::2:1/111 4.3.3 Kết mô - Kết đ thông 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), round-trip 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), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 65 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 - Kết Ping kết nối 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 đ ờng truyền Ping từ Client01 tới Client 02 : Bảng 3.2 Bảng độ trễ đ ờng truyền chuyển đổi tunnel 6to4 Latency in milliseconds Minimum Average Maximum 11 4 Đ nh gi qua hai mơ hình mơ 4.4.1 Mơ hình triển khai Dual Stack IP - Triển khai ph ng ph p Dua Stac IP đ n giản, việc quản trị đ n giản đ t ch biệt rõ 02 bảng định tuyến IPv4 IPv6 - Khả mở rộng chuyển đổi triển hai theo mơ hình n y t giản, số ng đối đ n ợng ng ời có nhu cầu sử dụng IPv6 tăng cao dần ổn định thực chuyển đổi theo ph ng thức Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 66 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 - Thích hợp triển khai mạng nhỏ, doanh nghiệp cơng ty … có nhu cầu sử dụng IPv6 - Việc triển hai theo ph ng ph p n y độ trễ đ ờng truyền ổn định đảm bảo, theo mơ hình mơ độ trễ trung bình đ ờng truyền theo ph 1ms, tốt h n ph - ng ph p tunne 6to4 Nh ợc điểm ph ng ph p n y 2ms ng ph p chuyển đổi yêu cầu cao mặt phần cứng thiết bị chuyển mạch, yêu cầu tất thiết bị mạng phải chạy đ ợc đồng thời IPv4 IPv6, khả xử phải xử định tuyến router lớn đồng thời hai bảng định tuyến IPv4 IPv6 4.4.2 Mơ hình triển khai Tunnel 6to4 - Triển hai theo ph ng ph p n y thích hợp doanh nghiệp, nhà mạng cung cấp dịch vụ ISP ph ng ph p n y phải t c động nhiều đến phân lớp mạng lõi ISP, thực t c động router biên ISP - Ph ng ph p n y hơng u cầu cao mặt phần cứng, phải thay đổi đến hệ thống mạng lõi, yêu cầu router biên phải xử - Thích hợp triển khai kết nối IPv6 đ n đ ợc IPv4 IPv6 h ch h ng nh c c ênh truyền Layer2, layer3 - Ph ng ph p đ ợc sử dụng hi ợng khách hàng IPv6 ch a phổ biến, ợng khách hàng sử dụng IPv6 tăng cao ổn định thực sang ph ng pháp chuyển đổi Dual Stack IP - Việc triển hai theo ph ng ph p n y việc quản trị, sử lý lỗi phức tạp thông tin IPv4 IPv6 hơng đ ợc tách biệt hồn tồn - Việc triển hai theo ph tuyến phải xử ng ph p n y độ trễ đ ờng truyền cao, thiết bị định b c t ch địa IPv4 IPv6, theo mơ hình mơ độ trễ trung bình đ ờng truyền theo ph ng ph p n y 2ms lớn h n ph ng pháp Dual Stack 1ms Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 67 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 KẾT LUẬN Với tốc độ phát triển đến chóng mặt INTERNET ngày nay, xu cơng nghệ hóa tồn cầu, INTERNET of Things … việc cạn kiệt t i nguyên địa IPv4 khơng cịn xa việc triển khai IPv6 hệ thống mạng tồn cầu điều vơ cần thiết nh ng việc chuyển đổi hoàn toàn sang mạng IPv6 từ mạng IPv4 chạy ổn định điều không đ n giản, thực thời gian ngắn đ ợc, việc chuyển đổi phải đ ợc thực b ớc, với c c ph ng ph p chuyển đổi thích hợp IPv4 IPv6 Luận văn đ thực nghiên cứu đ ợc kỹ thuật chuyển đổi IPv4 IPv6 đ a hai ỹ thuật chuyển đổi cụ thể Dual Stack Tunnel 6to4, có so sánh đ nh gi hai kỹ thuật đ a ph ng n chuyển đổi thích hợp mơ hình mạng Tuy nhiên ch a c đ ợc đ nh gi cụ thể triển khai, áp dụng thực tiễn thời gian tới em tìm hiểu đ a triển khai thực tế mơ hình mạng cơng ty để có nhìn tốt c c ph ng ph p chuyển đổi Học viên thực : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 68 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Cisco Systems Inc (2009), Cisco Networking Academy Program Cisco System Inc (2010), Implementing IP Routing 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 : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 69 ... TTM2014B Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sĩ ? ?Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6? ?? cơng trình nghiên cứu cá nhân Các nội dung nghiên cứu v... ph p chuyển đổi v s u v o 10 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 hai ph ng ph p chuyển đổi có nhiều khả p dụng thực tiễn chuyển đổi Dua Stac v ph : Ph ng ph p ng ph p chuyển đổi. .. Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B 31 Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 IPv6 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI MẠNG IPV4 – IPV6 Nh ta đ biết, khoảng hông gian địa IPv4 232 địa chỉ, số đ p ứng