Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi dual stack 6PE từ IPv4 sang IPv6 và mô phỏng cấu hình chuyển đổi trên môi trường mạng IP MPLS (tóm tắt luận văn ngành kỹ thuật viễn thông)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Đỡ Xn Bắc NGHIÊN CỨU KỸ TḤT CHỦN ĐỞI DUAL STACK 6PE TỪ IPV4 SANG IPV6 VÀ MÔ PHỎNG CẤU HÌNH CHUYỂN ĐỔI TRÊN MÔI TRƯỜNG MẠNG MPLS Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thơng Mã số: 8.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2018 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Tuấn Lâm Phản biện 1: PGS.TS Đỗ Quốc Trinh Phản biện 2: PGS.TS Bùi Trung Hiếu Luận văn đã bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: 08 20 ngày 14 tháng 07 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Một vấn đề quan trọng mà công nghệ mạng giới phải nghiên cứu giải phát triển với tốc độ nhanh mạng lưới Internet toàn cầu Sự phát triển với tích hợp dịch vụ, triển khai dịch vụ mới, kết nối nhiều mạng với nhau, mạng di động với mạng Internet đã đặt vấn đề thiếu tài nguyên dùng chung Việc sử dụng hệ thống địa cho mạng Internet IPv4 đáp ứng phát triển mạng lưới Internet toàn cầu thời gian tới Trong bối cảnh nay, tài nguyên địa IPv4 giới cạn kiệt, dẫn đến việc chuyển đổi địa IPv4 sang IPv6 xu hướng tất yếu tất nhà cung cấp dịch vụ giới cũng Việt Theo báo cáo kết hoạt động Ban công tác thúc đẩy IPv6 quốc gia năm 2018, Việt Nam đứng thứ khu vực Đông Nam Á, thứ Châu Á với 6.000.000 người dùng IPv6 Tính đến cuối tháng 4/2018, tỉ lệ ứng dụng IPv6 Việt Nam đạt khoảng 14% với mảng băng rộng cố định mảng dịch vụ tạo nên tỉ lệ ứng dụng IPv6 Việt Nam với hai doanh nghiệp dẫn đầu FPT Telecom Tập đoàn VNPT FPT Telecom đã cung cấp IPv6 cho khoảng 1.500.000 khách hàng hộ gia đình sử dụng dịch vụ băng rộng cố định Tỉ lệ ứng dụng IPv6 mạng FPT Telecom đặt khoảng 30% với khoảng 2.700.000 người sử dụng IPv6 (tháng 4/2018, nguồn APNIC) Tập đoàn VNPT đã triển khai dịch vụ IPv6 cho 1.000.000 khách hàng hộ gia đình sử dụng dịch vụ băng rộng cố định Tỉ lệ ứng dụng IPv6 VNPT tăng trưởng từ 7% đầu năm 2018 lên khoảng 15%, với khoảng 2.400.000 người dùng IPv6 (tháng 4/2018, nguồn APNIC) Tuy nhiên, các đơn vị, doanh nghiệp cần tăng tốc chuyển đổi IPv6, chung tay cung cấp dịch vụ IPv6 tới người sử dụng năm 2018 nước rút để đạt mục tiêu tỷ lệ triển khai IPv6 Việt Nam cuối năm 2018 đạt 20 Hiện IPv6 đã chuẩn hóa bước đưa vào sử dụng thực tế Tuy nhiên trình chuyển đổi hệ thống mạng từ IPv4 sang IPv6 cịn gặp nhiều vấn đề thiết bị khơng đồng bộ, nhà cung cấp dịch vụ Internet với hạ tầng mạng khác nhau, kiến thức người sử dụng quản lý mạng cịn hạn Do đó, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi Dual stack 6PE từ IPv4 sang IPv6 mô cấu hình chuyển đổi mơi trường mạng IP MPLS” nhằm nghiên cứu giải pháp kỹ thuật chuyển đổi IPv4 sang IPv6, đồng thời tập trung vào mô cấu hình chuyển đổi IPv4 sang IPv6 mơi trường mạng IP MPLS thông qua kỹ thuật 6PE CHƯƠNG TỞNG QUAN VỀ IPV6 1.1 Tởng quan về IPv6 IPv6 (Internet Protocol version 6) phiên nhất Giao thức Internet (IP), giao thức truyền thông cung cấp hệ thống định vị vị trí cho máy tính mạng định tuyến lưu lượng Internet IPv6 đã IETF phát triển để giải vấn đề cạn kiệt địa IPv4 IPv6 tạo để thay IPv Do phát triển vũ bão mạng Internet dịch vụ mạng đầu năm 1990, IETF đã thừa nhận rằng cần phải có phiên IP họ bắt đầu bằng việc soạn thảo yêu cầu mà IP cần phải có IP Next Generation (IPng) đã tạo ra, sau trở thành IPv6 (RFC 1883) ngày IPv6 giao thức lớp mạng chuẩn thứ sau IPv4, dùng cho truyền thông máy tính thơng qua Internet mạng máy tính IPv6 cung cấp số chức hấp dẫn thực bước trình phát triển IP Những cải tiến bao gồm việc tăng không gian địa chỉ, định dạng header xếp hợp lý, header mở rộng khả trì tính riêng tư, tồn vẹn thơng tin truyền mạng IPv6 sau chuẩn hóa hồn chỉnh vào cuối năm 1998 RFC 2460 IPv6 đã hồn thiện thiếu sót mà IPv4 để lại tạo cách để truyền thông mà IPv4 khơng thể hỗ trợ IPv6 có chiều dài bít (128 bít) gấp lần IPv4 nên đã mở rộng không gian địa từ khoảng tỷ (4.3 * 109) lên tới số khổng lồ ( 3.3*1038 IPv6 = Một số nhà phân tích cho rằng, khơng thể dùng hết địa IPv6 thiết kế với tham vọng mục tiêu sau: - Không gian địa lớn tăng từ 32bit lên 128bit giúp dễ dàng quản lý khơng gian địa - IPv6 có số lượng địa rất lớn nên host Internet sử dụng IP Public, chế NAT lúc khơng cịn cần thiết Suy rộng ra, việc trao đổi liệu hệ thống mạng trở nên nhanh chóng hiệu rất nhiều IPv6 loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT - Quản lý định tuyến tốt hơn: IPv6 thiết kế có cấu trúc đánh địa phân cấp định tuyến thống nhất, dựa số mức nhà cung cấp dịch vụ Cấu trúc phân cấp giúp tránh khỏi nguy q tải bảng thơng tin định tuyến tồn cầu chiều dài địa IPv6 lên tới 128 bít Trong đó, gia tăng mạng Internet, số lượng IPv4 sử dụng, việc IPv4 không thiết kế phân cấp định tuyến từ đầu đã khiến cho kích thước bảng định tuyến tồn cầu ngày gia tăng, gây tải, vượt khả xử lý thiết bị định tuyến - Dễ dàng thực Multicast: Các kết nối máy tính tới máy tính Internet để cung cấp dịch vụ mạng hầu hết kết nối Unicast (kết nối máy tính nguồn máy tính đích) Để cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng, máy chủ phải mở nhiều kết nối tới máy tính khách hàng Nhằm tăng hiệu mạng, tiết kiệm băng thông, giảm tải cho máy chủ, công nghệ multicast thiết kế để máy tính nguồn kết nối đồng thời đến nhiều đích Từ thơng tin khơng bị lặp lại, băng thông mạng giảm đáng kể, đặc biệt với ứng dụng truyền tải thông tin rất lớn truyền hình (IPTV), truyền hình hội nghị (video conference), ứng dụng đa phương tiện (multimedia) Trên thực tế, cấu hình triển khai multicast với IPv4 rất khó khăn, phức tạp IPv6 việc dễ dàng nhiều - Bảo mật tốt hơn: Trong thời đại số vấn đề bảo mật mạng Internet trở thành mối quan tâm lớn, IPv6 thiết kế để bảo mật tốt so với IPv4 vốn thiết kế thời điểm có mạng - Hỗ trợ thiết bị di động tốt hơn: Các khái niệm thiết bị IP di động chưa tồn thiết kế IPv4 Trong mạng lưới Internet toàn cầu thiết bị IP di động phát triển đa dạng đòi hỏi cấu trúc IPv6 hỗ trợ đáp ứng tốt với thiết bị di động 1.2 Ưu nhược điểm của IPv6 1.2.1 Ưu điểm Một số ưu điểm IPv6: - Không gian địa lớn: Địa IPv6 dài 128bit nhị phân cung cấp số lượng địa lớn gấp nhiều lần so với không gian IPv4 (chính xác địa chỉ) Con số xác 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 địa - Giảm thời gian xử lý định tuyến: Nhiều khối địa IPv4 phân phát cho user lại khơng tóm tắt nên phải cần entry bảng định tuyến làm tăng kích thước bảng định tuyến tăng tải trình định tuyến Ngược lại IPv6 phân phát qua ISP theo kiểu phân cấp địa nên giúp giảm tải trình định tuyến giảm thời gian xử lý định tuyến - Khả bảo mật tốt hơn: IPV6 với cơng nghệ mã hóa xác thực cách an tồn Với IPV6 IPsec thành phần bảo mật bắt buộc với IPV4 tuỳ chọn Khi gói liệu mã hố xác thực giúp tính bảo mật tốt - Hỗ trợ đa dạng dịch vụ mới: Với công nghệ IPv6 bằng cách loại bỏ dịch vụ NAT (Network Adress Translation), máy trạm trực tiếp kết nối với IP, hỗ trợ mở rộng dịch vụ Các kết nối ngang hàng dễ dàng tạo trì, việc kiểm sốt chất lượng dịch vụ VoIP hay Quality of Service (QoS) trở nên mạnh mẽ - Hỗ trợ quản lý chất lượng mạng (QoS) tốt hơn: IPv6 với cải tiến thiết kế không phân mảnh, định tuyến phân cấp, gói tin IPv6 thiết kế giúp tăng hiệu suất định tuyến hỗ trợ tốt thiết bị di động tạo khả quản lý tốt chất lượng mạng so với 1.2.2 Nhược điểm Một số nhược điểm IPv6: - IPv6 chưa thể giải tất tồn IPv4 ngăn chặn tất loại tấn công IPv4 - Hiện phần lớn thiết bị đầu cuối chưa hỗ trợ IPv6 nên việc triển khai IPv6 gặp nhiều khó khăn - Q trình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 đòi hỏi nguồn nhân lực tốn kém thời gian, chi 1.3 Cấu trúc và các loại địa chỉ IPv6 1.3.1 Cấu trúc địa chỉ IPv6 Địa IPv6 có chiều dài 128 bits, nên vấn đề nhớ địa khó khăn Hình 1.1 So sánh không gian địa chỉ IPv4 và IPv6 1.3.2 Các loại địa chỉ IPv6 1.3.2.1 Địa chỉ unicast 1.3.2.2 Địa chỉ anycast 1.3.2.3 Địa chỉ multicast 1.4 Kết luận chương Trong chương đã trình bày tổng quan IPv6, giới thiệu đặc điểm ưu nhược điểm IPv6 Bên cạnh kiến thức tổng quan, đã giới thiệu cấu trúc loại địa IPv6 Với vai trò vô quan trọng Hệ thống Internet, không gian địa IPv4 đã cạn kiệt, việc phát triển, ứng dụng không gian địa IPv6 thay đảm bảo khơng gian mạng Internet tồn cầu vô cấp bách Trong chương đề cập đến công nghệ hỗ trợ chuyển đổi hệ thống mạng từ hạ tầng IPv4 sang hạ tầng IPv6 CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI TỪ IPv4 SANG IPv6 Một yêu cầu quan trọng việc triển khai mạng IPv6 IPv6 phải làm việc môi trường sử dụng giao thức IPv4 Sẽ có tượng có host dùng nhất IPv6 đồng thời cũng tồn host nhất có IPv4 Những host “thuần” IPv6 phải giao tiếp với host IPv4 đảm bảo địa IPv4 có tính thống nhất tồn cầu Do vậy, để đảm bảo tương thích IPv4 IPv6, cần có kỹ thuật chuyển đổi từ địa IPv4 sang địa IPv6 Những kỹ thuật chuyển đổi này, phân thành ba loại sau: - Kỹ thuật Dual-stack: Cho phép IPv4 IPv6 tồn thiết bị mạng - Kỹ thuật đường hầm (Tunnel): Kỹ thuật sử dụng sở hạ tầng mạng IPv4 để truyền tải gói tin IPv6, phục vụ cho kết nối IPv6 - Kỹ thuật biên dịch: Thực chất dạng thức kỹ thuật NAT, cho phép thiết bị hỗ trợ IPv6 giao tiếp với thiết bị hỗ trợ IPv4 2.1 Kỹ thuật Dual stack 2.1.1 Tổng quan kỹ thuật Dual stack Kỹ thuật Dual-stack đảm bảo host/router cài đặt hai giao thức IPv4 IPv6 Kỹ thuật đổi hỏi hoạt động host/router hồn tồn tương thích với IPv4 IPv6 Dual-stack hình thức thực thi TCP/IP bao gồm tầng IP IPv4 tầng IP IPv6 11 2.2.2 Cơ chế hoạt động việc tạo đường hầm Cơ chế việc tạo đường hầm mô tả sau: Các nút mạng IPv4/IPv6 thực đóng gói datagram IPv6 vào phần liệu datagram IPv4 (phần tải trọng gói tin IPv4 truyền mạng gói tin IPv6) Do gói tin truyền qua IPv4 Minh họa chế đường hầm hình 2.6: Hình 2.6 Cơ chế tạo đường hầm - Tại điểm đầu host A bọc gói tin IPv6 gói tin IPv4 truyền tải mạng IPv4 - Tại điểm cuối host B thực gỡ gói tin IPv4 nhận gói tin IPv6 ban đầu 2.2.3 Phân loại kỹ thuật đường hầm Kỹ thuật đường hầm phân loại dựa nguyên tắc sử dụng phương thức để định địa nút mạng cuối cấu hình đường hầm Hai phương thức kết nối đường hầm host đến host router đến router gói tin IPv6 đường hầm đưa đến địa cuối router Do điểm cuối q trình đường hầm router trung gian Các router có nhiệm vụ mở gói tin IPv4 chuyển tới đích cuối Dựa theo cách thức 12 thiết lập điểm đầu điểm cuối đường hầm, kỹ thuật đường hầm chia thành loại: đường hầm nhân công (manual tunnel), đường hầm tự động (automatic tunnel) đường hầm bán tự động (semi-automated 2.3 Kỹ thuật biên dịch (NAT-PT) 2.3.1 Tổng quan kỹ thuật biên dịch Kỹ thuật biên dịch kỹ thuật chuyển đổi địa mạng – chuyển đổi giao thức mạng Kỹ thuật biên dịch mô tả chuyển đổi IPv6/IPv4 Kỹ thuật biên dịch cho phép host “thuần” IPv6 truyền tin tới host IPv4 ngược lại 2.3.2 Nguyên tắc hoạt động kỹ thuật biên dịch Nguyên tắc hoạt động kỹ thuật biên dịch họa hình vẽ đây: Hình 2.13 Ngun tắc hoạt đợng của kỹ thuật NAT-PT Các gói tin từ mạng IPv4 sang mạng IPv6 qua định tuyến NAT PT chuyển đổi gói tin IPv6 với địa nguồn địa IPv6 nằm tiền tố NAT - Trường hợp NAT tĩnh địa tiền tố NAT tương ứng với địa IPv4 ban đầu (ánh xạ 1:1) - Trường hợp NAT động địa IPv6 tiền tố NAT dùng cho nhiều địa IPv4 13 Các gói tin trao đổi qua lại mạng IPv4 IPv6 cần có thay đổi cấu trúc Khi gói tin rời khỏi mạng IPv4 sang mạng IPv6 (hay ngược lại IPv6 sang IPv4) thông qua định tuyến NAT - PT, phần đầu IPv4 tách thay phần đầu IPv6 Thiết bị NAT-PT cài đặt biên mạng IPv4 với IPv6 Cơ chế khơng đòi hỏi cấu hình đặc biệt máy tram chuyển đổi gói tin thiết bị NAT-PT hồn tồn suốt với người dùng 2.3.3 Ưu nhược điểm kỹ thuật biên dịch Ưu điểm kỹ thuật biên dịch: - Quản trị tập trung thiết bị NAT-PT - Có thể triển khai nhiều thiết bị NAT-PT để tăng hiệu nặng hoạt động Nhược điểm kỹ thuật biên dịch: - Nếu việc truyền tin lớn tạo điểm gây lỗi thiết bị NAT-PT - Thiếu hụt bảo mật đầu cuối tới đầu cuối (end-to-end), IPv6 hỗ trợ IPsec 2.4 Truyền tải IPv6 nền MPLS Trong mơi trường mạng truyền tải IPv4 MPLS có hai kỹ thuật truyền tải lưu lượng IPv6 qua mạng IPv4 MPLS là: - Kỹ thuật 6PE - Kỹ thuật 6VPE 2.4.1 Kỹ thuật 6PE Kỹ thuật 6PE cung cấp kết nối IPv6 qua mạng lõi IPv4 MPLS thông qua đường chuyển mạch nhãn (LSPs) Kỹ thuật 6PE hỗ trợ truyền thông IPv4 IPv6 qua mạng lõi IPv4 MPLS Kỹ thuật 6PE cung cấp dịch vụ: - Truy cập dịch vụ IPv6 nhà cung cấp dịch vụ - Hỗ trợ kết nối ngang hàng 14 - Kết nối internet 2.4.2 Kỹ thuật 6VPE Kỹ thuật 6VPE cho phép thiết lập truyền tải lưu lượng IPv6 mạng riêng ảo (VPN) thông qua mạng lõi IPv4 MPLS Đặc điểm kỹ thuật 6VPE: - Mạng riêng ảo IPv6 MPLS hoạt động tương tự mạng riêng ảo IPv4 MPLS - Các thiết bị định tuyến cần nâng cấp hỗ trợ dịch vụ IPv6 MPLS - Mạng riêng ảo IPv6 MPLS hỗ trợ dịch vụ IPv4 VPN IPv6 VPN qua mạng IP MPLS 2.5 Kết luận chương Xây dựng mạng có khả tương thích, sử dụng hai dạng địa v4 v6 khó khăn nhà quản trị mạng nói riêng, người sử dụng nói chung Chương tơi đã trình bày số giải pháp để hai dạng địa v4 v6 “nói chuyện” với Trong chương tơi đã trình bày số công nghệ hỗ trợ chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 Dual stack, Đường hầm, NAT-PT Từ giải pháp đã trình bày chương 2, chương tơi vào mơ cấu hình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS sử dụng cơng nghệ trên, sâu vào mô sử dụng kỹ thuật 6PE 15 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG CẤU HÌNH CHUYỂN ĐỔI TỪ IPv4 SANG IPv6 TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG IP MPLS SỬ DỤNG KỸ THUẬT 6PE 3.1 Mạng chuyển mạch IP MPLS Đặc điểm mạng MPLS: - Khơng có MPLS API, cũng khơng có thành phần giao thức phía host - MPLS nằm router - MPLS giao thức độc lập nên hoạt động với giao thức khác IP IPX, ATM, Frame Relay,… - MPLS giúp đơn giản hố q trình định tuyến làm tăng tính linh động tầng trung gian Phương thức hoạt động: - Thay chế định tuyến lớp ba bằng chế chuyển mạch lớp hai.MPLS hoạt động lõi mạng IP Các Router lõi phải enable MPLS giao tiếp Nhãn gắn thêm vào gói IP gói vào mạng MPLS Nhãn tách gói khỏi mạng MPLS Nhãn (Label) chèn vào header lớp ba header lớp hai Sử dụng nhãn q trình gửi gói sau đã thiết lập đường MPLS tập trung vào q trình hốn đổi nhãn (Label Swapping) Một mạnh kiến trúc MPLS tự định nghĩa chồng nhãn (Label Stack) - Kỹ thuật chuyển mạch nhãn kỹ thuật Frame relay ATM cũng sử dụng công nghệ để chuyển khung (frame) cell qua mạng Trong Frame relay, khung có độ dài bất kỳ, ATM độ dài cell cố định bao gồm phần mào đầu byte tải tin 48 byte Phần mào 16 đầu cell ATM khung Frame Relay tham chiếu tới kênh ảo mà cell khung nằm Sự tương quan Frame relay ATM bước nhảy qua mạng, giá trị “nhãn” phần mào đầu bị thay đổi Đây khác chuyển tiếp gói IP Khi route chuyển tiếp gói IP, khơng thay đổi giá trị mà gắn liền với đích đến gói; hay nói cách khác khơng thay đổi địa IP đích gói Thực tế nhãn MPLS thường sử dụng để chuyển tiếp gói địa IP đích khơng cịn phổ biến MPLS 3.2 Bài toán chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS Hiện hầu hết mạng lõi chuyển mạch nhà cung cấp dịch vụ viễn thông triển khai công nghệ IP/MPLS, lúc đầu triển khai mạng lưới, toàn phần IP sử dụng phiên IPv4 Đến thời điểm tại, dải IPv4 Public toàn cầu cạn kiệt, yêu cầu chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 cần thiết Bài toán tập trung thực chuyển đổi IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS mà không làm thay đổi cấu trúc mạng lõi hệ thống Hình 3.1 Bài toán chuyển đổi IPv4 sang IPv6 môi trường mạng MPLS 17 3.3.1 Kỹ thuật Dual stack Mạng IP4 đã tồn từ lâu, việc chuyển đổi hoàn toàn IP4 sang IPv6 thực mà đòi hỏi phải có giai đoạn chạy đồng thời hai dịch vụ IPv4 IPv6 Để đáp ứng toàn chắn phải sử dụng kỹ thuật Dual Stack Tuy nhiên kỹ thuật Dual stack phù hợp triển khai phân đoạn từ khách hàng đến mạng nhà cung cấp dịch vụ, khách hàng chạy hai dịch vụ IPv4, IPv6 Nếu triển khai Dual stack mạng lõi MPLS làm thay đổi cấu trúc mạng lõi, tốn kém địa kết nối, tăng chi phí vận hành khai thác, khơng đáp ứng toán đặt chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 không làm thay đổi cấu trúc mạng lõi 3.3.2 Kỹ thuật đường hầm 3.3.2.1 Kỹ thuật đường hầm nhân cơng Hình 3.2 mơ tả chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật đường hầm nhân công Hình 3.2 Giải pháp sử dụng kỹ thuật đường hầm nhân cơng Đường hầm cấu hình nhân công thiết bị điểm đầu điểm 18 cuối đường hầm Để giải toán cần thiết lập loạt đường hầm từ thiết bị CPE đặt khách hàng thiết bị Cổng Internet (Internet Gateway) nhà cung cấp dịch vụ 3.3.2.2 Kỹ thuật đường hầm tự động Hình 3.3 Thiết lập đường hầm tự động Kỹ thuật 6to4 tunnels cho phép truy cập Internet IPv6 mà không cần nhiều thủ tục hay cấu hình phức tạp, bằng cách sử dụng địa IPv6 đặc biệt có tiền tố 2002::/16 đã IANA cấp dành riêng cho công nghệ 6to4, kết hợp với địa IPv4 tồn cầu 3.3.3 Kỹ thuật NAT Hình 3.4 mô tả giải pháp kỹ thuật NAT chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6: Hình 3.4 Giải pháp sử dụng kỹ thuật NAT 19 Sử dụng kỹ thuật NAT: cần có 02 phân chặng chuyển đổi địa thực thiết bị PE mạng, bao gồm chuyển đổi IPv6 -> IPv4; IPv4 -> IPv6, đồng thời thiết bị biên phía nhà cung cấp dịch vụ cũng cần hỗ trợ kỹ thuật NAT để thực việc chuyển đổi địa - hình 3.4 3.3.4 Kỹ thuật 6PE Mơ hình mạng 6PE mơ tả hình 3.5: Hình 3.5 Mơ hình mạng 6PE Dựa mơ hình mạng 6PE hình 3.5, router 6PE cấu hình Dual-Stack (thiết bị chạy song song IPv4 IPv6) để chúng có khả định tuyến lưu lượng IPv4 lẫn IPv6 Các router 6PE dùng giao thức MP-BGP để trao đổi thông tin với miền MPLS để phân phối nhãn chúng Tất router 6PE router lõi P miền MPLS cấu hình chung giao thức định tuyến IGP, chẳng hạn giao thức OSPF ISIS Tuỳ theo nhu cầu khách hàng, giao diện (Interface) router 6PE kết nối tới router biên CE phía khách hàng cấu hình để chuyển tiếp lưu 20 lượng IPv6, lưu lượng IPv4 hai (IPv4 IPv6) 3.3.5 Kỹ thuật 6VPE Q trình đóng gói chuyển tiếp gói tin sử dụng kỹ thuật 6VPE minh họa hình vẽ 3.6 đây: Hình 3.6 Quá trình đóng gói và chuyển tiếp gói tin 6VPE Kỹ thuật 6VPE hoạt động với nguyên lý đặc điểm sau: - Là chế sử dụng mạng lõi IPv4 MPLS để cung cấp dịch vụ VPN IPv6, kế thừa ưu điểm mạng lõi IPv4 MPLS, loại bỏ việc triển khai Dualstack mạng lõi, giúp tiết giảm chi phí vận hành địa kết nối - Hoạt động tương tự IPv4 VPN over MPLS, khác phân đoạn kết nối khách hàng nhà cung cấp dịch vụ chạy IPv6 - Việc khai báo dịch vụ IPv6 VPN tương tự khai báo dịch vụ IPv4 VPN chạy - Bảng định tuyến IPv6 dành riêng cho khách hàng, tăng cường bảo 21 mật cho phép phân tách dịch vụ - Không làm thay đổi mạng lõi IPv4 MPLS 3.4 Đề xuất kỹ thuật chuyển đổi Với yêu cầu chuyển đổi IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS mà không làm thay đổi cấu trúc mạng lõi hệ thống, kỹ thuật 6PE đảm bảo đáp ứng yêu cầu toán đưa Kỹ thuật 6PE đảm bảo cung cấp đồng thời dịch vụ IPv4 IPv6 tới khách hàng trình chuyển đổi mà không cần thay đổi kiến trúc mạng lõi 3.5 Mô phỏng chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật 6PE 3.5.1 Môi trường mô phỏng - Phần mềm GNS3 - Các thiết bị định tuyến miền MPLS sử dụng hệ điều hành cho dòng Router hỗ trợ IPv4, IPv6, giao thức định tuyến, chuyển mạch nhãn hỗ trợ 6VPE - Các thiết bị định tuyến còn lại sử dụng hệ điều hành cho dòng Router hỗ trợ IPv4, IPv6 giao thức định tuyến 3.5.2 Mơ hình mơ phỏng Mơ hình mơ minh họa hình vẽ 3.7 đây: 22 Hình 3.7 Mô hình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật 6PE Trong mơ hình chuyển đổi có: - Nhà cung cấp dịch vụ AS234 với router PE router P Mạng MPLS lõi chạy IPv4 - Tại site khách hàng đã sử dụng sẵn IPv6 Trên router CE có địa loopback IPv6 - Giữa router PE CE sử dụng MP-BGP để quảng bá tiền tố IPv6, từ ta kết nối CE1 CE2 3.5.3 Mô phỏng mạng MPLS tại Phía nhà cung cấp dịch vụ: - Khai báo địa IP để kết nối thiết bị PE1, P, PE2 23 - Khai báo định tuyến OSPF thiết bị định tuyến miền MPLS - Khai báo giao thức định tuyến BGP thiết bị PE1, PE2 để mang lưu lượng khách hàng, tránh việc thiết bị định tuyến lõi P phải xử lý thông tin định tuyến khách hàng làm tăng tải xử lý thiết bị lõi Tại site khách hàng - Khai báo địa IP router CE1 CE2 Kiểm tra dịch vụ - Kiểm tra chuyển mạch nhãn PE1 PE2 3.5.4 Mô phỏng chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật 6PE Để thực mô chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật 6PE ta thực bước sau: Trên router PE: - Cấu hình router CE hàng xóm - Kích hoạt router CE IPv6 address-family - Kích hoạt router PE IPv6 address-family - Gửi nhãn tiền tố IPv6 tới router PE còn lại Trên router CE: - Cấu hình MP-BGP cho IPv6 quảng bá tiền tố IPv6 giao diện loopback 3.5.5 Phân tích kết quả mơ phỏng Q trình mơ chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS sử dụng kỹ thuật 6PE gồm hai phần chính: - Mô mạng MPLS - Mô chuyển đổi sử dụng kỹ thuật 6PE 3.6 So sánh với các phương pháp chuyển đổi khác 24 3.7 Kết luận chương Trong chương đã thực mô chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật 6PE từ đánh giá so sánh với phương pháp chuyển đổi khác (đường hầm bằng tay, đường hầm tự động 6to4) để rút kết luận: Kỹ thuật 6PE kỹ thuật phù hợp để chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS mà không làm thay đổi cấu trúc mạng lõi 25 KẾT LUẬN Giao thức IPv6 có nhiều ưu điểm vượt trội so với IPv4, đáp ứng nhu cầu phát triển mạng Internet tương lai Do đó, giao thức IPv6 dần thay IPv4 toàn giới cũng Việt Nam.Tuy nhiên, để chuyển đổi toàn node mạng IPv4 sang IPv6 thời gian ngắn Hơn nữa, nhiều ứng dụng mạng còn chưa hỗ trợ IPv6.Theo dự báo tổ chức ISOC, IPv6 thay hoàn tồn IPv4 vào khoảng 2020 - 2030 Vì vậy, cần có q trình chuyển đổi hai giao thức để tránh tượng tương tự cố Y2K Trong luận văn này, tơi đã nghiên cứu trình bày vấn đề then chốt IPv6, sâu vào nghiên cứu phương pháp chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 Trên sở nghiên cứu số phương pháp, công cụ dùng hệ thống mạng IPv6, tơi đã mơ cấu hình chuyển đổi mạng từ IPv4 sang IPv6 môi trường mạng IP MPLS sử dụng kỹ thuật 6PE Về hướng phát triển luận văn nghiên cứu hướng sau: - Nghiên cứu sâu định tuyến bảo mật IPv6 - IPv6 thiết bị Internet of Things ... chọn đề tài ? ?Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi Dual stack 6PE từ IPv4 sang IPv6 mô cấu hình chuyển đổi mơi trường mạng IP MPLS? ?? nhằm nghiên cứu giải pháp kỹ thuật chuyển đổi IPv4 sang IPv6, đồng... chốt IPv6, sâu vào nghiên cứu phương pháp chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 Trên sở nghiên cứu số phương pháp, công cụ dùng hệ thống mạng IPv6, tơi đã mơ cấu hình chuyển đổi mạng từ IPv4 sang IPv6 môi. .. Kỹ thuật 6PE Kỹ thuật 6PE cung cấp kết nối IPv6 qua mạng lõi IPv4 MPLS thông qua đường chuyển mạch nhãn (LSPs) Kỹ thuật 6PE hỗ trợ truyền thông IPv4 IPv6 qua mạng lõi IPv4 MPLS Kỹ thuật 6PE