MẠNG VIỄN THÔNG – ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT GIAO THỨC INTERNET PHIÊN BẢN 6 (IPV6) Telecommunication network – Internet Protocol, version 6 - Specification

TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN XXXX:2013 Xuất lần MẠNG VIỄN THÔNG – ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT GIAO THỨC INTERNET PHIÊN BẢN (IPV6) Telecommunication network – Internet Protocol, version - Specification HÀ NỘI – 2013 TCVN XXXX:201X TCVN XXXX:201X TCVN XXXX:201X MỤC LỤC Phạm vi áp dụng……… ……………………………………………………………………… Tài liệu viện dẫn……………………………………………………………………………… Thuật ngữ……………………………………………………………………………………… Đặc điểm kỹ thuật 4.1 Giới thiệu …… …… ………………………………………………………………… 4.2 Định dạng Phần mào đầu 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 IPv6 Các Mào đầu mở rộng IPv6…………………………………………………… 4.3.1 Thứ tự Mào đầu mở rộng…………………………………………… 4.3.2 Các tùy chọn…………………………………………………………………… 4.3.3 Mào đầu Tùy chọn Hop-by-Hop……………………………………………… 4.3.4 Mào đầu Định tuyến…………………………………………………………… 4.3.5 Mào đầu Phân đoạn …………………… …………………………………… 4.3.6 Mào đầu Tùy chọn đích…….………………………………………………… 4.3.7 Mào đầu Không kế tiếp.……………………………………………………… Các vấn đề kích thước gói tin ………………………………………………… Nhãn Luồng…………………………………………………………………………… Các Lớp giao vận…………………………………………………………………… Các vấn đề Giao thức lớp trên……………………………………………… 5 10 11 13 13 18 22 24 25 25 25 26 TCVN XXXX:201X Lời nói đầu TCVN XXXX:2013 hồn tồn phù hợp với tài liệu RFC 2460 (1998) ”Internet Protocol, version - Specification” Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet (IETF) TCVN XXXX:2013 Vụ Khoa học Công nghệ xây dựng, Bộ Thông tin Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN XXXX:201X TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN XXXX:201X Đặc điểm kỹ thuật giao thức Internet phiên Internet Protocol, version - Specification Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định đặc điểm kỹ thuật giao thức Internet (IP) phiên Giao thức internet phiên (IPv6) thiết kế để dùng hệ thống liên kết mạng truyền thơng máy tính chuyển mạch gói Giao thức IPv6 giúp cho việc truyền khối liệu, gọi gói tin, từ nguồn đến đích, nguồn đích máy chủ nhận dạng địa có độ dài 128 bit Giao thức IPv6 cho phép phân đoạn tái lắp ráp gói tin dài để truyền qua mạng “gói nhỏ”, cung cấp chức cần thiết cho việc phân phát gói bit (một gói tin internet) từ nguồn tới đích hệ thống liên kết đa mạng Tài liệu viện dẫn TCVN 8072:2009 “Mạng viễn thông – Giao thức IPv4” IETF RFC 2402 “IP Authentication Header” IETF RFC 2406 “IP Encapsulating Security Payload” IETF RFC 1700 “Assigned Numbers” IETF RFC 1981 “Path MTU Discovery for IP version 6” Thuật ngữ Nút mạng (Node) - Thiết bị thực thi IPv6 Bộ định tuyến (Router) - Nút mạng có khả chuyển tiếp gói tin IPv6 khơng định địa cho nút mạng Máy chủ lưu trữ (Host) - Bất kỳ nút mạng mà Bộ định tuyến Lớp (Upper layer) - Tầng giao thức phía IPv6 Ví dụ giao thức giao vận TCP UDP, giao thức điều khiển ICMP, giao thức định tuyến OSPF Liên kết (Link) - Bộ phận giao tiếp hay mơi trường mà nút mạng kết nối với Tầng liên kết, tức tầng bên TCVN XXXX:201X IPv6 Ví dụ mạng Ethernet (kết nối đơn hay kết nối cầu), liên kết PPP,… Nút láng giềng (Neighbors) - Các nút mạng thuộc liên kết Giao diện (Interface) - Mặt tiếp giáp nút mạng liên kết Địa (Address) - Bộ định danh tầng IPv6 cho giao diện tập hợp giao diện Gói tin (packet) - Phần mào đầu IPv6 cộng với phần liệu gói tin (payload) Link MTU (Link Maximum - transmission unit) Path MTU Đơn vị truyền tải tối đa, tức kích thước lớn gói tin (tính octet) truyền tải qua liên kết - Link MTU nhỏ tất Link MTU đường truyền Nút nguồn Nút đích Đặc điểm kỹ thuật 4.1 Giới thiệu Giao thức Internet phiên (IPv6) phiên Giao thức Internet, thiết kế kế thừa Giao thức Internet phiên (IPv4) Những thay đổi từ IPv4 sang IPv6 chủ yếu tập trung vào: Mở rộng không gian địa chỉ: Bằng việc tăng kích cỡ địa IP từ 32 bit lên 128 bit, IPv6 hỗ trợ nhiều cấp độ phân cấp địa chỉ, hỗ trợ nhiều nút mạng định địa đơn giản hóa q trình cấu hình tự động địa Khả mở rộng định tuyến multicast cải thiện cách thêm trường "phạm vi" vào địa multicast Đồng thời định nghĩa kiểu địa "địa anycast", dùng để gửi gói tin đến nhóm nút mạng Đơn giản hóa khn dạng Phần mào đầu: Một số trường Phần mào đầu IPv4 lược bỏ chuyển thành Tùy chọn giúp giảm thời gian xử lý trường hợp thường gặp q trình xử lý gói tin hạn chế băng thông phải sử dụng cho Phần mào đầu IPv6 Cải tiến Phần mở rộng Tùy chọn: Các Tùy chọn Phần mào đầu IP mã hóa, cho phép chuyển tiếp hiệu hơn, giảm bớt giới hạn nghiêm ngặt độ dài Tùy chọn tăng tính linh hoạt tùy chọn tương lai Khả ghi nhãn luồng: Khả IPv6 cho phép ghi nhãn gói tin thuộc luồng lưu lượng cụ thể mà bên gửi yêu cầu xử lý đặc biệt, chẳng hạn yêu cầu “không mặc định chất lượng dịch vụ” yêu cầu dịch vụ "thời gian thực" Khả xác thực bảo mật: Các Phần mở rộng Phần mào đầu IPv6 giúp hỗ trợ xác thực, bảo TCVN XXXX:201X đảm tính tồn vẹn liệu bảo mật liệu 4.2 Định dạng Phần mào đầu IPv6 Phiên 12 16 31 Lớp giao vận Độ dài tải Nhãn luồng Mào đầu kế Giới hạn bước nhảy Địa nguồn Địa đích Hình - Định dạng Phần mào đầu IPv6 Phiên bản: Sử dụng bit Số hiệu phiên Giao thức Internet, trường hợp giá trị trường Phiên = Lớp giao vận: Sử dụng bit (Xem mục 4.6.) Nhãn luồng: Sử dụng 20 bit (Xem mục 4.5.) Độ dài tải: Sử dụng 16-bit Độ dài phần liệu gói tin IPv6, tức phần cịn lại gói tin sau Phần mào đầu IPv6 này, tính đơn vị octet Các Mào đầu mở rộng [mục 4.3.] coi phần liệu gói tin, tính tốn vào chiều dài gói tin Mào đầu kế: Sử dụng 8-bit Xác định kiểu mào đầu liền kề sau Phần mào đầu IPv6 Trường Mào đầu kế sử dụng giá trị giống trường giao thức IPv4 Giới hạn bước nhảy: Sử dụng 8-bitGiá trị trường Giới hạn bước nhảy giảm gói tin bị chuyển tiếp qua nút mạng Gói tin bị loại Giới hạn bước nhảy giảm xuống Địa nguồn: Sử dụng 128 bit TCVN XXXX:201X Địa nơi khởi tạo gói tin Địa đích: Sử dụng 128-bit Địa nơi dự kiến nhận gói tin (có thể khơng phải nơi nhận cuối có diện Mào đầu định tuyến) 4.3 Các Mào đầu mở rộng IPv6 Trong IPv6, thông tin lớp tùy chọn (optional internet-layer) mã hóa mào đầu riêng biệt đặt Phần mào đầu IPv6 Mào đầu lớp (upper layer header) gói tin IPv6 Các Mào đầu gọi Mào đầu mở rộng xác định giá trị trường Mào đầu Kế Phần mào đầu IPv6 Một gói tin IPv6 không mang mang hay nhiều Mào đầu mở rộng, Mào đầu mở rộng cụ thể xác định trường Mào đầu Kế mào đầu liền kề trước Ví dụ: Phần mào đầu IPv6 Mào đầu Kế = TCP Mào đầu TCP + liệu Phần mào đầu IPv6 Mào đầu định tuyến Mào đầu Kế = Định tuyến Mào đầu Kế = TCP Phần mào đầu IPv6 Mào đầu định tuyến Mào đầu Kế = Định tuyến Mào đầu Kế = Phân đoạn Mào đầu TCP + liệu Mào đầu phân đoạn Mào đầu Kế = TCP Phân đoạn Mào đầu TCP + liệu Hình - Một số ví dụ Mào đầu mở rộng gói tin IPv6 Dọc theo đường gói tin, Mào đầu mở rộng không bị kiểm tra hay xử lý nút mạng gói tin đến nút mạng (hoặc nút mạng trường hợp multicast) xác định trường “Địa đích” Phần mào đầu IPv6 Lúc này, quy trình điều giải trường Mào đầu Kế Phần mào đầu IPv6 gọi mô đun để xử lý Mào đầu mở rộng đầu tiên, Mào đầu lớp khơng có diện Mào đầu mở rộng Nội dung ngữ nghĩa Mào đầu mở rộng xác định liệu có xử lý hay khơng xử lý Mào đầu sau Vì vậy, Mào đầu mở rộng phải xử lý theo trình tự chúng xuất gói tin Có trường hợp ngoại lệ khơng giống nói Mào đầu tùy chọn Hop-by-Hop, diện mào đầu buộc gói tin phải kiểm tra xử lý tất nút mạng dọc theo đường gói tin, bao gồm Nguồn Đích Vì vậy, Mào đầu tùy chọn Hop-by-Hop có đứng sau Phần mào đầu IPv6 Sự diện định giá trị trường Mào đầu Kế Phần mào đầu IPv6 TCVN XXXX:201X Trong trình xử lý mào đầu, nút mạng yêu cầu xử lý mào đầu nút mạng không nhận diện giá trị trường "Mào đầu Kế" mào đầu tại, loại bỏ gói tin gửi tin nhắn Sự cố tham số ICMP tới nơi tạo lập gói tin, với giá trị Mã ICMP ("gặp lỗi không nhận diện Mào đầu Kế") trường Con trỏ ICMP có chứa phần bù giá trị khơng nhận diện gói tin ban đầu Hành động tương tự thực nút mạng gặp phải giá trị "Mào đầu Kế" mào đầu Phần mào đầu IPv6 Độ dài Mào đầu mở rộng bội số octet để giữ lại octec liên kết với mào đầu theo sau Một thực thi IPv6 đầy đủ bao gồm thực thi Mào đầu mở rộng sau đây: • Các Tùy chọn Hop-by-Hop • Định tuyến (kiểu 0) • Phân đoạn • Các tùy chọn Đích • Xác thực • Mã hóa nội dung gói tin (Encapsulating Security Payload) Bốn Mào đầu quy định tài liệu này, hai mào đầu cuối quy định tương ứng [RFC-2402] [RFC 2406] 4.3.1 Thứ tự mào đầu mở rộng Khi gói tin có chứa nhiều mào đầu mở rộng, chúng xếp theo thứ tự sau : 10 • Phần mào đầu IPv6 • Mào đầu tùy chọn Hop-by-Hop • Mào đầu tùy chọn đích (Chú thích 1) • Mào đầu định tuyến • Mào đầu phân đoạn • Mào đầu Xác thực (Chú thích 2) • Mào đầu mã hóa nội dung gói tin (Encapsulating Security Payload) (Chú thích 2) TCVN XXXX:201X Các Tùy chọn đặc biệt có yêu cầu liên kết đặc biệt để đảm bảo giá trị nhiều octet trường Dữ liệu tùy chọn rơi vào giới hạn tự nhiên Sự xếp Tùy chọn xác định cách sử dụng ký hiệu xn + y, có nghĩa Kiểu Tùy chọn phải xuất số nguyên lần x octet từ điểm bắt đầu mào đầu cộng với y octet Ví dụ: 2n Được hiểu lệch khoảng octet kể từ điểm đầu Mào đầu 8n+ Được hiểu lệch khoảng octet từ điểm bắt đầu mào đầu sau cộng thêm octet Có hai Tùy chọn đệm sử dụng cần thiết để xếp Tùy chọn theo trật tự liên tiếp chèn mào đầu mang tới bội số octet dài Các Tùy chọn đệm phải nhận tất điểm xử lý IPv6: Tùy chọn Đệm Lưu ý: Định dạng Tùy chọn Đệm trường hợp đặc biệt - khơng có độ dài trường giá trị Tùy chọn Đệm sử dụng để chèn octet đệm vào miền Tùy chọn mào đầu Nếu cần đến nhiều octet đệm Tùy chọn Đệm N (mô tả phần tiếp theo) sử dụng thay cho tùy chọn Đệm Tùy chọn Đệm N Độ dài liệu tùy chọn Dữ liệu tùy chọn Các Tùy chọn Đệm N sử dụng để chèn hai nhiều hai octet đệm vào miền Tùy chọn mào đầu Đối với N octet đệm, trường Độ dài liệu tùy chọn có chứa giá trị N-2, Dữ liệu tùy chọn bao gồm N-2 octet chưa có giá trị 4.3.3 Mào đầu Tùy chọn Hop – by – Hop Mào đầu tùy chọn Hop-by-Hop sử dụng để mang thông tin Tùy chọn bắt buộc bị kiểm tra tất Nút mạng đường gói tin Mào đầu tùy chọn Hop-by-hop nhận dạng giá trị “Mào đầu Kế” Phần mào đầu IPv6 có định dạng sau: Mào đầu Kế Độ dài mào đầu mở rộng 13 TCVN XXXX:201X Các tùy chọn Mào đầu Kế: Sử dụng bit Xác định kiểu mào đầu sau Mào đầu tùy chọn Hop- by – hop Các trường sử dụng chung giá trị giao thức IPv4 [TCVN 8072:2009] Độ dài mào đầu mở rộng: Sử dụng bit Kích thước Mào đầu tùy chọn Hop-by-hop theo đơn vị 8-octet (khơng tính đến octet đầu tiên) Các Tùy chọn : Trường có độ dài co dãn Độ dài co dãn cho Mào đầu tùy chọn Hop-by-Hop hoàn toàn bội số octet dài Chứa nhiều Tùy chọn (mã hóa TLV), mơ tả phần 4.3.2 Chỉ có Tùy chọn Hop-by-Hop xác định tài liệu tùy chọn Đệm Đệm N quy định phần 4.3.2 4.3.4 Mào đầu định tuyến Mào đầu định tuyến sử dụng Nút nguồn IPv6 nhằm liệt kê tất nút mạng trung gian mà gói tin IPv6 phải qua đường từ nguồn đến đích gói tin Chức tương đồng với Nguồn không nghiêm ngặt Tùy chọn tuyến ghi IPv4[TCVN 8072:2009] Mào đầu định tuyến nhận dạng giá trị Mào đầu Kế 43 mào đầu trước có định dạng sau: Mào đầu Kế Độ dài mào đầu mở rộng Kiểu đinh tuyến Phân đoạn lại Dữ liệu Kiểu riêng Mào đầu Kế: Sử dụng bit Giúp xác định kiểu mào đầu sau Mào đầu định tuyến Sử dụng chung giá trị trường giao thức IPv4 Độ dài Mào đầu mở rộng: Sử dụng bit Kích thước Mào đầu định tuyến theo đơn vị octet (khơng tính đến octet đầu tiên) 14 TCVN XXXX:201X Kiểu đinh tuyến: Sử dụng bit Giúp xác định kiểu Mào đầu định tuyến khác Phân đoạn lại: Sử dụng bit Số phân đoạn tuyến lại Tức là, số lượng nút mạng trung gian cịn phải qua gói tin trước đến đích cuối Dữ liệu kiểu riêng: Trường có độ dài co dãn Trường (của khn dạng xác định Kiểu định tuyến) có độ dài thay đổi cho Mào đầu định tuyến bội độ dài Octet Nếu trình xử lý gói tin nhận, nút mạng gặp Mào đầu định tuyến với giá trị Kiểu định tuyến chưa nhận diện được, hành động nút mạng phụ thuộc vào giá trị trường Phân đoạn cịn lại, sau: • Nếu trường Phân đoạn lại 0, nút mạng phải bỏ qua Mào đầu định tuyến tiến hành xử lý mào đầu gói tin, mào đầu mà xác định trường Mào đầu Kế Mào đầu định tuyến • Nếu trường Phân đoạn cịn lại khác 0, nút mạng phải loại bỏ gói tin gửi tin nhắn cố tham số ICMP, Mã tới Địa Nguồn gói tin, trỏ tới Kiểu định tuyến chưa nhận diện Nếu, sau xử lý Mào đầu định tuyến gói tin nhận được, nút mạng trung gian xác định gói tin chuyển tiếp vào liên kết có Link MTU so với kích thước gói tin, nút mạng phải loại bỏ gói gửi tin nhắn Gói tin ICMP lớn đến Địa Nguồn gói tin Kiểu Mào đầu định tuyến có định dạng sau: Mào đầu Kế Độ dài MĐ mở rộng Kiểu định tuyến=0 Phân đoạn lại Dự trữ Địa [1] Địa [2] 15 TCVN XXXX:201X Địa [n] Mào đầu Kế Sử dụng 8-bit Xác định kiểu mào đầu sau Mào đầu định tuyến Sử dụng giá trị trường giao thức IPv4 [TCVN 8072:2009] Độ dài mào đầu mở rộng Sử dụng 8-bit Chiều dài Mào đầu định tuyến tính đơn vị 8-octet, không bao gồm octet Với kiểu Mào đầu đinh tuyến, Chiều dài mào đầu mở rộng hai lần số lượng địa mào đầu Kiểu Định tuyến Trong trường hợp kiểu Phân đoạn lại: Sử dụng 8-bit Số lượng phân đoạn định tuyến lại, nghĩa số lượng nút mạng trung gian liệt kê rõ ràng truy cập trước đến đích cuối Dự trữ Sử dụng 32-bit dùng riêng Khởi tạo để truyền dẫn khơng tiếp nhận q trình truyền Địa [1 n] Hướng 128-bit địa chỉ, đánh số từ đến n Các địa multicast không xuất Mào đầu định tuyến kiểu 0, trường Địa đích IPv6 gói tin mang Mào đầu định tuyến kiểu Một Mào đầu định tuyến không bị kiểm tra xử lý tới nút mạng xác định trường Địa đích Phần mào đầu IPv6 Trong nút mạng, trình điều phối trường Mào đầu Kế mào đầu liền kề trước làm cho mô-đun Mào đầu định tuyến gọi ra, trường hợp Định tuyến kiểu 0, thực thuật tốn sau đây: If Phân đoạn cịn lại = { tiến hành xử lý mào đầu gói tin, kiểu mào đầu xác định trường Mào đầu kế Mào đầu định tuyến } Else if Độ dài mào đầu mở rộng lẻ { 16 TCVN XXXX:201X gửi tin nhắn cố tham số ICMP, Mã đến Địa Nguồn, trỏ tới đến trường Độ dài mào đầu mở rộng, loại bỏ gói tin } else { tính tốn n - số lượng địa Mào đầu định tuyến, cách chia Độ dài mào đầu mở rộng cho if Phân đoạn lại lớn n { gửi tin nhắn cố tham số ICMP, Mã đến địa nguồn, trỏ vào trường Phân đoạn lại loại bỏ gói tin } else {Giảm Phân đoạn cịn lại 1; tính i, số địa truy cập véc tơ địa chỉ, cách trừ Phân đoạn lại từ n if Địa [i] Địa Đích IPv6 multicast { loại bỏ gói } else { chuyển đổi Địa đích IPv6 Địa [i] Giới hạn bước nhảy IPv6 nhỏ {một tin nhắn ICMP Time Exceeded Hop Limit Exceeded in Transit gửi tới Địa Nguồn loại bỏ gói tin } else {Giới hạn bước nhảy giảm 1, gửi lại gói tin đến mơ đun IPv6 để truyền đến đích } } } } 17 TCVN XXXX:201X Ví dụ sau mơ tả tác động thuật tốn trường hợp nút nguồn S gửi gói tin đến đích nút D, sử dụng Mào đầu định tuyến để buộc gói tin phải định tuyến thông qua nút trung gian I1, I2, I3 Các giá trị Phần mào đầu IPv6 có liên quan trường Mào đầu định tuyến phân đoạn đường gói tin sau: Khi gói liệu truyền từ S để I1: Địa nguồn = S Độ dài phân đoạn mở rộng = Điểm đến Đích = I1 Phân đoạn cịn lại = Địa [1] = I2 Địa [2] = I3 Địa [3] = D Khi gói liệu truyền từ I1 đến I2: Địa nguồn = S Độ dài phân đoạn mở rộng = Điểm đến Đích = I2 Phân đoạn cịn lại = Địa [1] = I1 Địa [2] = I3 Địa [3] = D Khi gói liệu truyền từ I2 để I3: Địa nguồn = S Độ dài phân đoạn mở rộng = Điểm đến Đích = I3 Phân đoạn cịn lại = Địa [1] = I1 Địa [2] = I2 Địa [3] = D Khi gói liệu truyền từ I3 đến D: Địa nguồn = S Độ dài phân đoạn mở rộng = Điểm đến ĐÍch = D Phân đoạn lại = 18 TCVN XXXX:201X Địa [1] = I1 Địa [2] = I2 Địa [3] = I3 4.3.5 Mào đầu phân đoạn Các Mào đầu phân đoạn sử dụng nguồn IPv6 gửi gói tin lớn, khơng vừa Path MTU đến đích (Lưu ý: khơng giống IPv4, phân đoạn IPv6 thực Nút nguồn, Bộ định tuyến dọc theo đường gói tin) Các Mào đầu phân đoạn xác định giá trị Mào đầu kế 44 mào đầu liền kề trước nó, có định dạng sau: Mào đầu kế Dự trữ Độ lệch phân đoạn Res M Bộ nhận dạng Mào đầu kế Sử dụng 8-bit Xác định kiểu mào đầu ban đầu Phần phân đoạn gói tin gốc Sử dụng giá trị giống trường giao thức IPv4 [RFC-1700] Dự trữ Sử dụng 8-bit Trường dự trữ Khởi tạo để truyền dẫn, bỏ qua trình tiếp nhận Độ lệch Phân đoạn Sử dụng 13 bit Độ lệch theo đơn vị 8-octet liệu sau mào đầu này, liên quan đến bắt đầu Phần phân đoạn gói tin gốc Res Sử dụng 2-bit trường dự trữ Khởi tạo để truyền dẫn, bỏ qua tiếp nhận Cờ M Mang giá trị có nghĩa cịn phân đoạn; Mang giá trị có nghĩa phân đoạn cuối Bộ nhận dạng Sử dụng 32 bit Xem mô tả Để gửi gói tin lớn (lớn đơn vị truyền tải tối đa - MTU) từ nguồn đến đích, nút nguồn chia gói tin thành phân đoạn gửi phân đoạn gói tin riêng biệt sau tổng hợp lại nút nhận 19 TCVN XXXX:201X Đối với gói tin phân đoạn, nút nguồn tạo giá trị nhận dạng Với Địa nguồn Địa đích, giá trị nhận dạng tạo phải khác gói tin bị phân đoạn Nếu có xuất Mào đầu định tuyến Địa đích phân đoạn đích cuối Gói tin lớn ban đầu chưa phân đoạn gọi "gói tin gốc", bao gồm hai phần, minh họa: Gói tin gốc: Phần không phân đoạn Phần phân đoạn Phần không phân đoạn (bao gồm Phần mào đầu IPv6 Mào đầu mở rộng bất kỳ) phải xử lý nút mạng đường đến đích Đó là, tất mào đầu Mào đầu định tuyến có, Mào đầu tùy chọn Hop-by-Hop có, khơng có Mào đầu mở rộng khác Phần Phân đoạn bao gồm phần cịn lại gói tin, có nghĩa là, mào đầu mở rộng cần xử lý Nút mạng đích cuối (hoặc nút mạng đích cuối trường hợp multicast), cộng với Mào đầu lớp liệu Phần phân đoạn gói tin gốc chia thành nhiều đoạn, đoạn (ngoại trừ đoạn cuối bên phải) bội số độ dài octet Các phân đoạn truyền gói tin phân đoạn riêng biệt minh họa: Gói tin gốc: Phần khơng phân đoạn Phân đoạn Phân đoạn thứ … Phân đoạn cuối Các gói phân đoạn: 20 Phần không phân đoạn Mào đầu phân đoạn Phân đoạn Phần không phân đoạn Mào đầu phân đoạn Phân đoạn thứ TCVN XXXX:201X • • • Phần không phân đoạn Mào đầu phân đoạn Phân đoạn cuối Mỗi gói tin phân đoạn gồm có: (1) Phần Khơng phân đoạn gói tin gốc với Độ dài tải Phần mào đầu IPv6 ban đầu thay đổi cho chứa độ dài gói tin phân đoạn (không bao gồm chiều dài thân Phần mào đầu IPv6) trường Mào đầu Kế (của mào đầu cuối Phần không phân đoạn) thay đổi thành 44 (2) Một Mào đầu phân đoạn có chứa: • Giá trị Mào đầu Kế xác định mào đầu Phần Phân đoạn gói tin gốc • Một Bù phân đoạn chứa phần bù phân đoạn tính theo đơn vị 8-octet, tùy thuộc vào phần bắt đầu Phần phân đoạn gói tin gốc Phần bù phân đoạn đoạn (ngoài bên trái) • Một cờ M có giá trị phân đoạn cuối (ngoài bên phải), trường hợp khác cờ M có giá trị • Giá trị nhận diện tạo từ gói tin gốc (3) Bản thân phân đoạn Kích thước phân đoạn phải đảm bảo cho phân đoạn qua Path MTU đến Đích gói tin (hoặc đích trường hợp multicast) Tại điểm Đích, gói tin bị phân đoạn tái lập lại thành hình dạng ban đầu chúng (như lúc chưa phân đoạn), minh họa: Tái lập gói tin gốc: Phần khơng phân đoạn Phần phân đoạn 21 TCVN XXXX:201X Sự tái lập tuân theo quy tắc sau: Gói tin gốc tái hợp lại từ gói tin phân đoạn có địa nguồn, địa đích mã nhận diện phân đoạn Phần Không phân đoạn gói tin tái lập bao gồm tất mào đầu trên, không bao gồm mào đầu phân đoạn gói phân đoạn (có nghĩa gói tin có Bù phân đoạn khơng) với hai thay đổi sau đây: • Trường Mào đầu Kế mào đầu cuối Phần không phân đoạn nhập từ trường Mào đầu Kế Mào đầu phân đoạn phân đoạn • Độ dài tải gói tin tái lập lại tính tốn từ kích thước Phần chưa phân đoạn cộng với phần bù phân đoạn cuối Ví dụ, cơng thức để tính tốn Độ dài tải gói tin gốc sau tái lập: PL.orig = PL.first - FL.first - + (8 * FO.last) + FL.last Trong PL.orig = Trường Độ dài tải gói tin sau tái lập PL.first = Trường Độ dài tải gói tin phân đoạn FL.first = Độ dài phân đoạn theo sau Mào đầu phân đoạn gói tin phân đoạn FO.last = Trường Bù phân đoạn Mào đầu phân đoạn gói tin phân đoạn cuối FL.last = Độ dài phân đoạn theo sau Mào đầu phân đoạn gói tin phân đoạn cuối Phần phân đoạn gói tin sau tái lập xây dựng từ phân đoạn theo sau Mào đầu phân đoạn gói tin phân đoạn Chiều dài phân đoạn tính tốn cách lấy độ dài tải gói tin trừ độ dài mào đầu nằm Phần mào đầu IPv6 phân đoạn Vị trí tương đối Phần phân đoạn tính từ giá trị Bù phân đoạn Các Mào đầu phân đoạn khơng xuất gói tin sau tái lập Các lỗi sau phát sinh q trình tái lập gói tin bị phân đoạn: Nếu phân đoạn nhận khơng đủ để hồn thiện q trình tái lập gói tin vịng 60 giây kể từ nhận phân đoạn đầu tiên, trình tái lập gói tin phải hủy bỏ tất phân đoạn nhận gói liệu phải loại bỏ Nếu phân đoạn (tức là, phân đoạn có phần bù phân đoạn 0) nhận tin nhắn ICMP thông báo thời gian tái lập phân đoạn gửi đến nguồn phân đoạn 22 TCVN XXXX:201X Nếu chiều dài phân đoạn (giống trường Độ dài tải gói tin phân đoạn) bội octet cờ M đoạn đoạn phải bị loại bỏ tin nhắn ICMP thông báo cố, Mã phải gửi đến nguồn phân đoạn đó, trỏ tới trường Độ dài tải gói tin phân đoạn Nếu độ dài phần bù phân đoạn (giống Độ dài tải gói tin tái lập lại từ đoạn đó) vượt q 65.535 octet, đoạn phải loại bỏ tin nhắn cố tham số ICMP, Mã gửi đến nguồn phân đoạn, trỏ đến trường Bù phân đoạn gói tin phân đoạn Các vấn đề sau xảy ngồi dự kiên không coi lỗi nếu: Số lượng nội dung mào đầu trước Mào đầu phân đoạn phân đoạn khác gói tin ban đầu khác Khi gói tin đên, mào đầu xuất trước mào đầu phân đoạn gói tin phân đoạn xử lý trước phân đoạn chuẩn bị vào trình tái lập Chỉ có mào đầu gói tin phân đoạn có phần bù giữ lại gói tin sau tái lập Các giá trị Mào đầu Kế Mào đầu phân đoạn phân đoạn khác gói tin gốc khác Chỉ có giá trị từ gói tin khơng có Bù phân đoạn sử dụng cho q trình tái lập 4.3.6 Mào đầu Tùy chọn Đích Mào đầu tùy chọn đích sử dụng để mang thơng tin Tùy chọn cần kiểm tra nút mạng đích gói tin (hoặc nút mạng đích gói tin Multicast) Mào đầu tùy chọn đích xác định giá trị Mào đầu kế 60 mào đầu trước liền kề trước, có định dạng sau: Mào đầu Kế Độ dài mào đầu mở rộng Các tùy chọn Mào đầu Kế Sử dụng 8-bit Xác định kiểu mào đầu sau Mào đầu tùy chọn Đích Sử dụng giá trị trường giao thức IPv4 [RFC-1700 et seq.] Độ dài mào đầu mở rộng Sử dụng 8-bit Chiều dài Mào đầu tùy chọn đích tính theo đơn vị 8-octet, không bao gồm octet 23 TCVN XXXX:201X Các tùy chọn Trường có độ dài co dãn Độ dài Mào đầu tùy chọn đích bội độ dài octet Chứa nhiều Tùy chọn mã hóa TLV, mơ tả phần 4.3.2 Chỉ tùy chọn đích xác định tài liệu Đệm tùy chọn Đệm N quy định phần 4.3.2 Có thể có hai cách để mã hóa thơng tin tùy chọn đích gói tin IPv6: • Mã hóa Tùy chọn Mào đầu tùy chọn đích • Mã hóa Mào đầu mở rộng riêng biệt Các Mào đầu phân đoạn Mào đầu xác thực ví dụ cách mã hóa mào đầu mở rộng riêng biệt Cách sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu Nút đích khơng hiểu thơng tin Tùy chọn: • Nếu u cầu Nút đích loại bỏ gói tin (trong trường hợp Địa đích gói tin khơng phải địa multicast) nút đích gửi tin nhắn ICMP Không diện kiểu đến địa nguồn gói tin Sau thơng tin mã hóa Mào đầu riêng biệt Tùy chọn Mào đầu tùy chọn đích với Kiểu tùy chọn có bít bậc cao mang giá trị 11 • Với yêu cầu khác, thông tin phải mã hóa tùy chọn Mào đầu tùy chọn đÍch với Kiểu Tùy chọn có giá trị 00, 01, 10 hai bit bậc cao nhất, trình thực xem phần 4.3.2 4.3.7 Mào đầu khơng Giá trị 59 trường Mào đầu Kế Phần mào đầu IPv6 Mào đầu mở rộng khơng có sau mào đầu Nếu trường Độ dài tải Phần mào đầu IPv6 có octet mào đầu (có trường Mào đầu Kế có chứa giá trị 59) octet phải bỏ qua, cho qua mà không bị thay đổi (khi chuyển tiếp gói tin) 4.4 Các vấn đề kích thước gói tin IPv6 yêu cầu tất liên kết Internet phải có đơn vị truyền tải lớn (MTU) gồm có 1280 octet Trên liên kết bất kỳ, truyền tải lần gói gồm 1280-octet tầng Ipv6 phải cung cấp liên kết cụ thể giúp phân đoạn tái lập gói tin 24 TCVN XXXX:201X Các liên kết có khả cấu hình MTU (ví dụ liên kết PPP) phải cấu hình để có MTU gồm có 1280 octet Tuy nhiên cấu hình với MTU gồm 1500 octet cao để phù hợp với khả đóng gói (hầm hóa) phải đảm bảo khơng bị phân đoạn tầng IPv6 Từ liên kết mà nút mạng gắn trực tiếp vào đó, nút mạng phải xử lý gói tin lớn MTU liên kết Cần phải nhấn mạnh rằng, nút mạng IPv6 thực việc tìm kiếm Path MTU [RFC-1981] để tận dụng lợi đường dẫn MTU lớn 1280 octet Tuy nhiên, thực thi Ipv6 tối thiểu (ví dụ: khởi động ROM) đơn giản q trình tự hạn chế nhằm gửi gói tin khơng lớn 1280 octet bỏ qua trình thực tìm kiếm Path MTU Để gửi gói tin lớn MTU đường gói tin, nút mạng sử dụng Mào đầu phân đoạn IPv6 để phân chia gói tin nguồn tái lập lại gói tin điểm Đích (hoặc Đích với trường hợp multicast) Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp phân đoạn khơng khuyến khích ứng dụng cho phép điều chỉnh kích thước gói tin để phù hợp với đường dẫn MTU (ví dụ giảm kích thước gói tin đến 1280 octet) Nút mạng phải có khả xử lý gói tin sau tái lập (từ phân đoạn) có kích thước lớn 1500 octet Một nút mạng chấp nhận gói tin bị phân đoạn lắp ráp lại có kích thước lớn 1500 octet Một giao thức lớp ứng dụng mà phụ thuộc vào phân đoạn IPv6 để gửi gói tin lớn MTU đường dẫn khơng nên gửi gói tin lớn 1500 octet trừ chắn Nút đích có khả lắp ráp lại gói tin có kích thước lớn Trong q trình nhận phản hồi gói tin IPv6 gửi đến Đích IPv4 (ví dụ, gói tin trải qua q trình biên dịch từ IPv6 sang IPv4), Nút nguồn IPv6 nhận tin nhắn ICMP Gói tin q lớn thơng báo MTU bước có 1280 octet Trong trường hợp này, nút mạng IPv6 không cần thiết làm giảm kích thước gói tin để 1280, phải mang Mào đầu phân đoạn gói tin để trình định tuyến biên dịch IPv6 IPv4 nhận giá trị nhận dạng phù hợp để sử dụng q trình tổng hợp phân đoạn IPv4 Lưu ý điều có nghĩa kích thước gói giảm xuống cịn 1232 octet (1280 trừ 40 cho Phần mào đầu IPv6 cho Mào đầu Fragment), tiếp tục nhỏ sử dụng thêm mào đầu mở rộng 4.5 Nhãn Luồng 20-bit trường Nhãn Luồng Phần mào đầu IPv6 sử dụng Nút nguồn để ghi nhãn chuỗi gói tin yêu cầu xử lý đặc biệt định tuyến IPv6 Chẳng hạn yêu cầu “không cần thiết lập mặc định chất lượng dịch vụ” dịch vụ địi hỏi "thời gian thực” Khía 25 TCVN XXXX:201X cạnh IPv6 thử nghiệm sửa đổi cho luồng liệu mạng Internet trở nên rõ ràng Các máy chủ lưu trữ định tuyến không hỗ trợ chức trường Nhãn Luồng yêu cầu: • Thiết lập trường xác định gói tin gốc • Đi xun qua trường mà khơng thay đổi chuyển tiếp gói tin • Bỏ qua trường nhận gói tin 4.6 Lớp giao vận 8-bit trường “Lớp giao vận” Phần mào đầu IPv6 sử dụng nút mạng gốc trình chuyển tiếp định tuyến để xác định phân biệt Tầng mạng khác ưu tiên gói tin IPv6 Các yêu cầu chung sau áp dụng cho trường “Lớp giao vận”: • Mặt phân cách dịch vụ với dịch vuh IPv6 cung cấp giao thức lớp nhằm đưa giá trị bit Lớp giao vận vào gói tin gốc hóa giao thức lớp Giá trị mặc định bit • Các nút mạng hỗ trợ sử dụng riêng tất bit Lớp giao vận phép thay đổi giá trị bit gói tin cho chúng định gốc, chuyển tiếp nhận theo yêu cầu sử dụng cụ thể Các nút mạng nên bỏ qua không thay đổi bit Lớp giao vận mà chúng khơng hỗ trợ sử dụng cụ thể • Một “giao thức lớp trên” không coi giá trị Lớp giao vận gói tin nhận giống giá trị gửi nguồn gói tin 4.7 Các vấn đề Giao thức lớp 4.7.1 Tổng kiểm tra lớp Giao thức giao vận giao thức lớp bao gồm địa từ Mào đầu IP tính tốn Tổng kiểm tra phải điều chỉnh để sử dụng IPv6, bao gồm 128 bit địa thay từ 32-bit địa IPv4 Đặc biệt, hình minh họa sau cho thấy TCP UDP " Mào đầu giả " cho IPv6: ĐỊa nguồn 26 TCVN XXXX:201X Địa đích Độ dài gói tin lớp Để trống • Mào đầu Kế Nếu gói tin IPv6 chứa Mào đầu định tuyến, địa đích sử dụng Mào đầu giả đích đến cuối Tại nút nguồn, địa yếu tố cuối Mào đầu định tuyến, điểm nhận (hoặc nhiều điểm nhận), địa vào trường Địa Đích Phần mào đầu IPv6 • Giá trị Mào đầu Kế Mào đầu giả xác định giao thức lớp (ví dụ, giá trị cho TCP, giá trị 17 cho UDP) Nó khác với giá trị Mào đầu Kế Phần mào đầu IPv6 có Mào đầu mở rộng Phần mào đầu IPv6 Mào đầu lớp • Độ dài gói tin lớp Mào đầu giả chiều dài Mào đầu lớp phần liệu (ví dụ, mào đầu TCP cộng với phần liệu TCP) Một số giao thức lớp mang thông tin chiều dài (ví dụ, trường Độ dài Mào đầu UDP) Với giao thức vậy, chiều dài sử dụng Mào đầu giả Các giao thức khác (chẳng hạn TCP) không mang thơng tin chiều dài chúng trường hợp độ dài sử dụng Mào đầu giả Độ dài tải từ Phần mào đầu IPv6 trừ độ dài phần Mào đầu mở rộng nằm Phần mào đầu IPv6 Mào đầu lớp • Khơng giống IPv4, gói tin UDP định nguồn nút mạng IPv6, tổng kiểm tra UDP tùy chọn Đó là, định nguồn gói tin UDP, nút mạng IPv6 phải tính tốn checksum UDP gói Mào đầu giả, kết tính tốn 0, phải thay đổi sang hệ số 16 giá trị FFFF để có vị trí Mào đầu UDP Nút nhận IPv6 phải loại bỏ gói tin UDP có chứa tổng kiểm tra khơng, ghi nhận lỗi 4.7.2 Vịng đời tối đa gói tin Không giống IPv4, nút mạng IPv6 không u cầu thực thi “vịng đời tối đa” gói tin Đó lý IPv4 trường "Thời gian sống" đổi tên thành "Giới hạn bước" IPv6 Trong thực tế thiết bị triển khai IPv4 phù hợp với yêu cầu giới hạn thời gian sống gói tin, đó, khơng phải thay đổi cần thiết Bất kỳ giao thức lớp phụ thuộc vào tầng internet (cho dù IPv4 IPv6) để hạn chế vịng đời gói tin phải nâng cấp để cung cấp chế riêng để phát loại bỏ gói tin lỗi thời 27