I.1. T ổ n g q u át về vai trò củ a th ủ tụ c IC M P v6 tro n g h o ạt đ ộ n g củ a IPv6
T ro n g h o ạt đ ộn g Internet p hiê n bả n 4, Internet Control Message P ro to col (IC M P ), là m ộ t th ủ tụ c củ a cá c th ô ng điệ p điều khiể n , h ỗ trợ ch o h o ạ t đ ộn g m ạ n g . C á c th ô n g điệ p IC M P , tru yề n tải b ằn g n h ữ n g g ói tin , đ ƣ ợ c sử d ụ n g tro n g IPv4 vớ i m ụ c đ ích b á o lỗi và đ iều kh iển tru yề n tả i IP , cũ n g n h ƣ th ự c h iệ n n h ữ n g ch ứ c n ă n g ch ẩ n đ o á n m ạ n g . T h ô n g đ iệ p IC M P p h â n lo ại th à n h h ai d ạ ng : th ô n g đ iệ p lỗi, h o ặ c th ô ng đ iệp “h ỏi - đá p ”. K hi có lỗi xả y ra tro n g q u á trìn h tru yề n tải gói tin IP , rou te r đ a n g xử lý ho ặ c no d e n h ậ n g ói tin sẽ thô n g b á o vấ n đ ề ch o no d e g ử i đ ể n o d e g ử i có th ể tru yền lại g ói tin h o ặ c tiế p tụ c th ự c hiệ n n h ữ n g ch u trìn h xử lý lỗi kh á c. N h ữ n g ch ƣ ơ n g trình d ò tìm n h ƣ p in g , tra ce ro u te sử d ụ n g n h ữ n g th ô n g điệ p “h ỏi - đ á p” củ a IC M P đ ể th ự c hiệ n chẩ n đ o án m ạ n g . T h ô n g đ iệ p IC M P cũ n g p h ụ c vụ ch o q u á trìn h lái (redirect), là quá trình router thông báo cho máy tính về m ộ t đ ích tiế p th e o (ne xt hop) tố t h ơ n để ch u yển lƣ u lƣ ợ n g tớ i m ộ t đ ích n h ấ t định .
M ộ t số ch ứ c n ă n g củ a IC M P : T h ô n g b á o lỗi m ạ n g .
T h ô n g b á o tắ c n g h ẽ n m ạ n g .
H ỗ trợ xử lý sự cố , ch o cá c ch ƣ ơ n g trìn h ch ẩn đ o á n m ạ ng. Thông báo hết th ờ i gian số n g củ a g ói tin .
T h ự c h iệ n redirect.
T ro n g h o ạ t đ ộn g Internet p hiê n b ả n 6 , IC M P v6 đ ƣ ợ c tổ h ợ p vớ i IPv6. M ọ i n o d e h ỗ trợ IPv6 p h ả i th ự c th i h o àn to à n IC M P v6 . IC M P v6 là p h iê n b ả n đ ƣ ợ c biế n đ ổi, n â ng cấ p của IC M P tro n g IPv4.
Trong phiên b ản 4 , IC M P ch ỉ b a o g ồ m cá c th ô n g điệ p điều khiển , hỗ trợ h o ạ t đ ộ n g m ạ n g . C ò n cá c q u y trìn h h o ạ t đ ộ n g cầ n thiế t kh á c đ ƣ ợ c đ ả m n h iệ m b ằ n g n h ữ n g th ủ tụ c riê n g . V í d ụ : q u á trìn h ph â n giải địa chỉ đ ƣ ợ c đ ả m n h iệ m b ằ n g th ủ tụ c A R P . Nế u th iế t b ị IPv4 tham gia vào quá trìn h địn h tu yế n m u ltica st, việ c q u ả n lý q ua n h ệ th à n h viê n n h ó m m u ltica st đ ƣ ợ c đ ả m n h iệ m b ằ n g th ủ tụ c IGMP, sử d ụ n g tậ p h ợ p th ô n g đ iệ p riê n g.
P h iê n b ả n địa chỉ IPv6 th ự c h iệ n q u y ch u ẩ n h o á cá c th ô n g đ iệ p p h ụ c vụ ch o n h ữ n g q u y trìn h ho ạ t đ ộn g tro n g m ạ n g n ội b ộ. C á c q u y trình h o ạ t độ n g , gia o tiế p g iữ a cá c no d e IPv6 tron g m ộ t m ạ n g n ội bộ , ba o g ồ m q u á trìn h p h â n giải từ địa chỉ lớ p 2 thàn h đ ịa chỉ lớ p 3 và n hiề u q u y trìn h kh á c đ ƣ ợ c đ ả m n h iệ m b ằ n g th ủ tụ c m ớ i – ND (Neighbor Disco very). T o àn b ộ n h ữ n g th ô n g điệ p sử d ụ n g tro n g cá c q u á trìn h n à y là th ô ng đ iệp IC M P v6 . N ế u n o d e IPv6 th a m g ia và o q u á trìn h địn h tu yế n m u ltica st, th ì việ c q u ả n lý q u a n h ệ thà n h viê n nh ó m m u ltica st đ ƣ ợ c đ ả m n h iệ m b ằ n g th ủ tụ c M L D (M u ltica st L iste n e r D isco ve ry). T h ủ tụ c n à y cũ ng sử d ụ n g cá c th ô n g điệ p IC M P v6 .
D o vậ y, th ủ tụ c IC M P v6 và n h ữ n g thô n g điệp IC M P v6 đ ó n g vai trò vô cù n g q u an trọn g tro n g h o ạ t đ ộ n g củ a th ế h ệ địa ch ỉ IPv6. Các quy trình g ia o tiế p cố t yế u g iữ a host vớ i h o st, giữ a h o st vớ i ro u ter IPv6 trê n m ộ t đ ƣ ờ n g kế t n ối, vố n là n ề n tả n g ch o h o ạ t đ ộ ng củ a node IPv6, đề u d ự a trê n việ c tra o đổ i cá c th ôn g điệ p IC M P v6 .
S o vớ i ICMPv4 , IC M P v6 đ ƣ ợ c đ ơ n g iản ho á b ằ n g cá ch b ỏ b ớ t đi n h ữ n g d ạ n g th ô n g đ iệ p kh ô ng h o ặ c hiế m kh i sử d ụ n g , n h ƣ n g lại đả m n h iệ m n hiề u ch ứ c n ă ng h ơ n IC M P v4 . T h ô n g điệ p IC M P v6 n g o ài th ự c h iệ n ch ứ c n ă ng b á o lỗi, ch ẩ n đ o án , điề u khiể n h o ạ t đ ộ n g m ạ n g , cò n p h ụ c vụ ch o nhiề u qu y trìn h khô n g tồ n tạ i tron g IPv4 h oặ c đ ƣ ợ c cun g cấ p b ở i cá c th ủ tụ c riên g tro ng IPv4, ví d ụ thự c th i q u á trìn h p h â n giả i đ ịa ch ỉ.
IC M P v6 đ ƣ ợ c m ô tả tro n g R F C 2 46 3 (Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification). D o th ôn g điệp IC M P v6 đ ƣ ợ c sử d ụ n g tro n g cá c q u y trìn h ho ạ t độ n g củ a h ai th ủ tụ c cố t yế u kh ác củ a IPv6, nên ICMPv6 đ ƣ ợ c co i là cu n g cấp cơ cấ u h o ạ t đ ộ n g cho ha i th ủ tụ c nà y. Đ ó là : MLD (Multicast Listener Discovery) - T h ủ tụ c q u ả n lý q ua n hệ th à nh
viê n m u ltica st, p h ụ c vụ cho đ ịn h tu yế n m u ltica st
ND (Neighbor Discovery) - Đ ả m n h iệ m th ự c th i g ia o tiế p giữ a cá c n o d e tro n g m ộ t đ ƣ ờ n g kế t n ối.
I.2. P h ân lo ại th ô n g đ iệp IC M P V 6 I.2.1 Gói tin ICMPv6 I.2.1 Gói tin ICMPv6
G ó i tin IC M P v6 b ắ t đ ầ u sa u m à o đ ầ u cơ b ả n h o ặ c m ộ t m à o đ ầ u m ở rộ n g củ a IPv6 và đ ƣ ợ c xá c đ ịn h b ở i giá trị 58 củ a trƣ ờ n g M à o đ ầ u tiế p theo (Next-Header) tro n g m à o đ ầ u cơ b ả n h o ặ c m à o đ ầ u m ở rộ n g p h ía
trƣ ớ c. G ó i tin IC M P v6 b a o g ồ m p h ầ n m à o đ ầ u củ a ICMPv6 (ICMPv6 header) và ph ầ n thô n g điệ p (IC M P v6 m e ssa g e ).
IC M P v6 h e a d e r b a o g ồ m b a trƣ ờ n g : D ạ n g (Type) 8 bit, Mã (Code) 8 bit và K iể m tra (Checksum) 16 bit. H ai trƣ ờ n g D ạ n g và M ã tron g m à o đ ầ u ICMPv6 đ ƣ ợ c sử d ụ n g đ ể p h â n loại th ô ng điệp IC M P v6 .
D ạn g (T yp e): G iá trị bit đ ầ u tiê n của trƣ ờ ng D ạ n g sẽ xá c địn h đ â y là th ô n g điệp lỗi, h a y th ô n g điệ p thô n g tin .
Mã (Code): 8 bit trƣ ờ n g Mã sẽ p h â n d ạ n g sâu h ơ n g ói tin IC M P v6 , đ ịn h rõ đâ y là g ói tin g ì tro n g từ n g loại th ô ng điệ p IC M P v6 .
K iểm tra (Checksum): cu n g cấ p giá trị sử d ụ n g đ ể kiể m tra lỗ i cho to à n b ộ g ói tin IC M P v6 .
H ình 27: C ấu trúc gói tin IC M P v6
C ũ n g n h ƣ IC M P v4 , IC M P v6 đ ƣ ợ c sử d ụ n g để trao đ ổi cá c th ô n g điệ p đ iề u khiể n , ba o g ồ m n h ữ n g th ô n g điệp đ ả m n h iệ m b á o cá o tình trạn g h o ạ t đ ộn g của m ạ n g , b á o cáo lỗi, h ỗ trợ ch ẩn đ o á n m ạ n g . T u y n hiê n , n h ằ m p h ụ c vụ th ự c h iệ n n h ữ n g q u y trìn h h o ạt đ ộ n g cơ b ả n củ a đ ịa chỉ IPv6, IC M P v6 cò n b a o gồ m n h ữ n g d ạ n g th ôn g điệ p m ớ i, ph ụ c vụ ch o cá c th ủ tụ c và n h ữ n g q u y trình gia o tiế p củ a cá c n o d e IPv6. Các thông đ iệ p IC M P đ ƣ ợ c p h â n là m h a i lo ại: T h ô n g đ iệp lỗ i và T h ô n g đ iệp thông tin.
I.2.2. T h ô n g đ iệp lỗ i
C á c th ô n g đ iệ p lỗi đ ƣ ợ c sử dụ n g để b á o lỗi tro n g q u á trình ch u yển tiế p và p h â n p hố i g ói tin IPv6, th ự c hiệ n b ở i n o d e đ ích h o ặ c ro u ter đ a n g xử lý gói tin. C á c th ô ng điệ p nà y có giá trị củ a 8 bit trƣ ờ n g D ạ n g từ 0 đ ế n 127 (bit đ ầu tiên đ ƣ ợ c đ ặ t g iá trị 0). C á c th ô n g đ iệ p lỗi b a o g ồ m :
M à o đ ầ u IP v6 M à o đ ầ u IC M P v6 T h ô n g đ iệ p IC M P v6
D ạ n g Mã K iể m tra
T h ô n g đ iệ p IC M P v6
Destination Unrea ch a ble (K h ô n g tớ i đ ƣ ợ c đ ích ), Packet Too Big (Gói tin q uá lớ n ), T im e E xce e d e d (Q u á th ờ i gian ch o p h é p ), và Parameter P ro b le m (C ó vấ n đ ề về th a m số ).
B ảng 7: C ác thông điệp lỗi
D ạn g (type) M ô tả G iá trị trƣ ờ n g M ã (co d e)
1 Destination unreachable. (K h ôn g tớ i đƣ ợ c đ ích ) 0 - K h ôn g có tu yế n tớ i đ ích 1 - G iao tiế p tớ i đ ích b ị cấ m 2 - C hƣ a g án 3 - Đ ịa ch ỉ kh ôn g kế t nố i đ ƣ ợ c. 4 - P o rt kh ôn g kế t nố i tớ i đƣ ợ c
2 Packet too big
(G ó i tin qu á lớ n ) 0 3 Time exceeded (Q u á th ờ i g ian cho p hé p ) 0 - V ƣ ợ t q uá g iớ i hạ n b ƣ ớ c (h op limit). 1 - T h ờ i g ian tạ o lạ i gó i tin vƣ ợ t q uá g iớ i h ạn ch o p hé p 4 Parameter problem (C ó vấn đề về th a m số ) 0 - Lỗ i ph ần m à o đ ầu (he ad e r) 1 - K h ô ng n hậ n dạ ng đ ƣ ợ c M à o đ ầu tiếp th eo 2 - K h ôn g nh ận ra tù y chọ n IP v6 T h ô n g điệ p lỗi “K h ô n g tớ i đ ƣ ợ c đích ” đ ƣ ợ c gử i khi m ộ t n o d e kh ôn g thể ch u yể n tiế p g ói tin vì m ộ t số lí d o n à o đ ó (kh ô n g p h ải d o tắ c ng h ẽ n m ạ n g ). N o d e g ử i th ô ng b áo lỗi về n gu ồ n củ a g ói tin , trƣ ờ n g Mã sẽ chỉ đ ịn h n g u yên n h â n, n h ƣ tron g b ả ng 7 .
N o d e g ử i th ôn g điệp lỗi “G ói tin q u á lớ n ” khi kích th ƣ ớ c g ói tin vƣ ợ t q u á g iá trị M T U củ a đ ƣ ờ n g kế t n ố i. T ro n g IPv6, việ c p h ân m ả n h kh ô n g đ ƣ ợ c th ự c h iệ n b ở i ro u te r (b ộ định tu yế n ), ch ỉ có n o d e n g u ồ n th ự c hiệ n p h â n m ả n h . T h ô n g đ iệ p “G ó i tin q u á lớ n” cò n đ ƣ ợ c sử d ụ n g tro n g q u y trìn h tìm kiế m g iá trị M T U n h ỏ nh ấ t (PathMTU) trê n to à n b ộ đ ƣ ờ ng tru yề n d ẫ n của IPv6, là m ộ t q u y trìn h d o thủ tụ c N eig hb o r D isco ve ry đ ả m n h iệ m .
K h i g iá trị G iớ i h ạ n b ƣ ớ c (Hop limit) trong m à o đ ầ u gói tin IPv6 đ ạ t tớ i 0 , g ó i tin sẽ b ị h u ỷ b ỏ và th ô n g đ iệ p lỗ i “ Q u á th ờ i g ia n ch o p h é p ” đ ƣ ợ c g ử i.
T h ô n g điệ p lỗi “C ó vấn đ ề về th a m số ” đ ƣ ợ c g ử i n ế u m ộ t n o d e n h ận th ấ y có vấ n đề tro n g m à o đ ầ u cơ bả n , ho ặc tro n g m ộ t mào đ ầ u m ở rộ n g củ a gói tin IPv6. D ạ n g lỗi đ ƣ ợ c chỉ định b ằ n g giá trị trƣ ờ n g Mã, n h ƣ tro n g bả n g 7 .
I.2.3. T h ô n g đ iệp th ô n g tin
T h ô n g điệ p thô n g tin IC M P v6 ch ia th à n h h ai n h ó m : T h ô n g đ iệ p th ô n g tin cơ b ả n và T h ô n g đ iệ p th ô n g tin m ở rộ n g. T rƣ ờ n g D ạ n g (Type) của g ó i tin th ô n g điệ p thô n g tin IC M P v6 có giá trị tro n g kh oả n g 1 28 - 255 (bit đ ầ u tiê n đ ƣ ợ c thiế t lậ p giá trị 1 ).
T h ô n g đ iệp th ô n g tin cơ b ản : B a o gồ m “E ch o re qu e st (Y ê u cầ u ph ả n h ồ i)” và “E ch o re ply (P h ả n hồi)” . H ai d ạ ng th ô n g đ iệ p n à y đ ƣ ợ c sử d ụ n g tro n g cá c ch ƣ ơ ng trìn h dò tìm n h ƣ p in g , tra ce ro ute , th ự c hiệ n ch ứ c n ă n g ch ẩ n đ o á n m ạ n g .
B ảng 8: T hông điệp thông tin cơ bản
D ạn g (T yp e) M ô tả Mã (Code)
128 Echo request
(Y ê u cầu ph ản h ồ i) 0
129 Echo reply
(P h ản hồ i) 0
T h ô n g đ iệp th ô n g tin m ở rộ n g :L à n h ữ n g th ô n g điệ p IC M P v6 p h ụ c vụ ch o cá c th ủ tụ c th ự c hiệ n ch ứ c n ă n g giao tiế p giữ a cá c n o d e lân cậ n tro n g m ộ t đ ƣ ờ n g kế t n ối, sử d ụ ng ch o các q u y trìn h h o ạ t đ ộn g cố t yế u củ a IPv6.
N h ữ n g th ô n g đ iệ p n à y đ ƣ ợ c liệ t kê tro n g b ản g 9 . T ro ng đ ó các thông đ iệ p: Multicast Listener Query (T ru y vấ n đ ối tƣ ợ n g n g he lƣ u lƣ ợ n g Multicast), Multicast Listener Report (B á o cá o đ ối tƣ ợ n g n gh e lƣ u lƣ ợ n g M ultica st), Multicast Listener Done (K ế t th ú c n g h e lƣ u lƣ ợ n g m u ltica st) p hụ c vụ ch o thủ tụ c M L D . N ă m th ô n g đ iệ p Router Solicitation (Dò tìm router), Router Advertisement (Q u ả ng b á củ a rou te r), Neighbor
Solicitation (D ò tìm n o d e lâ n cậ n ), Neighbor Advertisement (Q u ả n g b á củ a n o d e lân cậ n) và Redirect (Lái) p hụ c vụ ch o th ủ tụ c N D .
Bảng 9: T hông điệp thông tin m ở rộng
D ạn g (T yp e) M ô tả Mã (Code)
130 Multicast Listener Query
(T ru y vấ n đố i tƣ ợ n g ng he lƣ u lƣ ợ n g M u ltica st) 0
131 Multicast Listener Report
(B á o cáo đố i tƣ ợ ng ng he lƣ u lƣ ợ n g M u ltica st) 0
132 Multicast Listener Done
(K ế t thú c ng he lƣ u lƣ ợ n g m u ltica st) 0 133 Router Solicitation (Dò tìm router) 0 134 Router Advertisement (Q u ản g b á của rou te r) 0 135 Neighbor Solicitation (D ò tìm n od e lâ n cận ) 0 136 Neighbor Advertisement (Q u ản g b á của n od e lâ n cận ) 0 137 Redirect (Lái) 0
C h ú n g ta sẽ tìm h iể u chi tiế t h ơ n về n h ữ n g th ô n g điệ p th ô n g tin m ở rộ n g tro n g n h ữ n g m ụ c sa u , khi m ô tả ch i tiế t về cá c q u y trìn h h o ạt đ ộ n g cơ b ả n củ a IPv6.