Giaothức liờn mạng thế hệ mới (IPv6)

- Thực thể: là thành phần tớch cực trong mỗi tầng, nú cú thể là một tiến trỡnh

5.6.4.Giaothức liờn mạng thế hệ mới (IPv6)

Giao thức IPv4 đó được coi là nền tảng cho mạng Internet với những tớnh chất ưu việt của nú, tuy nhiờn với sự bựng nổ về Internet giao thức IPv4 đó bộc lộ một số yếu điểm về tớnh năng, trong đú nổi bật là:

− Thiếu hụt về tớnh năng xỏc thực, an ninh của gúi tin trờn mạng. Khả năng mở rộng hạn chế.

− Thiếu hụt khụng gian địa chỉ. Với sự phỏt triển của mạng Internet, khụng gian địa chỉ IP cú thể sử dụng thực sự là rất nhỏ do cỏc địa chỉ lớp A được dành chủ yếu cho cỏc cụng ty cung cấp dịch vụ lớn tại Mỹ và rất hạn chế trong việc cấp phỏt. Cỏc địa chỉ lớp B nhanh chúng bị sử dụng hết do nú cung cấp số địa chỉ vừa phải. Hiện nay nhiều yờu cầu chỉ được đỏp ứng bằng cỏc địa chỉ lớp C với số địa chỉ rất hạn chế.

− Sự gia tăng số lượng cỏc chỉ mục trong bảng định tuyến do cơ chế định tuyến khụng phõn cấp dẫn đến yờu cầu nõng cấp cỏc router và và định tuyến khụng hiệu quả.

− Ngày nay, với cỏc nhu cầu kết nối vào mạng Internet của cỏc dịch vụ khỏc như điện thoại di động, truyền hỡnh số,… đũi hởi giao thức IPv4 cần cú cỏc sửa đổi để đỏp ứng cỏc nhu cầu mới.

Trước những nhu cầu này, giao thức liờn mạng thế hệ mới IPv6 đó ra đời nhằm thay thế cho IPv4, nhưng cho đến nay IPv6 vẫn chỉ mới chủ yếu là đang trong quỏ trỡnh thử nghiệm và hoàn thiện. Trong khuụn khổ giỏo trỡnh cũng đề cập một cỏch tổng quỏt về giao thức liờn mạng thế hệ mới IPv6.

Một số đặc điểm mới của IPv6:

− Khuụn dạng header mới: Header của IPv6 được thiết kế để giảm chi phớ đến mức tối thiểu. Điều này đạt được bằng cỏch chuyển cỏc trường lựa chọn sang cỏc header mở rộng được đặt phớa sau của IPv6 header. Khuụn dạng mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại cỏc router.

− Header của IPv4 và IPv6 khụng thể xử lý chung. Một trạm hay một router phải cài đặt cả IPv4 và IPv6 để cú thể xử lý được cả hai khuụn dạng header này. Header của IPv6 chỉ cú kớch thước gấp 2 lần header của IPv4 mặc dự khụng gian địa chỉ của IPv6 lớn gấp 4 lần khụng gian địa chỉ IPv4.

− Khụng gian địa chỉ lớn: IPv6 cú địa chỉ nguồn và đớch dài 128 bit. Mặc dự 128 bit cú thể tạo ra hơn 3.4x1038 tổ hợp, khụng gian địa chỉ của IPv6 được thiết kế cho phộp phõn bổ địa chỉ và mạng con từ trục xương sống Internet đến từng mạng con trong một tổ chức.

− Hiện tại chỉ một lượng nhỏ cỏc địa chỉ hiện đang được phõn bổ để sử dụng bởi cỏc trạm, vẫn cũn dư thừa rất nhiều địa chỉ sẵn sàng cho việc sử dụng trong tương lai.

− Hiệu quả, phõn cấp địa chỉ húa và hạ tầng định tuyến: Cỏc địa chỉ toàn cục của IPv6 được thiết kế để tạo ra mọt hạ tầng định tuyến hiệu quả, phõn cấp và cú thể tổng quỏt húa dựa trờn sự phõn cấp thường thấy của cỏc nhà cung cấp dịch vụ (ISP) trờn thực tế.

− Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) tốt hơn: Cỏc trường mới trong header của IPv6 định ra cỏch thức xử lý và định danh trờn mạng. Giao thụng trờn mạng được định danh nhờ trường gỏn nhón luồng (Flow Label) cho phộp router cú thể nhận ra và cung cấp cỏc xử lý đặc biệt đối với cỏc gúi tin thuộc về một luồng nhất định, một chuẩn cỏc gúi tin giữa nguồn và đớch. Do giao thụng mạng được xỏc định trong header, cỏc dịch vụ QoS cú thể được thực hiện ngay cả khi phần dữ liệu được mó húa theo IPSec.

− Khả năng mở rộng: IPv6 cú thể dễ dàng mở rộng thờm cỏc tớnh năng mới bằng việc thờm cỏc header mới sau header IPv6.

• Kiến trỳc địa chỉ trong IPv6: Khụng gian địa chỉ:

− IPv6 sử dụng địa chỉ cú độ dài lớn hơn IPv4 (128 bit so với 32 bit) do đú cung cấp khụng gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều. Trong khi khụng gian địa chỉ 32 bit của IPv4 cho phộp khoảng 4 tỷ địa chỉ, khụng gian địa chỉ của IPv6 cú thể cú khoảng 3.4x1038 địa chỉ. Số lượng địac hỉ này rất lớn, hỗ trợ khoảng 6.5x1023 địa chỉ trờn mỗi một vuụng bề mặt trỏi đất. Địa chỉ IPv6 128 bit được chia thành cỏc miền phõn cấp theo trật tự trờn Internet. Nú tạo ra nhiều mức phõn cấp và linh hoạt trong địa chỉ húa và định tuyến cũn đang thiếu trong IPv4.

− Khụng gian địa chỉ IPv6 được chia trờn cơ sở cỏc bit đầu trong địa chỉ. Trường cú độ dài thay đổi bao gồm cỏc bit đầu tiờn trong địa chỉ gọi là tiền tố định dạng (Format Prefix) FP.

− Ban đầu chỉ mới cú 15% lượng địa chỉ được sử dụng, 85% cũn lại để dung trong tương lai. − Cỏc tiền tố định dạng từ 001 đến 111, ngoại trừ kiểu địa chỉ multicast (1111 1111) đều bắt buộc cú định danh giao diện theo khuụn dạng EUI-64.

− Cỏc địa chỉ dự trữ khụng lẫn với cỏc địa chỉ chưa cấp phỏt. Chỳng chiếm 1/256 khụng gian địa chỉ (FP = 0000 0000) và dựng cho cỏc địa chỉ chưa chỉ định, địa chỉ quay vũng và cỏc địa chỉ IPv6 cú nhỳng IPv4

Cỳ phỏp địa chỉ:

Cỏc địa chỉ IPv6 dài 128 bit, khi viết mỗi nhúm 16 bit được biểu diễn thành một số nguyờn khụng dấu dưới dạng hệ 16 và được phõn tỏch bởi dấu hai chấm (:),

Vớ dụ: FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210 Trờn thực tế địa chỉ IPv6 thường cú nhiều số 0,

vớ dụ địa chỉ: 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A. Do đú cơ chế nộn địa chỉ được dựng để biểu diễn dễ dàng hơn cỏc loại địa chỉ dạng này. Ta khụng cần viết cỏc số 0 ở đầu mỗi nhúm, vớ dụ 0 thay cho 0000, 20 thay cho 0020. Địa chỉ trong vớ dụ trờn sẽ trở thành 1080:0:0:0:8:800:200C:417A.

Hơn nữa ta cú thể sử dụng ký hiệu :: để chỉ một chuỗi số 0. Địa chỉ trong vớ dụ trờn sẽ trở thành: 1080::8:800:200C:417A. Do địa chỉ IPv6 cú độ dài cố định, ta cú thể tớnh được số cỏc bit 0 mà ký hiệu đú biểu diễn.

Tiền tố địa chỉ IPv6 được biểu diễn theo ký phỏp CIDR như IPv4 như sau: IPv6-address/prefix length

trong đú IPv6-address là bất kỳ kiểu biểu diễn nào, cũn prefix length là độ dài tiền tố theo bit. Vớ dụ: biểu diễn mạng con cú tiền tố 80 bit: 1080:0:0:0:8::/80.

Với node address: 12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF, prefix: 12AB:0:0:CD30::/60 cú thể viết tắt thành

CHƯƠNG 6, MẠNG CỤC BỘ LAN 6.1. Giới thiệu

Cỏc mạng số liệu cục bộ thường được gọi theo cỏch đơn giản là cỏc mạng cụ bộ LAN (Local area network) chỳng được dựng để liờn kết cỏc đầu cuối thụng tin phõn bố trong một tũa nhà hay một cụm cụng sở nào đú. Vớ dụ cú thể dựng LAN để liờn kết cỏc mỏy trạm phõn bố ở cỏc văn phũng trong một cao ốc hay trong một khuụn viờn của trường Đại học, cũng cú thể liờn kết cỏc trang thiết bị mà nền tảng cấu tạo của chỳng là mỏy tớnh phõn bố xung quanh một nhà mỏy hay một bệnh viện. Vỡ tất cả cỏc thiết bị tọa lạc trong một phạm vi hẹp nờn cỏc LAN thường được xõy dựng và quản lý bởi một tổ chức hay cơ sở nào đú. Chớnh vỡ lý do này mà cỏc LAN cũn được xem là cỏc mạng số liệu tư nhõn.

Điểm khỏc biệt chủ yếu giữa một đường truyền thụng tin được thiết lập bằng LAN và một đầu nối được thực hiện qua mạng số liệu cụng cộng là một LAN thường cho tốc độ truyền số liệu nhanh hơn do đặc trưng phõn cỏch về mặt vật lý và cự ly ngắn. Trong ngữ cảnh của mụ hỡnh tham chiếu OSI thỡ khỏc biệt này chỉ tự biểu lộ tại cỏc lớp phụ thuộc mạng. Trong nhiều trường hợp cỏc lớp giao thức cấp cao hơn trong mụ hỡnh tham chiếu giống nhau trong cả LAN và mạng số liệu cụng cộng. Cú hai loại LAN hoàn toàn khỏc nhau: LAN nối dõy và LAN khụng dõy. Như bao hàm trong tờn của từng loại, LAN nối dõy dựng cỏc dõy nối cố định thực, như cỏp xoắn, cỏp đồng trục để làm mụi trường truyền dẫn trong khi đú cỏc LAN khụng dõy dựng súng vụ tuyến hay súng ỏnh sỏng làm mụi trường truyền. Cỏch tiếp cận với hai loại là khỏc nhau, do đú mỗi loại phải được xem xột một cỏch riờng biệt.