Địa chỉ này được sử dụng bởi các cơ chế chuyển đổi trong các router và các host để tự động tạo ra các tunnel trên mạng IPv4. Cơ chế này tự động thiết lập một đường hầm IPv6-over-IPv4 giữa hai node trên IPv4 sử dụng địa chỉ đích IPv4 bên trong địa chỉ đích IPv6. Với cơ chế NAT-PT động, các địa chỉ IPv4 đích được ánh xạ thành các địa chỉ IPv6.
Như trình bày trong bảng 2-22, địa chỉ IPv6 tương thích IPv4 được biểu diễn bằng tiền tố 0000:0000:0000:0000:0000:0000::/96 hay ::/96.
Bảng 2-22. Biểu diễn địa chỉ IPv6 tương thích với IPv4
Biểu diễn Giá trị
Dạng đầy đủ 0000:0000:0000:0000:0000:0000::/96
Dạng rút gọn 0:0:0:0:0:0:0::/96
Biểu diễn Giá trị
Dạng nhị phân 96 bit cao được đặt bằng 0
Các địa chỉ IPv6 cần thiết cho các node
Bảng 2-23 liệt kê các địa chỉ IPv6 cần thiết cho các node trong IPv6. Ngay khi node được cho phép, nó có một địa chỉ link-local trên interface, một địa chỉ loopback, và các địa chỉ multicast cho tất cả các node FF01::1 và FF02::1. Vậy nó có thể có một hoặc nhiều địa chỉ unicasst toàn cầu và các địa chỉ multicast solicited-node. Nếu node là thành viên của một nhóm multicast khác, nó có thể có các địa chỉ multicast khác.
Bảng 2-23. Các địa chỉ IPv6 cần thiết cho các node
Các địa chỉ yêu cầu Miêu tả
Địa chỉ Link-local cho mỗi giao diện mạng FE80::/10
Địa chỉ Loopback ::1
Địa chỉ multicast cho tất cả các node FF01::1, FF02::1
Địa chỉ unicast toàn cầu được gán 2000::/3
Địa chỉ multicast Solicited-node cho mỗi địa chỉ unicast và anycast được sử dụng
FF02::1:FFxx:xxxx, ở đây xx:xxxx là 24 bit thấp của mỗi địa chỉ unicast hoặc anycast
Địa chỉ Multicast của tất cả các nhóm mà host đó thuộc.
FF00::/8
Các địa chỉ IPv6 cần thiết cho các router
Bảng 2-24 trình bày các địa chỉ IPv6 cần thiết cho các router trong IPv6. Về cơ bản các router có tất cả các địa chỉ IPv6 cần thiết của các node. Ngồi ra các router có các địa chỉ multicast của tất cả các router FF01::2, FF02::2, và FF05::2. Một địa chỉ anycast subnet-router và các địa chỉ anycast được cấu hình khác nữa.
Bảng 2-24. Các địa chỉ IPv6 cần thiết cho các router
Các địa chỉ yêu cầu Miêu tả
Tất cả các địa chỉ yêu cầu cho một node FE80::/10, ::1, FF01::1, FF02::1, 2000::/3, FF02::1:FFxx:xxxx, FF00::/8
Địa chi multicast của tất cả các router FF01::2, FF02::2, FF05::2
Các địa chỉ yêu cầu Miêu tả
Các địa chỉ anycast khác được cấu hình 2000::/3
2.3. Cấu hình IPv6 trên phần mềm IOS của Cisco[1],[7],[5]
Phần mềm IOS của Cisco có sẵn trên các router và hỗ trợ hầu hết các tính năng của giao thức IPv6 được yêu cầu để phát triển và quản lý các mạng IPv6. Phần này kiểm tra các tính năng của IPv6 được thực hiện trên phần mềm IOS của Cisco. Các tính năng này là cần thiết để cho phép IPv6, kích hoạt IPv6 trên các giao diện mạng, và các cơ chế cấu hình trong giao thức phát hiện hàng xóm (NDP) như sự thay thế của ARP, tự động cấu hình cho host, quảng bá các tiền tố mạng, phát hiện sự trùng lặp địa chỉ (DAD), và đánh số lại tiền tố mạng.
Phần này tập trung vào sự cấu hình và hoạt động của địa chỉ IPv6 trong phần mềm IOS của Cisco.
2.3.1. Cho phép IPv6 trên phần mềm IOS của Cisco
Bước đầu tiên của việc cho phép IPv6 trên một router Cisco là kích hoạt tính năng forward lưu lượng IPv6 để truyền các gói tin IPv6 unicast giữa các giao diện mạng. Theo mặc định, tính năng forward này bị ngăn cản trên các router.
Lệnh ipv6 unicast-routing được sử dụng để cho phép forward các gói tin
IPv6 giữa các giao diện trên router. Cấu trúc của lệnh này như sau: Router (config ) #ipv6 unicast-routing
Lệnh này được thực hiện trên mode global. Bước kế tiếp sau khi hồn thành lệnh này là kích hoạt IPv6 trên các giao diện mạng.
Cho phép CEFv6 trên Cisco
Cisco Express Forwarding (CEF) cũng có sẵn cho IPv6 trong Cisco. Sự hoạt động của CEFv6 cũng giống như CEF cho IPv4. Tuy nhiên, có các lệnh cấu hình mới cho CEFv6 và các lệnh chung cho cả CEFv6 và CEF cho IPv4.
Lệnh ipv6 cef cho phép mode CEFv6 trung tâm. IPv4 CEF phải được cho
phép sử dụng lệnh ip cef. Tương tự, IPv4 dCEF phải được cho phép trước khi
dCEFv6. Lệnh ipv6 cef được cho phép trên mode global.
2.3.2. Các công nghệ lớp liên kết dữ liệu hỗ trợ cho IPv6
IPv6 được định nghĩa để chạy trên hầu hết các công nghệ lớp liên kết dữ liệu như Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM, PPP, Frame Relay, nonbroadcast multiaccess (NBMA), và ARCnet.
Phần mềm IOS của Cisco cho IPv6 hỗ trợ một vài loại giao diện như Ethernet, FastEthernet, Gigabit Ethernet, Cisco HDLC, PPP, Frame Relay PVC, ATM PVC,
tulnels, và loopback. Các ví dụ cấu hình trong luận văn này hầu hết tập trung vào công nghệ Ethernet vì đây là cơng nghệ phổ biến nhất được sử dụng trong các mạng.
IPv6 trên Ethernet
Tương tự như IPv4, IPv6 chạy trên bất kỳ công nghệ Ethernet nào. Tuy nhiên, giá trị ID protocol được chỉ ra trong các khung Ethernet mang các gói tin IPv6 là khác so với chỉ số ID trong IPv4. Giá trị ID trong các khung Ethernet chỉ ra giao thức lớp 3 được sử dụng như IPv4, IPv6 hoặc thậm chí các giao thức khác như IPX, DECnet, AppleTalk …
Như trình này trong bảng 2-25, chỉ số ID là 0x0800 với IPv4 và 0x86DD với IPv6.
Bảng 2-25. Các giá trị ID cho IPv4 và IPv6
Giao thức Chỉ số giao thức trong các khung Ethernet
IPv4 0x0800
IPv6 0x86DD
Vì vậy, các router, server, và các node có thể phân biệt các giao thức lưu thông đồng thời trên các mạng với giá trị ID của các khung Ethernet.
IPv6 trên các lớp liên kết dữ liệu phổ biến đƣợc sử dụng trên Cisco
Đối với liên kết PPP, một gói tin giao thức điều khiển IPv6 (IPv6CP) được đóng gói trong trường thơng tin của lớp liên kết dữ liệu PPP. Đối với các gói tin IPv6 trên các liên kết PPP, chỉ số ID là 0x8057 cho IPv6CP.
Cisco-DHLC là một giao thức lớp liên kết dữ liệu đồng bộ được phát triển bởi ISO. Nó chỉ rõ một phương pháp đóng gói dữ liệu trên các liên kết nối tiếp đồng bộ. Đối với các gói tin IPv6 trên Cisco-HDLC, chỉ số ID là 0x86 | 0xDD.
Cuối cùng, đối với IPv6 trên ATM AAL5 SNAP, chỉ số ID là 0x86DD như trên Ethernet.
Ánh xạ Multicast trên Ethernet
Như đã trình bày ở trên, giao thức IPv6 sử dụng multicast trong một vài cơ chế trên các link-local như là sự thay thế của ARP…
Vì vậy, IPv6 có một sự ánh xạ đặc biệt các địa chỉ multicast sang các địa chỉ lớp liên kết dữ liệu Ethernet (địa chỉ MAC). Sự ánh xạ này được thực hiện bằng việc cộng thêm 32 bit của một địa chỉ multicast cho tiền tố 33:33, mà được định nghĩa như là tiền tố multicast của Ethernet cho IPv6. Như trình bày trong hình 2.20, 32 bit thấp của địa chỉ multicast của tất cả các node 00:00:00:01 (FF02::1) được gắn cho tiền tố multicast của Ethernet 33:33.
Hình 2.20 – Ánh xạ multicast trên một địa chỉ Ethernet sử dụng địa chỉ multicast của tất cả các node
48 bit địa chỉ 33:33:00:00:00:01 đại diện cho địa chỉ MAC Ethernet (địa chỉ lớp liên kết dữ liệu) mà được sử dụng như là đích trong khung Ethernet để gửi gói tin tới đích IPv6 FF02::1 (địa chỉ multicast của tất cả các node). Theo mặc định, tất cả các node mà cho phép IPv6 trên link-local này lắng nghe và nhận được bất kỳ gói tin IPv6 sử dụng 33:33:00:00:00:01 như là đích trong địa chỉ MAC Ethernet.
Khuôn dạng EUI-64 của một địa chỉ IPv6
Link-local, site-local, và cơ chế tự động cấu hình sử dụng khn dạng EUI-64 để tạo ra các địa chỉ IPv6. Cơ chế tự động cấu hình địa chỉ là một cơ chế mà cho phép các node trên một mạng cấu hình địa chỉ IPv6 của chính bản thân nó mà khơng cần bất kỳ một thiết bị trung gian nào, như DHCP.
Địa chỉ link-local và tự động cấu hình là chức năng của IPv6 mà tự động mở rộng địa chỉ MAC Ethernet dựa trên 48 bit thành khuôn dạng 64 bit (EUI-64). Sự chuyển đổi từ 48 sang 64 bit bao gồm hai bước.
Như trình bày trong hình 2.21, bước thứ nhất bao gồm việc chèn giá trị FFFE vào giữa địa chỉ lớp liên kết dữ liệu 48 bit, nằm giữa phần OUI (mã nhà cung cấp) và phần ID (giống như một số thứ tự). Địa chỉ MAC được trình bày ở đây dựa trên 48 bit là 00:50:3E:E4:4C:00.
Bước 1