Biểu diễn Giá trị
Dạng đầy đủ FEC0:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/10
Dạng rút gọn FEC0:0:0:0:0:0:0:0/10
Dạng rút gọn FEC0::/10
Dạng nhị phân 10 bit cao nhất được đặt là 1111 1110 11
Các địa chỉ Site-local được gán cho các thiết bị mà không liên lạc với mạng Internet tồn cầu. Các địa chỉ site-local có thể sử dụng cho các thiết bị như sau:
Máy in
Các server trong mạng nội bộ
Các Switch, bridge, gateway, access point không dây...
Bất kỳ server hay router nào mà chỉ sử dụng bên trong cho mục đích quản lý
Hiện tại, các địa chỉ site-local được khuyến cáo cho các tổ chức mà có kế hoạch triển khai giao thức IPv6 trên mạng của mình trước khi nhận được dải địa chỉ unicast toàn cầu từ các nhà cung cấp dịch vụ, hoặc dùng cho mục đích thử nghiệm đánh lại địa chỉ mạng.
Điểm quan trọng là một node IPv6 có thể có một vài địa chỉ IPv6 unicast, vì vậy các địa chỉ site-local có thể được sử dụng tại cùng một thời điểm như là các địa chỉ unicast toàn cầu. Trong trường hợp này, DNS là điểm mấu chốt. Tuy nhiên, người ta hy vọng rằng site sẽ sử dụng cùng subnet-ID cho site-local và các tiền tố unicast toàn cầu.
Địa chỉ unicast tồn cầu có khả năng nhóm lại
Địa chỉ unicast tồn cầu là các địa chỉ IPv6 sử dụng cho lưu lượng IPv6 chung trên mạng Internet IPv6. Địa chỉ này tương tự như địa chỉ unicast sử dụng để liên lạc qua mạng Internet IPv4.
Địa chỉ unicast toàn cầu là phần quan trọng nhất của kiến trúc địa chỉ IPv6. Kiến trúc của unicast tồn cầu cho phép nhóm chính xác các tiền tố định tuyến để giới hạn kích thước của bảng định tuyến. Mỗi địa chỉ unicast tồn cầu IPv6 có 3 phần:
Tiền tố nhận đƣợc từ nhà cung cấp – Tiền tố được gán cho một tổ chức (leaf
site) bởi nhà cung cấp phải có ít nhất một tiền tố /48. Tiền tố /48 miêu tả 48 bit cao của tiền tố mạng. Tuy nhiên, tiền tố gán cho một tổ chức là phần tiền tố của nhà cung cấp.
Site – Với tiền tố /48 được cấp phát cho một tổ chức bởi nhà cung cấp, có thể
có được 65,535 subnet. Tổ chức có thể sử dụng từ bit thứ 49 đến bit thứ 64 (16 bit) để đánh địa chỉ mạng con.
Host – Phần host sử dụng nhận dạng giao diện của mỗi node. Phần này là 64
bit thấp của địa chỉ, được gọi là interface ID.
Như trình bày trong hình 2.16, tiền tố 2001:0410:0110::/48 được gán bởi nhà cung cấp dịch vụ cho một tổ chức. Sau đó, bên trong tổ chức này, tiền tố 2001:0410:0110:0002::/48 được cho phép trên một mạng con. Cuối cùng, một node trên mạng con này có địa chỉ là 2001:0410:0110:0002:0200:CBCF:1234:4402.
Đây là một ví dụ đơn giản về tiền tố địa chỉ unicast toàn cầu được gán cho một site bởi nhà cung cấp dịch vụ.
Hình 2.16 – Cấu trúc địa chỉ unicast tồn cầu
IANA gán một dải tiền tố địa chỉ IPv6 trong tồn bộ khơng gian địa chỉ IPv6 cho các địa chỉ unicast tồn cầu. Như trình bày trong bảng 2-10, khơng gian địa chỉ unicast toàn cầu này được miêu tả bởi tiền tố 2000::/3.
Bảng 2-10. Khơng gian địa chỉ unicast tồn cầu
Miêu tả Giá trị
Dải 2xxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx/3
Địa chỉ đầu tiên của dải 2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
Địa chỉ cuối cùng của dải 3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
Dạng nhị phân Ba bit cao nhất được đặt là 001
Từ tiền tố 2000::/3, ba tiền tố nhỏ hơn (/16) được gán cho người dùng. Như trình bày trong bảng 2-11, tiền tố 2001::/16 được dùng cho việc xây dựng mạng Internet IPv6. Tiền tố 2002::/16 được dành riêng cho các node sử dụng cơ chế chuyển đổi 6to4. 3FFE::/16 được sử dụng trên 6bone với mục đích kiểm tra thử nghiệm.
Bảng 2-11. 16 tiền tố của không gian địa chỉ IPv6 2000::/3 được gán như các địa chỉ unicast toàn cầu
Tiền tố Biểu diễn nhị phân Miêu tả
2001::/16 0010 0000 0000 0001 IPv6 Internet
2002::/16 0010 0000 0000 0010 Cơ chế chuyển đổi 6to4
2003::/16 tới 3FFD::/16 0010 xxxx xxxx xxxx Không được gán
3FFE::/16 0010 1111 1111 1110 6bone
Các tiền tố 2003::/16 tới 3FFE::/16 vẫn chưa sử dụng đến. Bởi vì, với mỗi tiền tố (/16) có thể chứa đến hàng tỉ mạng Internet IPv4 hiện tại, điều này cho thấy không gian địa chỉ IPv6 lớn đến cỡ nào.
Địa chỉ multicast
Multicast là một kỹ thuật mà trong đó một node nguồn có thể gửi một gói tin đồng thời tới nhiều đích (one-to-many). Ngược lại, unicast là cách mà node nguồn chỉ có thể gửi một gói tin tới một đích (one-to-one).
+ Bất kỳ node nào có thể là thành viên của một nhóm multicast + Một node nguồn có thể gửi các gói tin tới một nhóm multicast
+ Tất cả các thành viên của một nhóm multicast nhận các gói tin mà được gửi cho nhóm.
Mục đích chính của multicast là giúp tiết kiệm băng thông trên các link bằng việc tối ưu các gói tin được trao đổi giữa các node. Tuy nhiên, các node và các rotuer trên mạng phải sử dụng dải địa chỉ IP riêng để có được lợi ích của multicast. Trong IPv4, dải này là 224.0.0.0/3, ở đây 3 bit cao của địa chỉ IPv4 được đặt bằng 111.
Như trình bày trong bảng 2-12, địa chỉ multicast trong IPv6 được định nghĩa bởi tiền tố FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/8 (hay FF00::/8 theo kiểu rút gọn).
Bảng 2-12. Biểu diễn địa chỉ multicast
Biểu diễn Giá trị
Dạng đầy đủ FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/8
Dạng rút gọn FF00:0:0:0:0:0:0:0/8
Dạng rút gọn FF00::/8
Dạng nhị phân Tám bit cáo nhất được đặt là 1111 1111
Trong IPv4, trường Time-to-live (TTL) được sử dụng cho phạm vi của lưu lượng multicast. IPv6 multicast khơng có TTL, bởi vì phạm vi được định nghĩa trong địa chỉ multicast.
Trong IPv6, tất cả các node trên link cục bộ lắng nghe multicast và có thể gửi các gói tin multicast để trao đổi thơng tin. Vì vậy, các node IPv6 có thể biết tồn bộ các node và các router hàng xóm của nó bằng việc nghe các gói tin multicast trên link cục bộ. Đây là một kỹ thuật hoàn toàn khác với ARP trong IPv4.
Với multicast, scope là một tham số bắt buộc để hạn chế việc gửi các gói tin multicast tới một khu vực hay một phần của mạng.
Như trình bày trong hình 2.17, khn dạng của địa chỉ multicast định nghĩa một vài scope và các kiểu địa chỉ sử dụng các trường 4 bit là Flag và Scope. Các trường này được đặt sau tiền tố FF::/8. Cuối cùng là 112 bit ở vị trí thấp của địa chỉ multicast là chỉ số nhận dạng nhóm multicast.
Hình 2.17 – Khn dạng địa chỉ multicast với các trường Flag và Scope
Trường Flag chỉ ra kiểu địa chỉ multicast. Hai kiểu địa chỉ multicast được định nghĩa là:
+ Permanent – Một địa chỉ cố định được gán bởi IANA + Temporary – Không được gán cố định
Như trình bày trong bảng 2-13, 3 bit cao của trường Flag được để dành và có giá trị bằng 0. Tuy nhiên, bit còn lại cho biết kiểu địa chỉ multicast.
Bảng 2-13. Các giá trị và nghĩa của trường Flag (4 bit)
Biểu diễn nhị phân Giá trị hexa Kiểu địa chỉ Multicast
0000 0 Địa chỉ Multicast cố định
0001 1 Địa chỉ Multicast tạm thời
Trường 4 bit tiếp theo gọi là Scope, định nghĩa phạm vi của địa chỉ mlticast. Bảng 2-14 trình bày các giá trị có thể và các kiểu scope được định nghĩa cho multicast. Các giá trị khác khơng trình bày ở đây là được dành riêng hoặc không được gán.
Bảng 2-14. Các giá trị và ý nghĩa của trường Scope (4 bit)
Biểu diễn nhị phân Giá trị hexa Kiểu scope
0001 1 Phạm vi giao diện local
0010 2 Phạm vi Link-local
0011 3 Phạm vi Subnet-local
0100 4 Phạm vi Admin-local
0110 5 Phạm vi Site-local
Biểu diễn nhị phân Giá trị hexa Kiểu scope
1110 E Phạm vi toàn cầu
Bảng 2-15 trình bày ví dụ của các địa chỉ multicast với các scope khác nhau. FF02::/16 là một địa chỉ cố định chỉ sử dụng trong phạm vi local-link. FF12::/16 có phạm vi tương tự nhưng được xem là một địa chỉ tạm thời. FF05::/16 là một địa chỉ tạm thời trong phạm vi site-local.
Bảng 2-15. Ví dụ về địa chỉ multicast với các scope khác nhau
Địa chỉ Multicast Miêu tả
FF02::/16 Địa chỉ multicast cố định trong phạm vi link-local
FF12::/16 Địa chỉ multicast tạm thời trong phạm vi link-local
FF05::/16 Địa chỉ multicast cố định trong phạm vi site-local
Địa chỉ multicast đƣợc gán:
Bảng 2-16. Các địa chỉ multicast được gán
Multicast Phạm vi Nghĩa Miêu tả
FF01::1 Node Tất cả các node Tất cả các node trên phạm vi giao diện local
FF01::2 Node Tất cả các router Tất cả các router trên phạm vi giao diện local
FF02::1 Link local Tất cả các node Tất cả các node trên phạm vi link-local
FF02::2 Link local Tất cả các router Tất cả các router trên phạm vi link-local
FF05::2 Site Tất cả các router Tất cả các router trong một site
Địa chỉ multicast được gán sử dụng trong các cơ chế cụ thể của giao thức. Ví dụ, một router trên một subnet cần gửi một bản tin tới tất cả các node trên subnet đó sử dụng địa chỉ multicast FF02::1. Một node trên một subnet mà gửi một bản tin tới tất cả các node trên cùng subnet cũng sử dụng địa chỉ multicast này. Tất cả các node IPv6 và các router được chỉ dẫn trong ngăn xếp IPv6 của chúng để nhận ra các địa chỉ multicast này.
Địa chỉ multicast Solicited-Node:
Kiểu địa chỉ multicast thứ hai gọi là solicited-node. Đối với mỗi địa chỉ unicast và anycast được cấu hình trên một giao diện của một node hay một router, một
địa chỉ multicast solicited-node tương ứng tự động được tạo ra. Địa chỉ này được giới hạn cho link-local. Địa chỉ solicited-node là kiểu địa chỉ riêng biệt được sử dụng bởi hai cơ chế IPv6 cơ bản:
+ Sự thay thế ARP trong IPv4 – Bởi vì ARP khơng được sử dụng trong
IPv6, nên địa chỉ solicited-node được sử dụng bởi các node và các router để biết địa chỉ lớp liên kết dữ liệu của các node hàng xóm và các router hàng xóm trên cùng một link-local. Giống như ARP trong IPv4, việc biết địa chỉ lớp liên kết dữ liệu của các node hàng xóm là cần thiết để cho các khung lớp liên kết dữ liệu mang các gói tin IPv6.
+ Sự phát hiện bản sao địa chỉ (DAD) – DAD là một phần của NDP. Nó cho phép một node kiểm tra xem một địa chỉ IPv6 đã được sử dụng trên link-local hay chưa trước khi sử dụng địa chỉ đó để cấu hình cho mình bằng thủ tục cấu hình tự động. Địa chỉ solicited-node được sử dụng để dị trên link-local tìm xem một địa chỉ unicast hoặc anycast cụ thể đã được cấu hình trên node khác hay chưa.
Như trình bày trong bảng 2-17, địa chỉ multicast solicited-node được định
nghĩa bằng tiền tố FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF00:0000/104 (hay
FF02::1:FF00:0000/104 theo kiểu rút gọn).
Bảng 2-17. Biểu diễn địa chỉ multicast solicited-node
Biểu diễn Giá trị
Dạng đầy đủ FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF00:0000/104
Dạng rút gọn FF02:0:0:0:0:1:FF00:0000/104
Dạng rút gọn FF02::1:FF00:0000/104
Địa chỉ này bao gồm tiền tố FF02::1:FF00:0000/104 và 24 bit thấp của địa chỉ unicast hoặc anycast. Như trình bày trong hình 2.18, 24 bit thấp của địa chỉ unicast hoặc anycast được gắn với tiền tố FF02::1:FF.
Bảng 2-18. Ví dụ về địa chỉ multicast solicited-node được tạo từ địa chỉ unicast
Địa chỉ Unicast Địa chỉ Multicast Solicited-Node
2001:410:0:1:0:0:0:45FF FF02::1:FF00:45FF
2001:420:0:1:250:3434:0100:1234 FF02::1:FF00:1234
FEC0:0:0:1:1:1:1:999 FF02::1:FF01:0999
3FFE:B00:C18:1:2:2:45:410 FF02::1:FF45:0410
Địa chỉ anycast
Unicast là phương pháp được sử dụng bởi một node nguồn để gửi một gói tin tới một đích (one-to-one), multicast được sử dụng cho các liên lạc một tới nhiều node (one-to-many), còn anycast được sử dụng cho các liên lạc từ một tới node gần nhất (one-to-nearest). Anycast là một cơ chế mà phân phát một gói tin gửi tới một địa chỉ anycast của node gần nhất là thành viên của nhóm anycast. Anycast cho phép cơ chế phát hiện điểm gần nhất. Bản thân mạng đóng một vai trị quan trọng trong anycast bởi vì việc định tuyến một gói tin tới đích gần nhất bằng việc đo khoảng cách mạng.
Anycast sử dụng trong cả IPv4 và IPv6. Trong IPv4, các tổ chức mà nhận được một không gian IPv4 từ một cơ quan đăng ký như ARIN, RIPE NCC, hoặc APNIC có thể quảng bá tiền tố IPv4 của chúng tới Internet toàn cầu sử dụng giao thức BGP. Thông tin định tuyến được thực hiện bởi BGP từ một vài site trên Internet sử dụng cùng chỉ số vùng tự trị (ASN). Các server sử dụng một tiền tố anycast trong các site này có thể chia sẻ cùng địa chỉ IP. Các gói tin gửi tới tiền tố anycast này bởi các node trên mạng Internet được định tuyến bởi các router BGP bằng con đường tốt nhất. Vì vậy, gói tin được phân phát tới đích gần nhất sử dụng cơ chế anycast.
Địa chỉ anycast sử dụng địa chỉ unicast toàn cầu. Chúng cũng có thể sử dụng địa chỉ link-local hoặc site-local. Khơng thể phân biệt một địa chỉ anycast và một địa chỉ unicast.
Địa chỉ anycast đƣợc dành riêng:
Một địa chỉ anycast được dành riêng cho mục đích đặc biệt. Như trình bày trong bảng 2-19, địa chỉ này có khn dạng là tiền tố unicast /64 của subnet và theo sau là các bit từ 65 tới 128 được đặt bằng 0.
Bảng 2-19. Biểu diễn địa chỉ Anycast được dành riêng
Biểu diễn Địa chỉ anycast đƣợc dành riêng
Dạng đầy đủ UNICAST_PREFIX:0000:0000:0000:0000, ở đây UNICAST_PREFIX là một giá trị 64-bit
Biểu diễn Địa chỉ anycast đƣợc dành riêng
Dạng nhị phân Các bit từ 65 đến 28 được đặt bằng 0
Địa chỉ này cũng được gọi là địa chỉ anycast subnet-router. Tất cả các router IPv6 được yêu cầu hỗ trợ địa chỉ subnet-router cho mỗi một giao diện subnet của chúng.
Chỉ một vài ứng dụng sử dụng địa chỉ anycast trong IPv6. IPv6 di động là một ví dụ của giao thức được thiết kế để sử dụng anycast. Khi một node di động ở xa so với trạm trung gian của nó và muốn biết địa chỉ IPv6 của trạm trung gian, nó có thể sử dụng anycast. Node di động có thể gửi một bản tin ICMPv6 (Home Agent Address Discovery Request) tới địa chỉ anycast nhà cung cấp dịch vụ di động IPv6 của tiền tố subnet gốc của nó. Sau đó, node di động chờ cho đến khi một nhà cung cấp đáp lại một bản tin ICMPv6 chứa một danh sách các nhà cung cấp.
Địa chỉ loopback
Tương tự như giao thức IPv4, mỗi thiết bị có một địa chỉ loopback, được sử dụng bởi chính node đó. Như trình bày trong bảng 2-20, địa chỉ loopback được biểu diễn bởi tiền tố 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 hoặc ::1. Ngược lại địa chỉ loopback trong IPv4 là 127.0.0.1.
Bảng 2-20. Biểu diễn địa chỉ loopback
Biểu diễn Giá trị
Dạng đầy đủ 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001
Dạng rút gọn 0:0:0:0:0:0:0:1
Dạng rút gọn ::1
Dạng nhị phân Tất cả các bit được đặt bằng 0, ngoại trừ bit thứ 128 được đặt là 1
Địa chỉ Unspecified
Địa chỉ Unspecified là một địa chỉ unicast không được gán cho bất kỳ giao diện nào. Nó chỉ ra sự vắng mặt của địa chỉ và sử dụng cho các mục đích đặc biệt. Ví dụ, khi một host yêu cầu một địa chỉ IPv6 từ một server chạy giao thức cấu hình host động (DHCPv6) hoặc một gói tin được gửi bởi DAD, kiểu địa chỉ này được sử dụng. Như trình bày trong bảng 2-21, địa chỉ unspecified được biểu diễn bởi tiền tố 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 hoặc ::
Bảng 2-21. Biểu diễn địa chỉ Unspecified
Biểu diễn Giá trị
Dạng đầy đủ 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
Dạng rút gọn 0:0:0:0:0:0:0:0
Dạng rút gọn ::
Dạng nhị phân Tất cả các bit được đặt bằng 0
Địa chỉ IPv6 có khả năng tƣơng thích IPv4
Như đã trình bày ở trên, một địa chỉ IPv6 có khả năng tương thích với IPv4 là một địa chỉ unicast đặc biệt sử dụng bởi cơ chế chuyển đổi trên các host và các router