CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN IPv6 TRấN NỀN IP
4.1. Cỏc vấn đề chung.
IPv6 là một giao thức Internet mới được thiết kế nhằm đỏp ứng cỏc yờu
cầu về phỏt triển cỏc dịch vụ mới và mở rộng khụng gian địa chỉ trờn mạng Internet, đồng thời khắc phục những hạn chế khỏc của IPv4 hiện nay khụng
hỗ trợ tớnh “mở” của giao thức, dịch vụ QoS, cỏc chức năng bảo mật… Tuy nhiờn hai giao thức IPv4 và IPv6 khụng thật sự tương thớch với nhau. Mặt khỏc, hệ thống IPv4 đó phỏt triển mạnh mẽ và hiện nay đó hỡnh thành một mạng Internet tồn cầu cú quy mụ hết sức rộng lớn cả về kiến trỳc mạng và dịch vụ trờn mạng. Do vậy trong một tương lai gần khụng thể chuyển đổi
mạng toàn bộ hệ thống mạng IPv4 hiện nay sang hệ thống mạng IPv6. Để triển khai mạng IPv6 hiệu quả và thiết thực, cỏc nhà thiết kế IPv6 đó đưa ra cỏc giải phỏp sau:
- Xõy dựng cỏc cơ chế chuyển đổi cho phộp kết nối cỏc host/router IPv6 trờn nền cơ sở hạ tầng của mạng IPv4 hiện nay.
- Song song là triển khai kết nối cỏc mạng IPv6 lại với nhau hỡnh thành một mạng IPv6 toàn cầu (kết nối vào mạng thử nghiệm 6Bone).
Thỏch thức mà IPv6 phải đối mặt là khả năng chuyển đổi “trọn vẹn” cỏc
gúi tin IPv6 từ định dạng theo giao thức IPv6 sang IPv4 để từ đú cú thể vận chuyển trờn nền hạ tầng là mạng IPv4, vỡ hầu hết cỏc thiết bị kết nối mạng Internet hiện nay đều được thiết kế cho IPv4.
Để thực hiện yờu cầu này, quỏ trỡnh triển khai IPv6 phải đảm bảo tớnh
linh động một cỏch tối đa, nhưng điều này mõu thuẫn với quy mụ rộng lớn
trỡnh thiết kế IPv6, đảm bảo sự thành cụng của mạng IPv6. Khụng đảm bảo
được yờu cầu trờn sẽ khụng cú sự thành cụng của mạng IP6. Vớ dụ : trước đõy đó cú một vài giao thức được thiết kế để thử thay thế TCP/IPv6, như XTP
nhưng đó khụng thể thành cụng là do khụng cú khả năng chạy song song
(dual stack), hay khụng cú tớnh tương thớch lẫn nhau giữa cỏc họ giao thức cũ và mới. IPv6 cũng vậy, nếu với cỏc đặc tớnh ưu việt của nú so với IPv4 cũng chưa đủ để thuyết phục người dựng bỏ mạng IPv4 hiện nay để xõy dựng mạng IPv6, do vậy cần phải đảm bảo tớnh tương thớch trờn cơ sở cỏc chức năng của IPv4 trong quỏ trỡnh chuyển đổi sang IPv6.
Để triển khai mạng IPv6 cú cỏc phương thức diễn ra đồng thời là xõy
dựng mạng IPv6 trờn nền hạ tầng là mạng IPv4 hiện nay, sau đú thay thế dần mạng IPv4 hiện nay.
Mục đớch của cỏc cơ chế chuyển đổi là đảm bảo một số chức năng chớnh như sau:
- Đảm bảo thực hiện cỏc đặc tớnh ưu việt của mạng IPv6 so với mạng IPv4.
- Tận dụng hạ tầng sẵn cú của mạng Ipv4 trong giai đoạn chuyển tiếp sang một mạng thuần IPv6.
- Tăng cường khả năng nõng cấp và triển khai. Việc chuyển đổi đối với cỏc host/router khụng bị phụ thuộc vào nhau.
- Tối thiểu hoỏ sự phụ thuộc trong cỏc quỏ trỡnh nõng cấp. Một trong những
điều kiện bắt buộc để nõng cấp host tới IPv6 là hệ thống DNS server hỗ trợ
IPv6. Cỏc điều kiện đối với cỏc router như hỗ trợ cỏc giao thức định tuyến BGP4+, hỗ trợ IPv6 … chưa phải là bắt buộc.
- Gỏn và cấp phỏt cỏc loại địa chỉ thuận tiện. Khi cỏc hệ thống IPv4 được cài
đặt được gỏn cỏc địa chỉ IPv4, mặt khỏc địa chỉ IPv4 là một tập con của địa chỉ IPv6, do vậy cú thể tiếp tục sử dụng với cỏc địa chỉ IPv4 sẵn cú.
Chỉ gỏn cỏc địa chỉ IPv6 thật sự cần thiết cho cỏc kết nối tới 6Bone và tuõn theo cỏc kế hoạch phõn bổ địa chỉ của tổ chức đú.
- Giỏ thành khởi điểm thấp. Vỡ khụng cần chuẩn bị cần thiết để nõng cấp cỏc hệ thống từ IPv4 sang IPv6 khi triển khai một hệ thống IPv6 mới. Cơ chế này được thực hiện hồn tồn trờn nền IPv4 đó cú.
Cơ chế chuyển đổi của IPv6 là cú thể kết hợp cỏc trạm IPv6 cựng làm việc với cỏc trạm IPv4 ở bất kỳ nơi nào trờn Internet cho đến khi địa chỉ IPv4 khụng cũn tồn tại, và cho phộp cỏc trạm IPv6 và IPv4 trong một khụng gian giới hạn để cựng làm việc sau đú. Cỏc cơ chế này bảo đảm khoản đầu tư to
lớn của người dựng trong việc xõy dựng hệ thống mạng IPv4 đồng thời triển khai được mạng IPv6.
Hiện nay số lượng cỏc mạng IPv4 là rất lớn, hầu hết cỏc dịch vụ và cỏc giao dịch trờn mạng đều dựa trờn hạ tầng mạng IPv4. Do vậy xuất hiện nhiều cơ chế chuyển đổi cho phộp kết nối cỏc host IPv6 qua mạng IPv4.
Việc xõy dựng lại cỏc giao thức của tầng Internet trong mụ hỡnh TCP/IP
đó dẫn đến nhiều thay đổi. Trong đú vấn đề thay đổi lớn nhất của IPv6 với
IPv4 là việc thay đổi cấu trỳc địa chỉ. Sự thay đổi này ảnh hưởng đến cỏc vấn
đề sau:
- Ảnh hưởng tới hoạt động của cỏc giao thức ở tầng trờn (tầng giao vận và
tầng ứng dụng).
- Ảnh hưởng tới cỏc phương thức định tuyến.
Mặt khỏc, một yờu cầu quan trọng trong việc triển khai IPv6 là phải thực hiện được mục tiờu ban đầu đề ra khi thiết kế giao thức IPv6 đú là: IPv6 phải làm việc được trong mụi trường sử dụng giao thức IPv4. Sẽ cú hiện tượng chỉ cú những host dựng duy nhất IPv6 và đồng thời cũng tồn tại những host chỉ duy nhất cú IPv4. Đồng thời những host “thuần” IPv6 đú phải giao tiếp được
với những host IPv4 trong khi đú vẫn đảm bảo địa chỉ IPv4 là cú tớnh thống
nhất toàn cầu. Do vậy, để đảm bảo thực hiện cỏc sự tương thớch giữa IPv4 và IPv6, cỏc nhà thiết kế IPv6 đó xõy dựng một số cơ chế chuyển đổi khỏc nhau.
Cỏc cơ chế chuyển đổi này cú những đặc điểm chung như sau:
- Đảm bảo cỏc host/router cài đặt IPv6 cú thể làm việc được với nhau trờn
nền IPv4.
- Hỗ trợ cỏc khả năng triển khai cỏc host và router hoạt động trờn nền IPv6 với mục tiờu thay thế dần cỏc host đang hoạt động IPv4.
- Cú một phương thức chuyển đổi dễ dàng, thực hiện được ở cỏc cấp độ
khỏc nhau từ phớa người dựng cuối tới người quản trị hệ thống, cỏc nhà quản lý mạng và cung cấp dịch vụ.
Cỏc cơ chế này là một tập cỏc giao thức thực hiện đối với cỏc host và cỏc router, kốm theo là cỏc phương thức như gỏn địa chỉ và triển khai, thiết kế để làm quỏ trỡnh chuyển đổi sang IPv6 làm việc với ớt rủi ro nhất cú thể được.
Hiện nay cỏc nhà thiết kế IPv6 đó đưa ra 3 cơ chế chuyển đổi chớnh cho
phộp kết nối IPv6 trờn nền IPv4 như sau:
- Dual IPv6 layer: Cơ chế này đảm bảo một host/router được cài đặt cả 2 stack IPv4 và IPv6 ở tầng Internet Layer trong kiến trỳc TCP/IPv6 của nú. - IPv6 tunnel qua IPv4: Cơ chế này thực hiện đúng gúi một tin IPv6 theo
chuẩn giao thức IPv4 để cú thể mang gúi tin đú trờn nền kiến trỳc IPv4. Cú 2 loại tunneling là cài đặt sẵn (configured) và tự động (automatic).
- 6to4: Cơ chế này hoạt động dựa trờn cỏc host IPv4 đó sẵn cú cỏc địa chỉ
IPv4 từ đú xõy dựng một địa chỉ IPv6 cú cấu trỳc đặc biệt, cỏc host sử
dụng cơ chế này khụng cần phải thụng qua một ISP cú hỗ trợ IPv6.