I.3.2.1. Giới thiệu IPv6
Nhƣ ta đã biết, hiện nay, trong thế giới Internet, giao thức IP là giao thức mạng phổ biến nhất hiện nay, vì thế, có rất nhiều địa chỉ IPv4 dùng cho giao thức đƣợc sử dụng trên thế giới. Tuy nhiên, với tốc độ bùng nổ của thế giới internet hiện nay, số lƣợng địa chỉ IPv4 đƣợc sử dụng đã gần đi đến giới hạn của nó. Trƣớc tình hình đó, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu và phát triển một loại địa chỉ mới có thể thay thế IPv4, đáp ứng đƣợc yêu cầu phát triển của mạng internet trong tƣơng lai, đó là địa chỉ IPv6. Với độ dài 128 bit của địa chỉ IPv6 so với 32 bit của địa chỉ IPv4, số lƣợng IPv6 có thể cung cấp cho ngƣời dùng là 3.4 ×1038, 1 con số lớn hơn nhiều so với 4.3 tỉ địa chỉ đƣợc IPv4 cung cấp. (Xem thêm tại VI.1.2)
I.3.2.2. So sánh giữa IPv4 và IPv6
Hình I.9 Phần tiêu ề gói tin IPv6 [11] (Hình 2)
Quan sát hai hình trên, ta có thể thấy đƣợc sự khác biệt rõ ràng là chiều dài địa chỉ nguồn (source Address) và địa chỉ đích ( Destination Address) trong phần tiêu đề của gói tin IPv6 dài gấp 4 lần gói tin IPv4. So với gói tin IPv4, phần tiêu đề gói tin IPv6 đã lƣợc bỏ một số trƣờng để trở nên đơn giản hơn.
Ngoài ra, có các trƣờng ở phần tiêu đề IPv4 vẫn đƣợc giữ nguyên ở phần tiêu đề của IPv6, chỉ thay đổi tên.
Trong phần tiêu đề IPv6 có một trƣờng mới hoàn toàn so với phần tiêu đề trong tiêu đề IPv4, đó là trƣờng Flow Label. Trƣờng này dài 20 bit dùng để chỉ luồng lƣu lƣợng của mỗi gói tin IPv6.
Bên cạnh phần tiêu đề mới, cách viết địa chỉ mới, IPv6 còn có những tiến bộ nổi bật so với IPv4 là :
- ICMPv6
- Khám phá láng giềng (Neighbor discovery) - Khám phá định tuyến (Router discovery)
- Tự động cấu hình phi trạng thái (Stateless autoconfiguration) - DHCP version 6 (DHCPv6)
- Khám phá quỹ đạo MTU
- DNS mới.
I.3.2.3. Cấu trúc địa chỉ IPv6
Địa chỉ IPv6 bao gồm 128 bít đƣợc chia thành 8 phần, mỗi phần rộng 2 byte, bao gồm 4 chữ số trong hệ đếm 16. Vì thế cho nên địa chỉ gồm có 32 chữ số trong hệ đếm 16 với mỗi 4 chữ số một lại có một dấu 2 chấm.
Ví dụ : 2001:DB08:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210.
Tuy nhiên, cách viết này cũng gây không ít khó khăn cho những nhà quản trị mạng. Một cải tiến đầu tiên là cho phép bỏ qua những số 0 đứng trƣớc mỗi thành phần hệ 16, có thể viết 0 thay vì viết 0000.
Hơn nữa ta có thể sử dụng ký hiệu :: để chỉ một chuỗi các số 0. Tuy nhiên ký hiệu trên chỉ đƣợc sử dụng một lần trong một địa chỉ.
Không gian địa chỉ IPv6 chia làm ba phần: mạng prefix, subnet ID (địa chỉ subnet), interface ID ( địa chỉ cổng). Ba thành phần này đƣợc nhận dạng bởi vị trí của các bit bên trong một địa chỉ. Ba trƣờng đầu tiên trong IPv6 đƣợc biểu thị tiền tố của mạng, trƣờng tiếp theo biểu thị subnet ID còn 4 trƣờng cuối biểu thị cho interface ID.
Ví dụ: địa chỉ IPv6 : 2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af
Phần tiền tố mạng của địa chỉ này là: 2001:0f68:0000. Trƣờng tiếp theo là 0000 biểu thị subnet ID. Các byte còn lại (0000:0000:1986:69af) biểu thị interface ID.
I.3.2.4. Phân loại địa chỉ IPv6
Địa chỉ IPv6 đƣợc chia thành ba loại: đơn hƣớng (unicast), đa hƣớng (multicast) và vô hƣớng (anycast).
Địa chỉ đơn hƣớng (Unicast): Dùng để gán cho một cổng và dùng để
nhận dạng một nút. Một gói dữ liệu khi lƣu thông trên mạng đƣợc gửi đến một địa chỉ đơn hƣớng sẽ đƣợc chuyển đến cổng (hay nút) mang địa chỉ đơn hƣớng đó.
- Địa chỉ đơn hƣớng có hai loại: toàn cục, cục bộ.
- Địa chỉ toàn cục dùng để dùng trong môi trƣờng internet, tiền tố mạng chiếm 48 bít và có 3 bít đầu là 001.
- Địa chỉ cục bộ là địa chỉ dùng trong mạng Intranet, tƣơng tự địa chỉ private trong IPv4. Địa chỉ cục bộ lại bao gồm hai loại là liên kết cục bộ (link – local) và mạng cục bộ (stie local).
Địa chỉ vô hƣớng (Anycast): Là địa chỉ dùng để nhận dạng một tập
hợp các cổng (thƣờng thuộc các host khác nhau). Một gói tin gửi đến địa chỉ vô hƣớng sẽ đƣợc chuyển đến host gần nhất trong tập hợp các host mang địa chỉ vô hƣớng đó. Khái niệm “gần nhất” ở đây dựa theo chi phí (cost) tối ƣu để đến một host, thông tin này liên quan đến thông tin định tuyến.
- Khi những địa chỉ đơn hƣớng đƣợc gán nhiều hơn một cổng, nó trở thành địa chỉ vô hƣớng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Địa chỉ IPv6 vô hƣớng không đƣợc sử dụng làm địa chỉ nguồn của các gói tin IPv6.
- Một địa chỉ vô hƣớng không đƣợc phép gán cho một Host IPv6, do vậy nó chỉ đƣợc gán cho Router IPv6.
Địa chỉ đa hƣớng (Multicast): là địa chỉ cũng dùng để gán cho một tập hợp các cổng (thƣờng thuộc các host khác nhau). Nhƣng khác với địa chỉ vô hƣớng, một gói tin khi chuyển đến địa chỉ đa hƣớng đƣợc chuyển đến tất cả các host mang địa chỉ đa hƣớng này. Loại địa chỉ này cũng giống với địa chỉ đa hƣớng trong IPv4(lớp D).
I.3.2.5. Thực hiện IP v6 trong mạng MPLS
Ngƣời ta đƣa IPv6 vào trong mạng MPLS bằng những cách : 6PE, 6VPE.
Dùng giải pháp 6VPE:
Đây cũng là một giải pháp dùng MPLS VPN đối với IPv6. Hoạt động của nó tƣơng tự nhƣ MPLS VPN đối với IPv4. Sự khác biệt so với giải pháp 6PE là ở 6VPE, các tiền tố IPv6 của khách hàng sẽ thuộc về một VPN và tách biệt hoàn toàn với tiền tố của các khách hàng khác trong mạng VPN.
6VPE có những đặc điểm chính sau:
- Có một mạng lõi MPLS chạy giao thức đinh tuyến của IPv4 (IGP) và một giao thức phân phối nhãn ( LDP)
- Có các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ở biên hoặc router PE có khả năng chạy IPv6.
- Có các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ở biên hoặc router PE có các VRF ( Bảng định tuyến ảo) để xác định cho các VPN hƣớng đến các router CE.
- Giao thức MP – iBGP chạy giữa các router các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ở biên hoặc router PE để phục vụ việc phân phối các tiền tố IPv6 và nhãn liên quan. (vpnv6 + label)
- Gói tin IPv6 mang hai loại nhãn, một nhãn IGP ở bên trên và một nhãn BGP( hoặc VPN) ở bên dƣới.
Dùng giải pháp 6PE:
Đây là cách vận chuyển trực tiếp gói tin IPv6 qua mạng xƣơng sống MPLS. Các mạng MPLS không cần chạy VPN, do đó, không cần có những bảng VRF (Bảng định tuyến chuyển tiếp ảo) ở mỗi router biên (PE) của nhà cung. Tất cả các router CE IPv6 đều có thể nhìn thấy nhau.
Ở giải pháp này, router sẽ chạy ở chế độ dual –stack song song IPv4 và IPv6. Các router CE chạy IPv6 sẽ đƣợc kết nối vào router PE thông qua 1 cổng bình thƣờng. Các định tuyến đƣợc phân phối giữa các router PE thông qua giao thức MP –iBGP (Multiprotocol internal BGP). Giao thức này sẽ phân phối các nhãn đƣợc sử dụng cho các tiền tố IPv6 cụ thể. Các thẻ đánh dấu các gói tin IPv6 tại router biên
PE của nhà cung cấp. Sau đó, router PE sẽ tìm kiếm nhãn BGP này trong cơ sở dữ liệu nhãn chuyển tiếp LFIB và dùng nó để chuyển gói tin IPv6 đến router CE. [3]