Autoconfiguration) của thiết bị IPv6
Thiết bị IPv4 khi kết nối vào mạng phải đƣợc cấu hình bằng tay các thông số địa chỉ, mặt nạ mạng, router mặc định, máy chủ tên miền. Để giảm cấu hình thủ công, máy chủ DHCP đƣợc sử dụng để có thể cấp phát địa chỉ IP và thông số cho IPv4 host khi nó kết nối vào mạng. Địa chỉ IPv6 tiến thêm một bƣớc xa hơn khi cho phép một IPv6 node có thể tự động cấu hình địa chỉ và các tham số hoạt động mà không cần sự hỗ trợ của máy chủ DHCPv6. Do vậy, địa chỉ IPv6 có hai phƣơng thức tự động cấu hình địa chỉ:
Sử dụng máy chủ DHCPv6 để cung cấp địa chỉ và thông số cho các host IPv6. Cách thức này tƣơng tự nhƣ việc sử dụng DHCP của địa chỉ IPv4. Tuy nhiên, việc hƣớng dẫn IPv6 host nhận địa chỉ và thông số từ máy chủ DHCPv6 do router trên đƣờng kết nối quảng bá thông tin, không phải thực hiện cấu hình xác định bằng tay nhƣ IPv4 host. Phƣơng thức tự động cấu hình này đƣợc gọi là “tự động cấu hình có trạng thái – stateful autoconfiguration”. Hiện nay, các tài liệu tiêu chuẩn hoá cho DHCPv6 đã đƣợc hoàn thiện đầy đủ.
IPv6 host tự động cấu hình địa chỉ cho mình mà không cần sự hỗ trợ của máy chủ DHCPv6. Host thực hiện cấu hình IP bắt đầu từ trạng thái chƣa có thông tin hỗ trợ cấu hình, do vậy phƣơng thức cấu hình này đƣợc gọi là “tự động cấu hình không trạng thái – stateless autoconfiguration”
Giảm tối thiểu cấu hình thủ công là một trong những đặc điểm hoàn toàn mới và là một ƣu điểm nổi bật của địa chỉ IPv6. Khả năng tự động cấu hình không trạng thái của thiết bị IPv6 dựa trên một số đặc tính mới của địa chỉ IPv6, bao gồm: khả năng tự tạo 64 bít định danh giao diện từ địa chỉ lớp hai, từ đó tự động tạo địa chỉ link-local, khả năng trao đổi của host với router trên một đƣờng kết nối nhờ thủ tục Neighbor Discovery để nhận các thông tin về tiền tố địa chỉ mạng của đƣờng kết nối và các tham số hoạt động khác .
Không cần sự hỗ trợ của máy chủ DHCP, host thực hiện các bƣớc sau để tự động cấu hình địa chỉ và các thông số hoạt động cho mình:
interface Ethernet0
ipv6 address 2001:410:213:1::/64 eui-64
RS
RA MAC: 00-90-27-17-FC-0F
Interface ID : 0290:27FF:FE17:FC0F interface Ethernet0
ipv6 address 2001:410:213:1::/64 eui-64
RS
RA MAC: 00-90-27-17-FC-0F
Interface ID : 0290:27FF:FE17:FC0F
Bước 1: Tạo địa chỉ link-local:
Địa chỉ link-local bắt đầu bởi 10 bít prefix FE80::/10, theo sau bởi 54 bit 0. 64 bít còn lại là định danh giao diện (interface ID)
Khi khởi động, 64 bít định danh giao diện sẽ đƣợc host tự động tạo từ địa chỉ lớp hai. Bạn có thể tham khảo lại chi tiết quy trình tạo định danh giao diện trong mục II.1.4.
Với ví dụ cụ thể trong hình vẽ trên, từ địa chỉ MAC 00-90-27-17-FC-0F, host sẽ tạo đƣợc 64 bít định danh giao diện 0290:27FF:FE17:FC0F. Từ đó tạo đƣợc địa chỉ link-local FE80::0290:27FF:FE17:FC0F
Ngoài phƣơng thức tạo định danh giao diện từ địa chỉ vật lý, 64 bít định danh giao diện còn có thể đƣợc gắn bằng một dãy số ngẫu nhiên.
Bước 2: Thực hiện thuật toán kiểm tra trùng lặp địa chỉ (Duplicate Address Detection)
Trƣớc khi thực sự sử dụng địa chỉ link-local vừa tạo đƣợc, host sẽ thực hiện quy trình kiểm tra trùng lặp địa chỉ để chắc chắn địa chỉ link-local mình dự định sử dụng là duy nhất trong phạm vi đƣờng kết nối nhằm tránh xung đột. Thuật toán DAD, nhƣ đã đề cập trong mục trƣớc, dựa trên hai dạng thông diệp Neighbor Solicitation và Neighbor Advertisement.
Bước 3: Gắn địa chỉ link-local
Sau khi gửi thông điệp Neighbor Solicitation, nếu host không nhận đƣợc thông điệp Neighbor Advertisement phúc đáp, có nghĩa chƣa có node nào trên đƣờng kết nối sử dụng địa chỉ này. Khi đó host sẽ gắn địa chỉ link-local cho mình và lấy địa chỉ này để thực hiện giao tiếp với các node khác trên mạng LAN.
Bước 4: Liên hệ với router.
Trong gói tin Router Advertisement do router trên đƣờng kết nối quảng bá sẽ có các thông tin hƣớng dẫn host về cách thức cấu hình địa chỉ, về prefix địa chỉ của đƣờng kết nối, và các tham số khác. Do vậy, host sẽ đợi gói tin này trong thông điệp đƣợc router gửi một cách định kỳ, hoặc sẽ có gắng liên hệ với các router trên đƣờng kết nối. Để liên hệ với router, host gửi gói tin truy vấn – RS tới địa chỉ đích multicast mọi router phạm vi link - FF02::2. Router trên đƣờng kết nối sẽ gửi thông điệp quảng bá – RA phúc đáp. Trong đó chứa dữ liệu về tiền tố mạng của đƣờng kết nối và các thông số khác. Nếu đƣờng kết nối đang sử dụng phƣơng thức cấu hình nhờ máy chủ DHCPv6, trong quảng bá của router sẽ không có tiền tố mạng và sẽ có thông tin hƣớng dẫn host sử dụng máy chủ DHCPv6 để nhận thông tin cấu hình.
Trong hình vẽ, router sẽ quảng bá cho host prefix của đƣờng kết nối là 2001:410:213:1::/64
Bước 5: Cấu hình địa chỉ và xác lập các giá trị thông số hoạt động.
Từ thông tin nhận đƣợc trong quảng bá RA của router, host sẽ cấu hình địa chỉ và xác lập các thông số hoạt động
Từ thông tin về prefix:
o Host tạo địa chỉ IPv6 toàn cầu bằng cách gắn prefix này với 64 bít định danh giao diện. Để có thể tự động cấu hình địa chỉ, prefix địa chỉ do router quảng bá phải có độ dài /64.
o Đồng thời host cũng thiết lập giá trị thời gian sống cho địa chỉ theo giá trị có trong thông điệp quảng bá của router.
o Host đăng ký địa chỉ Multicast Solicited Node tƣơng ứng địa chỉ unicast vừa tạo với card mạng để nhận lƣu lƣợng của địa chỉ này.
Host xác lập các giá trị thông số hoạt động: Hop Limit, thời gian mặc định host thực hiện quy trình kiểm tra khả năng có thể kết nối đƣợc của các node lân cận, giá trị MTU của đƣờng kết nối.
Trong trƣờng hợp cụ thể, nhƣ hình vẽ trên, host sẽ cấu hình đƣợc địa chỉ toàn cầu IPv6: Địa chỉ IPv6 = Tiền tố mạng + Định danh giao diện = 2001:410:213:1::90:27FF:FE17:FC0F