Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

MỤC LỤC
1
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

LỜI MỞ ĐẦU
Địa chỉ của các máy tính trên Internet hiện nay đang được đánh số theo thế hệ địa
chỉ phiên bản 4 (IPv4) gồm 32 bit. Trên lý thuyết, không gian IPv4 bao gồm hơn 4 tỉ địa
chỉ (thực tế thì ít hơn). Tuy nhiên đứng trước sự phát triển mạnh mẽ về số lượng các thiết
bị trên mạng lưới thì xảy ra nguy cơ thiếu hụt không gian địa chỉ IPv4; cùng với những
hạn chế trong công nghệ và những nhược điểm của IPv4 đã thúc đẩy sự ra đời của một thế
hệ địa chỉ Internet mới IPv6.
IPv6 được thiết kế với hy vọng khắc phục những hạn chế vốn có của địa chỉ IPv4
như bị hạn chế về không gian địa chỉ, cấu trúc định tuyến và bảo mật, đồng thời đem lại
những đặc tính mới thỏa mãn các nhu cầu dịch vụ của thế hệ mạng mới như khả năng tự
động cấu hình mà không cần hỗ trợ của máy chủ DHCP, cấu trúc định tuyến tốt hơn, hỗ
trợ tốt hơn multicast, hỗ trợ bảo mật và cho di động tốt hơn. Hiện nay IPv6 đã được chuẩn
hóa từng bước, chuẩn bị đưa vào ứng dụng thực tế trong tương lai. Chính vì thế mà trong
quá trình thực hiện đồ án 5, nhóm làm đồ án đã chọn đề tài “Tìm hiểu IPv6”.
Đồ án được trình bày theo cấu trúc như sau:
 Phần I: Mở đầu
Phần này giới thiệu tổng quan về đề tài “Tìm hiểu IPv6 ”
 Phần II: Nội dung
Trong phần này gồm các chương sau:
• Chương 1: Tổng quan về IPv6.
• Chương 2: Một số đặc tính của IPv6
• Chương 3: Định tuyến trong mạng máy tính.
• Chương 4: Công nghệ chuyển đổi giao tiếp IPv4 – IPv6.
 Phần III: Kết luận
2

Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN











.
Hưng Yên, ngày 17 tháng 12 năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
3
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

4
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
5
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, mạng IPv4 mà hiện chúng ta đang sử dụng chỉ có khoảng

4 tỉ địa chỉ. Với mức độ tăng trưởng của Internet ngày càng lớn và số lượng người
tham gia các hoạt động trên mạng ngày càng đông như hiện nay thì trong một khoảng
thời gian không lâu nữa, số lượng địa chỉ IPv4 sẽ bị cạn kiệt. Vì thế việ chuyển sang
IPv6 là xu thế tất yếu. IPv6 có 128 bit, lớn hơn rất nhiêu nên số địa chỉ sẽ không bị
giới hạn. Đó là điểm mấu chốt cho thấy tại sao IPv6 lại cần thiết.
Tuy thế việc chuyển sang IPv6 lại không đơn giản như đổi số điện thoại và một
máy chạy IPv4 không thể liên lạc được với một máy chạy IPv6. Nên để chuyển đổi
chắc cũng mất vài năm với tất cả router, server, client đều phải chạy dual – stack. Có
nghĩa là chạy IPv4 và IPv6 cùng một lúc. Và điều cốt yếu ở đây là làm sao để chuyển
đổi giao tiếp IPv4 - IPv6?
Vì vậy Chính vì những lý do trên mà chúng em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu IPv6”
để có một cái nhìn tổng quan về IPv6 và trong một vài năm tới nữa thôi IPv6 sẽ bắt
đầu được triển khai, chúng em sẽ không quá ngỡ ngàng về điều này.
1.2. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Website IPv6.
- Các mô hình giả lập về IPv6.
- Các tổ chức cung cấp dịch vụ Tunnel Broker miễn phí
1.3. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
- Tổng quan về IPv6
- Công nghệ chuyển đổi giao tiếp IPv6 –IPv4.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, chuyên gia và thực nghiệm
6
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPV6
1.5. Lý do ra đời địa chỉ IPv6.
IPv4 đã được chuẩn hóa kể từ RFC 791 phát hành năm 1981. IPv4 dùng 32
bit để biểu diễn địa chỉ IP. Sử dụng 32 bit này, ta có thể đánh được khoảng 4.3 tỷ

địa chỉ khác nhau. Nhưng chỉ khoảng hơn 10 năm sau khi ra đời, vào nửa đầu thập
kỷ 90, nguy cơ thiếu địa chỉ IP đã xuất hiện tại 1 số nước như Trung Quốc, Ấn
Độ, Các nhà phát triển đã triệu tập nhiều hội nghị, nhiều phương án đã xuất
hiện như: CIDR, NAT, Xong, với sự phát triển cực kỳ tốc độ, 4.3 tỷ địa chỉ kia
không đủ đặt địa chỉ cho những PC, di động, các thiết bị điện tử khác, để nối
trực tiếp tới Internet.
Để giải quyết vấn đề đó thì IPv6 đã ra đời. Với 128 bit lớn hơn IPv4 gấp 4
lần, bạn có thể đánh được khoảng 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ. Đây là không gian địa chỉ
cực lớn không chỉ dành riêng cho Internet mà còn cho tất cả các mạng máy tính, hệ
thống viễn thông, hệ thống điều khiển và thậm chí là vật dụng gia đình. IPv6 được
tích hợp trong Windows XP SP1 và Windows Server 2003 nhưng bị ẩn. Còn trên
Windows Server 2008 và Windows Vista, mặc định IPv6 được mở. Hiện tại thì nhu
cầu chúng ta cần 15% IPv6, còn 85% còn lại dùng để dự phòng trong tương lai.
1.6. Cấu trúc địa chỉ IPv6.
1.6.1. Không gian địa chỉ IPv6.
Kích thước địa chỉ IPv6 là 128 bit, rộng gấp 4 lần địa chỉ của IPv4. Không
gian địa chỉ 32 bit cho phép 2
32
hay 4.294.967.296 địa chỉ. Không gian địa chỉ 128
bit cho phép 2
128
địa chỉ hay
340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 (3.4x10
38
) địa chỉ.
7
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Vào những năm cuối thập niên 70 của thế kỷ trước khi mà không gian địa
chỉ IPv4 được thiết kế thì người ta chưa tưởng tượng được rằng nó sẽ cạn kiệt

trong tương lai. Tuy nhiên do có nhiều sự thay đổi trong kỹ thuật và thực tế phân
vùng không thấy trước được sự bùng nổ của các host trên Internet và không gian
địa chỉ IPv4 đã được phân phát hết vào năm 1992, do đó cần 1 không gian địa chỉ
mới thay thế.
Với IPv6 thật khó có thể tưởng tượng được rằng nó sẽ được phân phát hết
bởi vì theo ước tính không gian địa chỉ IPv6 sẽ cung cấp cho mỗi m
2
bề mặt trái đất
là 655.570.793.348.866.943.898.599 ( 6.5x10
23
) địa chỉ. Kích thước tương đối lớn
của địa chỉ IPv6 được thiết kế để chia nhỏ thành các miền định tuyến phân cấp
phản ánh topo của Internet hiện nay. Việc sử dụng 128 bit cho phép nhiều mức độ
phân cấp và tính linh động trong việc thiết kế định tuyến và đánh địa chỉ phân cấp.
Hình 1. : Cấu trúc địa chỉ (Address Structure)
1.6.2. Cú pháp địa chỉ IPv6.
Địa chỉ IPv6 128 bit được chia thành 8 khối mỗi khối 16 bit, mỗi khối này được
chuyển sang dạng số hexa 4 bit và được phân biệt với nhau bằng dấu hai chấm.
8
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Mỗi khối này được chuyển sang chữ số hexa và chia cách nhau bằng dấu
hai chấm, kết quả là:
21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A
Việc viết địa chỉ IPv6 có thể đơn giản hóa bằng cách xóa bỏ 0 đứng đầu
trong mỗi khối 16 bit. Tuy nhiên mỗi khối phải có ít nhất một số đơn. Trong ví dụ
trên, địa chỉ trên được đơn giản hóa thành:
21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A
Nén các chữ số 0:
Một số loại địa chỉ chứa các chuỗi dài các số 0. để đơn giản hóa trong cách

viết, một chuỗi liên tiếp các khối 16 bit có giá trị 0 trong kiểu định dạng theo số
hexa phân cách nhau bằng dấu : được nén thành “::” và được gọi là dấu hai chấm
kép.
Ví dụ: địa chỉ link-local FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 được nén thành
FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2, và địa chỉ multicast FF02:0:0:0:0:0:0:2 nén thành
FF02::2.
Việc nén 0 chỉ có thể được dùng để nén một chuỗi các khối 16 bit liên tiếp
đơn mà thôi. Ta không thể nén 0 với các số 0 là một phần của khối 16 bit. Ví dụ
như ta không thể nén địa chỉ FF02:30:0:0:0:0:0:5 thành FF02:3::5, mà ta chỉ có thể
nén thành FF02:30::5.
Để xác định có bao nhiêu con số 0 đứng giữa “::” thì ta có công thức sau:
N= ( 8-n)*16
Trong đó n là số khối bit 16 bit địa chỉ còn lại được biểu diễn ở dạng số
hexa.
Việc 0 chỉ được dùng 1 lần đối với 1 địa chỉ cho trước, nếu không thì ta sẽ
không thể xác định được con số không được giản lược.
1.6.3. Định dạng gói tin trong IPv6.
Gói tin trong IPv6 được thấy như trong hình dưới đây. Mỗi gói tin bao gồm
một vùng header nền tảng bắt buộc theo sau bởi payload. Payload gồm có 2 phần:
những vùng Header mở rộng tuỳ ý chọn và dữ liệu từ tầng cao hơn. Vùng Header
nền tảng chiếm giữ 40 byte, trong khi đó những vùng Header mở rộng và dữ liệu
từ tầng cao hơn chứa đến 65535 byte thông tin.
9
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Hình 1. : Định dạng gói tin IPv6(IPv6 Data Packet Fomat )
Vùng nền tảng (Base Header) : Vùng header nền tảng trong hình 1.2 cho ta
thấy nó có 8 trường, những trường này mô tả như sau:
10
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6


Hình 1. : Định dạng của một đơn vị dữ liệu IPV6 (Format of an IPV6 datagram)
Phiên bản (VER – version): Trường 4 bít này định nghĩa số phiên bản của
IP. Với IPv6 giá trị là 6
Quyền ưu tiên (PRI - prority): Trường 4 bít này định nghĩa sự ưu tiên của
những gói tin đối với sự tắc nghẽn giao thông.
Nhãn lưu lượng (Flow lable): Nhãn lưu lượng là một trường 3byte – 24 bit
được thiết kế để cung cấp sự điều khiển đặc biệt đối với những lưu lượng đặc biệt
của dữ liệu.
Một dãy các gói tin được gửi từ 1 nguồn riêng đến đích riêng, cần sự điều
khiển đặc biệt từ router gọi là lưu lượng của những gói tin. Sự kết hợp của địa chỉ
nguồn và giá trị của nhãn lưu lượng định nghĩa 1 cách duy nhất 1 lưu lượng của
những gói tin.
Đối với router 1 lưu lượng là 1 dãy các gói tin chia sẻ cùng đặc tính như là
việc di chuyển cùng 1 đường, sử dụng cùng một nguồn, có cùng kiểu an toàn vv…
Một router mà hỗ trợ sự điều khiển của nhãn lưu lượng có 1 bảng nhãn lưu lượng.
Bảng này có 1 mục vào cho mỗi nhãn lưu lượng hoạt động, mỗi mục định nghĩa 1
dịch vụ được yêu cầu bởi nhãn lưu lượng tương ứng. Khi router nhận được 1 gói
tin nó tra cứu bảng nhãn lưu lượng của nó để tìm mục vào tương ứng cho giá trị
11
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

nhãn lưu lượng được định nghĩa trong gói tin. Sau đó nó cung cấp cho gói tin
những dịch vụ đã đề cập trong mục vào. Tuy nhiên chú ý là nhãn lưu lượng tự nó
không cung cấp thông tin cho những mục vào của bảng nhãn lưu lượng, thông tin
được cung cấp bởi những thứ khác như là tuỳ chọn nhảy từng bước một hay những
giao thức khác.
Trong hình thức đơn giản nhất của nó, 1 nhãn lưu lượng có thể được sử
dụng để tăng tốc 1 tiến trình của 1 gói tin bởi 1 router. Khi router nhận được gói tin
thay vì xem bảng tìm đường và đi đến thuật toán tìm đường để định nghĩa địa chỉ

cảu bước nhảy kế tiếp, nó có thể dễ dàng được nhìn thấy trong 1 bảng nhãn lưu
lượng cho bước nhảy kế tiếp.
Trong hình thức rắc rối hơn của nó 1 nhãn lưu lượng có thể được sử dụng
để hỗ trợ quá trình chuyển giao audio và video thời gian thực. Audio và video thời
gian thực một cách đặc biệt trong hình thức kĩ thuật số đòi hỏi những nguồn như
băng thông rộng, buffer lớn, thời gian tiến trình dài vv… Một tiến trình có thể đặt
trước chỗ cho những nguồn này trước để đảm bảo là dữ liệu thời gian thực sẽ
không bị tạm hoãn do thiếu nguồn. Sự sử dụng dữ liệu thời gian thực và chỗ đặt
trước của những nguồn đòi hỏi những giao thức khác như là giao thức thời gian
thực ( Real- Time Protocol- RTP) hay giao thức đặt trước nguồn (Resource
Reservation Protocol- RRP) trong bổ sung của IPv6.
Để cho phép những hiệu quả sử dụng của nhãn lưu lượng 3 điều luật được
đưa ra:
 Nhãn lưu lượng được cấp phát cho 1 gói tin bởi 1 host gốc. Nhãn là
một số bất kì từ 1 đến 2 24 -1. Nó sẽ không sử dụng lại một nhãn lưu
lượng cho 1 lưu lượng mới khi lượng dang tồn tại vẫn hoạt động.
 Nếu như 1 host không hỗ trợ nhãn lưu lượng, nó sẽ đặt trường này là
0. Nếu như 1 router không hỗ trợ nhãn lưu lượng, nó đơn giản sẽ
phớt lờ đi.
 Tất cả những gói tin thuộc cùng 1 lưu lượng có thể có cùng nguồn,
cùng đích, cùng sự ưu tiên và cùng nhưng tuỳ chọn.
12
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Độ dài Payload (Payload Length): Trường độ dài Payload 2 byte này được
định nghĩa độ dài tổng cộng của đơn vị dữ liệu IP trừ vùng Header nền tảng.
Vùng header kế tiếp (Next Header): Vùng Header kế tiếp là 1 trường 8 bít
định nghĩa 1 đầu mục mà theo sau vùng Header nền tảng trong đơn vị dữ liệu.
Vùng header kế tiếp là 1 trong những vùng mở rộng tuỳ ý lựa chọn được sử dụng
bởi IP hoặc vùng Header cho 1 giao thức tầng cao hơn như UDP hay TCP. Mỗi

vùng Header mở rộng lại có chứa trường này.
Bảng sau cho chúng ta thấy những giá trị của vùng Header kế tiếp:
Giới hạn nhảy (Hot Limit): Trường giới hạn nhảy 8 bít này phục vụ cho
mục đích tương tự trường TTL trong IPv4.
Địa chỉ nguồn (Source Address): Trường địa chỉ nguồn là 1 điạ chỉ Internet
16 byte (128 bit) mà xác minh nguồn bản gốc của đơn vị dữ liệu
Địa chỉ đích (Destination Address): Trường địa chỉ đích là 1 địa chỉ Internet
16 byte ( 128 bit) mà thường xác minh đích cuối cùng của đơn vị dữ liệu. Tuy
nhiên nếu router nguồn được sử dụng thì trường này sẽ chứa địa chỉ của router kế
tiếp.
13
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Quyền ưu tiên (Priority): Trường quyền ưu tiên của gói tin IPV6 định nghĩa
quyền ưu tiên của từng gói tin có quan hệ với những gói tin khác trong cùng 1
nguồn. Ví dụ khi 1 trong 2 đơn vị dữ liệu liên tiếp phải bị loại bỏ đi vì chật chội,
đơn vị dữ liệu có quyền ưu tiên nhỏ hơn sẽ bị loại bỏ. IPv6 chia giao thông (traffic)
làm 2 loại: điều khiển tắc nghẽn (congestion- controlled) và điều khiển không tắc
nghẽn (nocongestion controlled).
Giao thông điều khiển tắc nghẽn (Congestion – controlled traffic): Nếu 1
nguồn tự điều chỉnh giao thông chậm lại khi có tắc nghẽn, giao thông sẽ gán cho
giao thông điều khiển tắc nghẽn. Ví dụ như giao thức TCP sử dụng giao thức cửa
sổ trượt (Sliding window protocol), có thể dễ dàng đáp ứng giao thông. Trong giao
thông điều khiển tắc nghẽn nó được hiểu là những gói tin có thể đến chậm hoặc
thậm chí mất hoặc được nhận ngoài yêu cầu. Dữ liệu điều khiển tắc nghẽn được
cấp phát quyền ưu tiên từ 0 đến 7 được thể hiện ở bảng sau:
Có thể mô tả quyền ưu tiên như sau:
14
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6


Không có giao thông cụ thể ( No specific traffic): quyền ưu tiên 0 được cấp
phát cho gói tin khi tiến trình không định nghĩa 1 ưu tiên nào.
Dữ liệu nền (Background data): nhóm này (quyền ưu tiên 1) định nghĩa dữ
liệu thường xuyên được nhận ở nền. Sự nhận tin tức là 1 ví dụ.
Giao thông dữ liệu không được quan tâm (unattended data tranffic): Nếu
người sử dụng đang không đợi dữ liệu sẽ được nhận, gói tin sẽ được quyền ưu tiên
2. Email thuộc nhóm này. Một người sử dụng gửi email cho người sử dụng khác,
nhưng người nhận không biết email đó sẽ đến sớm. Thêm vào email thường được
lưu trữ trước khi được gửi đi.
Giao thông dữ liệu tham dự khối lớn (Attended bulk data tranffi): Giao thức
mà chuyển phần lớn dữ liệu khi người sử dụng đang đợi nhận dữ liệu (có thể trì
hoãn) được quyền ưu tiên 4. FTP và HTTP thuộc nhóm này.
Giao thông tương dao (Interactive tranffic): Giao thức dạng như TELNET
cần sự tương giao với người sử dụng cấp sự tương giao với người sử dụng được
cấp ưu tiên cao thứ 2 (6) trong nhóm.
Giao thông điều khiển (Control traffic): Giao thông diều khiển được quyền
ưu tiên cao nhất (7) trong loại này. Giao thức routing như OSPF và RIP và giao
thức quản trị SNMP sử dụng quyền ưu tiên này.
Giao thông điều khiển không tắc nghẽn (congestion – controlled traffic):
Kiểu này gán cho kiểu giao thông mà chờ đợi một sự hoãn lại nhỏ nhất. Loại bỏ
gói tin không phải là tốt. Sự chuyển giao lại trong hầu hết tình huống là có thể hti
hành được. Nói 1 cách khác nguồn không sửa lại nó thích nghi với sự tắc nghẽn.
Audio và video thời gian thực là những ví dụ điển hình cho dạng giao thông này.
Quyền ưu tiên từ 8 đến 15 được cấp phát cho giao thông điều khiển không tắc
nghẽn. Mặc dù ở đây không có bát kỳ một sự cấp phát chuẩn đặc biệt nào cho loại
dữ liệu này, quyền ưu tiên thường được cấp phát dự vào số lượng cảu dữ liệu nhận
có thể bị tác động bởi việc loại bỏ gói tin. Dữ liệu chứa ít sự rườm rà (như audio và
video chất lượng thấp) có thể được đưa 1 quyền ưu tiên cao hơn (15). Dữ liệu chứa
15
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6


nhiều sự rườm rà (như video và audio chất lượng cao) có thể bị đưa 1 quyền ưu
tiên thấp hơn (8).
1.7. Các dạng địa chỉ IPv6.
 Địa chỉ unicast: Một địa chỉ unicast xác định một giao diện đơn trong phạm vi
của loại địa chỉ unicast. Với một topology định tuyến unicast thích hợp, các gói
được đánh địa chỉ unicast được chuyển đến một giao diện đơn.
 Địa chỉ multicast: Một địa chỉ multicast xác định nhiều giao diện. Với topo
định tuyến thích hợp thì các gói được đánh địa chỉ multicast sẽ được chuyển
tới tất cả các giao diện mà được xác định bởi địa chỉ này. Một địa chỉ multicast
được dùng trong truyền thông một-nhiều, được chuyển đến nhiều giao diện.
 Địa chỉ anycast: Một địa chỉ Anycast xác định nhiều giao diện. Với topology
định tuyến thích hợp thì các gói được đánh địa chỉ anycast được chuyển đến
một giao diện đơn gần nhât được xác định bởi địa chỉ anycast này. Khái niệm
giao diện gần nhất được xác định gần nhất trong giới hạn khoảng cách định
tuyến. Địa chỉ anycast được dùng trong truyền thông 1-1 trong nhiều.
1.7.1. Địa chỉ unicast IPv6.
Địa chỉ unicast IPv6 bao gồm các loại sau: địa chỉ unicast toàn cầu, địa chỉ
link-local, địa chỉ site-local và địa chỉ đặc biệt.
 Địa chỉ unicast toàn cầu: Địa chỉ Unicast toàn cầu tương ứng với địa chỉ public
của IPv4. Nó có thể định tuyến toàn cầu trong Internet. Không giống như
Internet dựa trên IPv4 có sự định tuyến trên cả dạng phẳng và phần phân cấp
16
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Internet IPv6 được thiết kế từ nền móng của nó là hỗ trợ cho việc định tuyến và
đánh địa chỉ phân cấp và hiệu quả.
Các trường của địa chỉ Unicast toàn cầu được mô tả như sau:
- Phần cố định được gán cho giá trị là 001.
- Prefix định tuyến toàn cầu: Chỉ prefix định tuyến toàn cầu cho một site của

một tổ chức cụ thể. Ba bit cố định cùng với 45 bit prefix định tuyến toàn cầu
tạo thành một prefic site 48 bit, prefix này được cấp cho một site cá nhận
của một tổ chức. Một khi đã được cấp các bộ định tuyến trên Internet IPv6
sẽ chuyển lưu lượng IPv6 phù hợp với prefix 48 bit đến các bộ định tuyến
thuộc site của tổ chức.
- Subnet ID: Subnet ID được dùng cho site của tổ chức để xác định các mạng
con. Kích thước của trường này là 16 bit. Site của tổ chức có thể dùng 16 bit
này với site của nó để tạo 65.536 mạng con hoặc nhiều mức độ của sự phân
cấp đánh địa chỉ và một cơ sở hạ tầng định tuyến hiệu quả.
- Giao diện ID: Chỉ giao diện trên một subnet cụ thể của một site. Kích thước
của trường này là 16 bit. Các trường với địa chỉ unicast toàn cầu tạo ra cấu
trúc 3 cấp như hình vẽ:
Hình 1. : Địa chỉ unicast toàn cầu
Topology công cộng là tập hợp của các ISP lớn hơn và nhỏ hơn mà
cung cấp truy nhập vào Internet IPv6. Topo của site là tập hợp của các mạng
con trong cùng site của tổ chức. Chỉ thị giao diện chỉ một giao diện cụ thể
trên một mạng con trong cùng site của một tổ chức.
17
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

 Địa chỉ unicast dùng nội bộ: gồm hai loại là địa chỉ Link – Local và địa chỉ Site
- Local.
- Địa chỉ Link – Local: Các địa chỉ Link - Local được dùng bởi các node khi
truyền thông với các node láng giềng trên cùng 1 liên kết. Ví dụ như trên
mạng IPv6 liên kết đơn không có bộ định tuyến, các địa chỉ Link - Local
được dùng để truyền thông giữa các host trên link.
Một địa chỉ link-local cần thiết cho các quá trình xử lý tìm kiếm
láng giềng và luôn luôn được tự động được cấu hình ngay cả khi không có
tất cả các địa chỉ unicast khác.
Hình 1. : Mô tả cấu trúc địa chỉ link - local

Các địa chỉ Link - Local luôn luôn bắt đầu với FE80. Với 64 bit xác
định giao diện. Prefix cho địa chỉ Link - Local luôn luôn là FE80::/64. Một
bộ định tuyến IPv6 chuyển lưu lượng link-local vượt ngoài giới hạn liên kết.
- Địa chỉ Site khu vực (Site - Local): Các địa chỉ site-local tương ứng với
không gian địa chỉ IPv4 riêng (10.0.0.0, 172.16.0.0/24 và 192.168.0.0/16).
Ví dụ các mạng nội bộ riêng mà không có một hướng, định tuyến kết nối
đến Internet IPv6 có thể dùng các địa chỉ site-local mà không xung đột với
các địa chỉ Unicast toàn cầu. Các địa chỉ site-local không đến được từ các
site khác và các bộ định tuyến phải không được chuyển lưu lượng site-local
18
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

ra ngoài site. Các địa chỉ site-local có thể được dùng thêm vào các địa chỉ
unicast toàn cầu. Một site là một mạng tổ chức hoặc 1 phần của mạng tổ
chức mà được định nghĩa về mặt địa lý, như 1 cơ quan hay 1 tổ hợp cơ
quan, một trường học. Không giống như các địa chỉ link-local, các địa chỉ
site-local không được tự động cấu hình và được cấp phát bởi các quá trình
cấu hình địa chỉ stateful hay stateless. Cấu trúc của địa chỉ site-locak như
sau:
Hình 1. : Mô tả cấu trúc địa chỉ Site – Local
10 bit đầu tiên luôn luôn cố định cho các địa chỉ site-local
(FEC0::/10). Sau 10 bit cố định là trường ID Subnet cung cấp 54 bit mà ta
có thể tạo ra một cơ sở hạ tầng định tuyến có thể tóm tắt và phân cấp trong
cùng 1 site. Sau trường ID mạng con là 64 bit trường ID giao diện mà chỉ
thị một giao diện cụ thể trên một subnet.
 Địa chỉ IPv6 đặc biệt:
- Địa chỉ không chỉ rõ: Địa chỉ 0:0:0:0:0:0:0:0 hay :: chỉ được dùng để chỉ sự
không có mặt của một địa chỉ. Nó tương thích với địa chỉ không rõ trong
IPv4 là 0.0.0.0. Địa chỉ không chỉ rõ thường được dùng như là một địa chỉ
nguồn cho các gói cố gắng để xác nhận sự có mặt duy nhất của một địa chỉ

không chỉ rõ. Địa chỉ không chỉ rõ không được cấp cho 1 giao diện hoặc là
dùng như 1 địa chỉ đích đến
19
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

- Địa chỉ loopback: Địa chỉ loopback 0:0:0:0:0:0:0:1 hoặc ::1 được dùng để
xác định 1 giao diện loopback cho phép 1 node có thể gửi các gói gửi ngược
về chính nó. Nó tương đương với địa chỉ loopback 127.0.0.1 trong IPv4.
Các gói được đánh địa chỉ cho địa chỉ loopback phải không được gửi trên
đường liên kết hoặc được chuyển tiếp bởi 1 bộ định tuyến IPv6.
1.7.2. Địa chỉ multicast IPv6.
Trong IPv6 lưu lượng multicast hoạt động giống như ở IPv4. Các node IPv6
được định vị tùy ý có thể lắng nghe lưu lượng multicast trên 1 địa chỉ multicast tùy
ý. Các node IPv6 được định vị tùy ý có thể lắng nghe nhiều địa chỉ multicast tại
cùng 1 thời điểm. Các node có thể tham gia hoặc rời khỏi nhóm multicast bất cứ
lúc nào.
Địa chỉ multicast IPv6 có 8 bit đầu tiên là 1111 1111. Một địa chỉ IPv6
multicast có thể dễ dàng nhận ra vì nó luôn bắt đầu bằng FF. Các địa chỉ multicast
không thể được dùng như là các địa chỉ nguồn hoặc là các đích trung gian trong 1
tiêu đề định tuyến. Phía sau 8 bit đầu tiên địa chỉ multicast bao gồm cấu trúc thêm
vào để xác định các cờ, phạm vi và nhóm multicast.
20
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

Hình 1. : Mô tả cấu trúc địa chỉ Multicast
Các trường trong địa chỉ multicast là:
Cờ: chỉ các cờ được thiết lập trong địa chỉ multicast. Kích thước của trường
này là 4 bit. Như RFC 3513 cờ chỉ được định nghĩa là cờ T( transient: tạm thời).
Cờ T dùng bit bậc thấp của trường cờ. Khi được set về 0 cờ T chỉ ra rằng địa chỉ
multicast là một địa chỉ multicast được cấp thường trực, được cấp phát bởi IANA

(Internet Assigned Number Authority). Khi được set lên 1, cờ T chỉ ra địa chỉ
multicast này là địa chỉ multicast tạm thời.
Phạm vi: chỉ phạm vi của liên mạng IPv6 cho lưu lượng multicast được dự
định. Kích thước của trường này là 4 bit. Thêm vào đó thông tin cung cấp bởi các
giao thức định tuyến multicast , các bộ định tuyến dùng phạm vi multicast để xác
định nơi mà lưu lượng multicast sẽ được chuyển đi. Các giá trị thông thường nhất
21
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

cho trường phạm vi là 1 ( phạm vi giao diện cục bộ), 2 ( phạm vi liên kết nội bộ)
và 5 (phạm vi site nội bộ). Ví dụ lưu lượng với địa chỉ multicast là FF02::2 có 1
phạm vi liên kết nội bộ thì 1 bộ định tuyến IPv6 sẽ không chuyển lưu lượng này ra
liên kết nội bộ.
ID nhóm: chỉ nhóm multicast và là duy nhất đối với mỗi phạm vi. Kích
thước của trường này là 112 bit. Các ID nhóm được gán thường trực không phụ
thuộc vào phạm vi. Các ID nhóm tạm thời chỉ liên quan đến 1 phạm vi cụ thể. Các
địa chỉ từ FF01:: đến FF0F:: là các địa chỉ để lưu trữ và được biết đến nhiều. Để
xác định tất cả các node cho các phạm vi liên kết nội bộ và giao diện nội bộ, các
địa chỉ sau được định nghĩa:
FF01::2 (giao diện-local scope all-bộ định tuyếns multicast address).
FF02::2 ( link-local scope all-bộ định tuyếns multicast address).
FF05::2 ( site-local scope all-bộ định tuyếns multicast address)
Với 112 bit cho ID nhóm thì có thể có 2
112
ID nhóm địa chỉ. Tuy nhiên theo
cách mà các điạ chỉ multicast IPv6 ánh xạ sang các địa chỉ MAC multicast của
Ethernet nên RFC 3513 khuyến cáo cấp phát ID nhóm từ 32 bit bậc thấp của địa
chỉ multicast IPv6 và xét các bit ID nhóm còn lại là 0. Bằng cách chỉ sử dụng 32
bit bậc thấp mỗi ID nhóm ánh xạ 1 địa chỉ MAC multicast duy nhất. Hình sau mô
tả điều ta vừa trình bày:

Hình 1. : Địa chỉ node Solicited
Địa chỉ chỉ node solicicated làm cho thuận tiện trong việc query các node
mạng trong việc chuyển địa chỉ. Trong IPv4, các khung ARP Request được gửi
sang broadcast cấp độ MAC, gửi đến tất cả các node trong từng đoạn mạng, bao
gồm các địa chỉ không chạy IPv4. IPv6 dùng các bản tin Neighbor Solicitation để
thực hiện việc chuyển đổi địa chỉ. Tuy nhiên thay vì dùng địa chỉ multicast tất cả
22
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

các node phạm vi liên kết nội bộ như các đích bản tin Neighbor Solicitation, sẽ
gửi đến tất cả các node IPv6 trên liên kết nội bộ, địa chỉ multicast solicited node
được dùng. Địa chỉ multicast solicited node bao gồm prefix FF02::1:FF00:0/104 và
24 bit sau cùng của điạ chỉ IPv6 được chuyển sang. Hình sau mô tả điều ta vừa
trình bày:
Hình 1. : Mô tả cấu trúc địa chỉ Node Solicited
1.7.3. Địa chỉ anycast IPv6.
Một địa chỉ anycast được cấp cho nhiều giao diện. Các địa chỉ được đánh
địa chỉ anycast được chuyển sang giao diện gần nhất mà địa chỉ anycast được cấp.
Để dễ dàng cho việc phân phát, cơ sở hạ tầng phải nhận biết được các giao diện
được gán địa chỉ anycast và khoảng cách của chúng trong giới hạn của metric định
tuyến. Hiện tại thì địa chỉ anycast chỉ được dùng như các địa chỉ đích và chỉ được
gán cho các bộ định tuyến. Các địa chỉ anycast cấp không gian địa chỉ unicast và
phạm vi của một địa chỉ unicast là phạm vi của kiểu địa chỉ unicast từ địa chỉ
anycast được cấp.
Địa chỉ anycast Subnet - Route được định nghĩa trước và là cần thiết. Nó
được tạo ra từ prefix mạng con cho một giao diện cho trước. Để thiết kế địa chỉ
anycast Subnet-Bộ định tuyến, các bit trong prefix subnet được cố định tại các giá
trị thích hợp và các bit còn lại được xét về 0. Tất cả các giao diện của bộ định
tuyến kết nối đến đến 1 mạng con được cấp địa chỉ anycast Subnet - Route cho
mạng con đó. Địa chỉ anycast Subnet - Route được dùng cho việc truyền thông với

một trong nhiều bộ định tuyến được nối đến mạng con ở xa.
23
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

1.8. Giao thức ICMPv6 (Internet Control Message Protocol Version 6)
Một giao thức khác đã được chỉnh sửa trong phiên bản 6 của nhóm giao
thức TCP/IP cho phù hợp là ICMP (ICMPv6). Phiên bản mới này mang theo chiến
lược và mục đích của phiên bản 4. ICMPv4 đã được chỉnh sửa cho phù hợp với
IPv6. Thêm nữa một vài giao thức độc lập trong phiên bản 4 bây giờ là một phần
của ICMPv6.
Giao thức ARP và IGMP ở phiên bản 4 được kết hợp trong phiên bản 6.
Giao thức RARP bị loại khỏi nhóm vì không thường xuyên được sử dụng. Theo đó
BCOTP đã thay thế RARP.
Hình 1. : So sánh giữa mạng lưới phiên bản 4 và6
Trong đó:
24
Đồ án 5 Đề tài: Tìm hiểu IPv6

ARP: Address resolution protocol – thủ tục phân giải địa chỉ thành địa chỉ
lớp 2 tương ứng, ví dụ địa chỉ Enthernet MAC.
IGMP: Internet group management protocol: thủ tục sử dụng để thiết lập
quan hệ thành viên nhóm multicast trong một mạng. Thủ tục này cho phép một
máy tính thông báo với bộ định tuyến trên mạng của nó rằng nó muốn nhận lưu
lượng của một địa chỉ multicast nhất định.
Trong ICMPv4 ta chia thông điệp ICMP thành 2 loại. Nhưng dù sao đi nữa
mỗi loại cũng có nhiều kiểu thông điệp hơn trước.
Hình 1. : Kiểu thông điệp ICMPv6
Mặc dù khuôn dạng chung của một thông điệp ICMP thì khác với mỗi kiểu
thông điệp, 4 byte đầu tiên thì phổ biến cho tất cả như đã chỉ ra trong hình 34.
Trong chương đầu tiên kiểu ICMP xác định loại thông điệp. Mã trường chỉ rã

nguyên nhân của kiểu thông điệp riêng biệt. Trường phổ biến cuối cùng là trường
tổng kiểm tra, được tính toán theo cùng một kiểu như đã được mô tả trong
ICMPv4.
25