..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------

NGUYỄN THANH QUÂN

NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI
CHO MẠNG IPv4 VÀ IPv6
Chuyên ngành : Kỹ thuật máy tính
Mã số SV : CB140336

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRẦN HOÀ NG HẢI

HÀ NỘI - 2017


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................ 3
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... 4
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................................ 5
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................................... 6
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................................ 7

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................................. 9
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................. 10
1. Lý do chọn đề tài............................................................................................................. 10
2. Mục tiêu đề tài ................................................................................................................. 10
3 Ph

ng ph p nghiên cứu ................................................................................................. 11

4. Kết quả ............................................................................................................................. 11
5. Bố cục của luận văn ......................................................................................................... 11
CHƯƠNG 1 : CẤU TRÚC ĐẶC ĐIỂM DẠNG ĐỊA CHỈ IPv6 ............................................ 12
1.1 Giới thiệu chung............................................................................................................. 12
1.1.1 Giao thức IPv4 ........................................................................................................ 12
1.1.2 Những hạn chế của giao thức IPv4 ......................................................................... 13
1.1.3 Những u điểm của giao thức IPv6 ........................................................................ 15
1.2 Giao thức IPv6 ............................................................................................................... 19
1 1 3 Địa chỉ IPv6 ............................................................................................................ 19
1.2.2 Cách viết địa chỉ IPv6 ............................................................................................. 21
1 3 Đặc điểm của các dạng địa chỉ IPv6 .............................................................................. 22
1 3 1 Địa chỉ Unicast ........................................................................................................ 22
1.3.2 Địa chỉ Anycast ...................................................................................................... 27
1 3 3 Địa chỉ Multicast .................................................................................................... 27
1 3 4 Ph

ng thức g n địa chỉ IPv6 ................................................................................ 27

1.3.5 So sánh giữa IPv4 và IPv6 về địa chỉ ..................................................................... 28
2.2 Cấu trúc của gói tin IPv6 ............................................................................................... 29
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI MẠNG IPV4 – IPV6 ......................... 32
3.1 Các vấn đề chung của mạng INTERNET ...................................................................... 32

3.1.1 Mục đích ................................................................................................................. 32
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

1


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6
3 1 2 C c c chế chuyển đổi ............................................................................................ 33
3.2 Triển khai mạng IPv6 trên nền IPv4 bằng c chế tunnel ............................................... 37
3 1 3 Đặc điểm chung ...................................................................................................... 37
3.2.2 Tunnel thiết lập tr ớc – Configured tunnel ............................................................ 44
3.2.3 Tunnel tự động – Automatic Tunnel ....................................................................... 46
3.2.4

Kết luận .............................................................................................................. 55

3.3

Chuyển đổi mạng IPv4 sang IPv6 theo c chế Dual Stack ....................................... 55

3.4

Kỹ thuật chuyển đổi NAT-PT ................................................................................... 57

CHƯƠNG 3 : MÔ PHỎNG TRIỂN KHAI CHUYỂN ĐỔI IPv4 SANG IPv6 ...................... 59
4.1 Giới thiệu tổng quan ...................................................................................................... 59
4.1.1 Phần mềm triển khai ............................................................................................... 59
4.1.2 Topo thực hiện mô phỏng ....................................................................................... 59
4.2 Mô phỏng ph


ng ph p chuyển đổi Dual Stack Layer ................................................. 60

4.1.3 Topo thực hiện ........................................................................................................ 60
4.2.2 Quy hoạch IP........................................................................................................... 61
4.2.3 Kết quả mô phỏng ................................................................................................... 62
4.3 Mô phỏng ph

ng ph p chuyển đổi Tunnel 6to4 .......................................................... 63

4.3.1 Topo thực hiện ........................................................................................................ 64
4.3.2 Quy hoạch IP........................................................................................................... 65
4.3.3 Kết quả mô phỏng ................................................................................................... 65
4 4 Đ nh gi qua hai mơ hình mơ phỏng ............................................................................. 66
4.4.1 Mơ hình triển khai Dual Stack IP ........................................................................... 66
4.4.2 Mơ hình triển khai Tunnel 6to4 .............................................................................. 67
KẾT LUẬN.............................................................................................................................. 68
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 69

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

2


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm n s u sắc tới TS. Trần Ho ng Hải Thầy gi o
trực tiếp h ớng dẫn và tạo điều kiện cho em về thời gian, sự gi p đ tận tình về kiến
thức, sự chỉ dẫn định h ớng v c c t i iệu tham khảo quý báu.
Tiếp theo, em xin cảm n các Thầy, Cô trong Viện Công nghệ thông tin và

Truyền thông – Đại học Bách khoa Hà Nội đ nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến
thức cho em trong suốt thời gian qua.
Cuối c ng tơi xin cảm n gia đình bạn b đ chia s gi p đ tôi trong học tập
và thời gian thực hiện nghiên cứu đề tài này.
Khóa luận n y chắc chắn hơng tr nh hỏi những thiếu sót, em mong nhận
đ ợc những ời g p

chỉ bảo từ c c Thầy Cơ để có thể hồn thiện đề tài của mình tốt

h n
H Nội ng y 2 th ng 3 năm 2 17
Ng ời thực hiện

Nguyễn Thanh Quân

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

3


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn Thạc sĩ “Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6”
là công trình nghiên cứu của cá nhân tơi. Các nội dung nghiên cứu v thử nghiệm
trình bày trong luận văn

trung thực rõ ràng. Các tài liệu tham khảo, nội dung trích


dẫn đ ghi rõ nguồn gốc.
Ng y 2 th ng 3 năm 2 17
Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Quân

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

4


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Ngày nay với sự lớn mạnh không ngừng của mạng INTERNET và các sản phẩm
công nghệ sử dụng IP thì số

ợng địa chỉ IPv4 đang dần cạn kiệt, do vậy cần phải

chuyển đổi sang 1 dạng địa chỉ khác với hông gian địa chỉ lớn h n nhằm đảm bảo
nhu cầu sử dụng của thế giới

địa chỉ IPv6.

Hiện nay địa chỉ IPv4 đang hoạt động ổn định, rộng khắp nên khơng thể bỏ hồn
to n địa chỉ IPv4 để chuyển sang địa chỉ IPv6 đ ợc mà cần có cách thức để tạo nên sự
t

ng thích giữa IPv4 v IPv6 ng ời dùng có thể hai th c đ ợc các thế mạng của địa


chỉ IPv6 mà khơng nhất thiết phải nâng cấp tồn bộ hạ tầng mạng lên IPv6 mà chỉ cần
sử dụng chung hạ tầng của địa chỉ IPv4.
Do đ để giải quyết vấn đề này luận văn đ tập trung nghiên cứu vào các nội dung
chính sau :
 Tìm hiểu c bản về dạng địa chỉ IPv6 c c điểm thuận lợi của địa chỉ IPv6 so
với IPv4.
 Nghiên cứu c c ph

ng ph p chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6.

 Triển khai các mơ hình chuyển đổi thực tế dựa trên các phần mềm mô phỏng
hỗ trợ c đ nh gi so s nh giữa c c ph

ng ph p

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

5


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt

Chú giải tiếng Anh

Chú giải tiếng Việt


APNIC

Asia Pacific Network
INTERNET Center

Trung t m mạng INTERNET châu ÁTh i Bình D ng

ARP

Address Resolution Protocol

Giao thức ph n giải địa chỉ

BGP

Border Gateway Protocol

Giao thức cổng biên

Classless Inter-Domain
Routing
Dynamic Host Configuration
Protocol
INTERNET Control Message
Protocol
INTERNET Group
Management Protocol

Ph ng ph p biểu diễn IP bằng prefix

mask

Một công nghệ cung cấp bảo mật.

ISP

IP Security
INTERNET Protocol Version
4
INTERNET Protocol Version
6
Maximum Transmission Unit
INTERNET Assigned
Numbers Authority
INTERNET Service Provider

NAT-PT

Network Address Translation

Công nghệ dịch địa chỉ

NIR

National INTERNET Registry Tổ chức đăng

QoS

Quality of Service


Chất

TCP/IP

Transmission Control
Protocol/IP

Giao thức d ng cho qu trình truyền v
sửa ỗi đối với c c dữ iệu

Variable Length Subnet Mask

Đ ờng hầm.
Ph ng ph p chia nhỏ địa chỉ IP theo
subnet
Mạng thử nghiệm về IPv6.

Request For Comments

Tài liệu chuẩn cho INTERNET

CIDR
DHCP
ICMP
IGMP
IPSec
IPv4
IPv6
MTU
IANA


Tunnel
VLSM
6Bone
RFC

Giao thức cấu hình địa chỉ động.
Giao thức thông điệp điều hiển
Giao thức INTERNET để c c host ết
nối hủy ết nối từ c c nh m mu ticast

Phiên bản 4 của giao thức INTERNET.
Phiên bản 6 của giao thức INTERNET.
Đ n vị truyền tối đa
Tổ chức quản lý tài nguyên số
Cung cấp dịch vụ INTERNET

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

INTERNET quốc gia

ợng dịch vụ.

6


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cấu trúc địa chỉ IPv4 ................................................................................... 13

Hình 1.2 Cấu trúc header của IPv4 ............................................................................... 17
Hình 1.3 Cấu trúc header của IPv6 ............................................................................... 17
Hình 1.4 Ph n định c c bit trong địa chỉ IPv6 .............................................................. 23
Hình 1.5: Ba phần trong địa chỉ IPv6 ........................................................................... 24
Hình 1.6: Mơ hình phân cấp địa chỉ IPv6 ..................................................................... 25
Hình 1.7: Mơ hình một kết nối đ n ( in -local) ........................................................... 26
Hình 1.8: Cấu tr c địa chỉ Link-local ........................................................................... 26
Hình 1.9: Cấu tr c đia chỉ Site-local ............................................................................ 26
Hình 1.10: Cấu trúc gói tin IPv6 .................................................................................. 29
Hình 1.11: C c tr ờng trong phần header của gói tin IPv6 .......................................... 30
Hình 2.1: Cấu tr c g i tin IPv4 d ng trong c chế tunnel ........................................... 38
Hình 2.2: Mơ hình tunnel router to router .................................................................... 42
Hình 2.3: Mơ hình tunnel của host-to-router và router-to-host .................................... 43
Hình 2 4: C chế tunnel cấu hình sẵn ........................................................................... 45
Hình 2 5: C chế tunneling tự động ............................................................................. 47
Hình 2 6 C chế tunnel broker ..................................................................................... 48
Hình 2.7: Tunnel tự động theo địa chỉ t

ng thích IPv4 .............................................. 48

Hình 2.8: Tunnel tự động 6to4 ..................................................................................... 49
Hình 2.9: Cấu tr c địa chỉ 6to4 .................................................................................... 50
Hình 2.10: Cấu tr c g i tin IPv4 đ ng g i theo c chế 6to4 ........................................ 50
Hình 2.11: Dạng địa chỉ trong c chế tunnel tự động 6to4 .......................................... 51
Hình 2.12: Router 6to4 chuyển tiếp ............................................................................. 52
Hình 2 13: Mu ticast trong c chế 6over4 .................................................................... 53
Hình 2 14: C chế Dual Stack TCP/IP ......................................................................... 56
Hình 2.15: Mơ hình chuyển đổi NAT-PT .................................................................... 57
Hình 2.16: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv6 sang IPv4 ......................................................... 58
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B


7


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

Hình 2.17: Kỹ thuật NAT-PT từ IPv4 sang IPv6 ......................................................... 58
Hình 3.1 : Mơ hình truyền tải

u

ợng IPv6 khách hàng qua mạng doanh nghiệp ... 59

Hình 3.2 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Dual Stack ................................................... 60
Hình 3.3 Mơ hình chuyển đổi IPv4/IPv6 Tunnel 6to4 ................................................. 64

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

8


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Cách viết tắt địa chỉ IPv6 .............................................................................. 22
Bảng 1.2 So sánh IPv4 và IPv6 .................................................................................... 28
Bảng 2.1 So s nh c c ph

ng thức triển khai mạng IPv6 ............................................ 35


Bảng 2.2 Cấu trúc phần header của gói tin khi thực hiện c chế tunneling ................. 38
Bảng 2.3 Địa chỉ nguồn v đích của bản tin link-layer ................................................ 54
Bảng 2.4 Các yếu tố c bản của c chế dual stack ....................................................... 56
Bảng 3.1 Bảng độ trễ đ ờng truyền chuyển đổi Dual Stack ........................................ 63
Bảng 3.2 Bảng độ trễ đ ờng truyền chuyển đổi tunnel 6to4 ........................................ 66

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

9


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của mạng INTERNET và các thiết bị
công nghệ sử dụng địa chỉ IP đ trở nên rất quan trọng trong cuộc sống của xã hội
hiện đại . Sự lớn mạng không ngừng của mạng INTERNET cùng với những nhu cầu
cao của đời sống con ng ời đ bộc lộ những điểm yếu của giao thức IPv4 vốn đ đ ợc
thiết kế từ những năm 7 . Bởi vậy, giao thức IPv6 là phiên bản mới của giao thức IP
đ ợc nghiên cứu gần đ y để thay thế cho giao thức IPv4. Giao thức IPv6 có rất nhiều
điểm mạnh h n IPv4 n gi p cho INTERNET có khả năng ph t triển mạnh mẽ h n
đ n giản trong quá trình cấu hình hay quản trị…
Với nhiều lợi thế u việt so với IPv4 thì IPv6 sẽ là một lựa chọn cho quá trình phát
triển lâu dài của INTERNET Nh ng c ng với việc hình thành và phát triển của mạng
INTERNET thì IPv4 đ trở thành hệ thống trên toàn thế giới nên việc chuyển đổi từ
IPv4 sang IPv6 sẽ là một thách thức với chúng ta. Vì là một phiên bản hồn toàn mới
của giao thức IP nên việc đ a IPv6 v o ứng dụng thực tế là một vấn đề cần phải đ ợc
nghiên cứu đ ng mức, không thể bỏ toàn bộ c sở hạ tầng mạng hiện c để thay thế
bằng c sở hạ tầng mới đ ợc. Bởi vậy ch ng ta đang gặp phải một thách thức rất lớn

đ

vấn đề t

ng thích giữa địa chỉ IPv6 v địa chỉ IPv4, làm thế n o để ng ời sử

dụng có thể khai thác thế mạnh của IPv6 nh ng hơng nhất thiết phải nâng cấp đồng
loạt tồn bộ c sở hạ tầng mạng lên IPv6.
Hiện nay đ c nhiều cách kết hợp chuyển đổi giữa IPv4 v IPv6 nh : Dua stac
tunneling, proxying and translation ( NAT – PT )… Tuy nhiên đ y đều là những công
nghệ mới và vẫn ch a đ ợc phổ biến rộng rãi. Chính vì vậy em chọn đề tài “ Nghiên
cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6 ” với mục đích đi s u nghiên
cứu để hiểu rõ h n vấn đề này, và cách triển khai áp dụng trong các mơ hình mạng
thực tiễn.
2. Mục tiêu đề tài
Luận văn đ đi v o tìm hiểu về giao thức IPv6 c so s nh đ nh gi

u nh ợc

điểm với giao thức IPv4, luận văn h ớng đến việc nghiên cứu c c ph

ng ph p

chuyển đổi mạng IPv4 sang IPv6, tìm hiểu c c ph
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

ng ph p chuyển đổi v đi s u v o
10



Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

hai ph

ng ph p chuyển đổi có nhiều khả năng p dụng thực tiễn

chuyển đổi Dua Stac v ph

: Ph

ng ph p

ng ph p chuyển đổi dựa v o c chế Tunnel 6to4.

3 Ph

ng ph p nghiên cứu

a Ph

ng ph p nghiên cứu

thuyết

Tổng hợp iến thức nghiên cứu từ c c nguồn t i iệu nh : s ch điện tử tiêu chuẩn b i
b o hoa học
b Ph

ng ph p thử nghiệm


Đọc c c t i iệu h ớng dẫn từ website của nh ph t triển sản phẩm C i đặt thử
nghiệm trên m y ảo và các phần mềm hỗ trợ.
4. Kết quả
Việc thử nghiệm triển hai c c ph

ng ph p chuyển đổi mạng IPv4 và IPv6 trên

máy ảo và các phần mềm mô phỏng hỗ trợ đ đ a ra đ ợc một số kết quả nhất định
nhằm đ nh gi tính hiệu quả và khả năng triển khai trong thực tế của c c ph

ng ph p

này.
5. Bố cục của luận văn
Luận văn chia m 3 ch
 Ch

ng với nội dung cụ thể nh sau :

ng 1: Giới thiệu về giao thức IPv6 ch

ng n y đ a ra c c h i niệm về

địa chỉ IPv6 c so s nh đ nh gi c c điểm thuận lợi so với địa chỉ IPv4 ,
nghiên cứu đặc điểm của các dạng địa chỉ IPv6 đ a ra ph n oại các dạng địa
chỉ IPv6 và cấu trúc gói tin IPv6.
 Ch

ng 2 : C c ph


ra c c ph
 Ch

ng ph p chuyển đổi mạng IPv4 v IPv6 ch

ng ph p chuyển đổi c so s nh đ nh gi giữa c c ph

ng 3 : Mô phỏng triển khai chuyển đổi IPv4 v IPv6 ch

ng n y đ a
ng ph p đ
ng n y x y

dựng các kịch bản chuyển đổi triển khai trong thực tế đ ợc mô phỏng trên các
phần mềm hỗ trợ, có so sánh đ nh gi hiệu năng giữa c c ph

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

ng n

11


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

CHƯƠNG 1 : CẤU TRÚC ĐẶC ĐIỂM DẠNG ĐỊA CHỈ IPv6

1.1 Giới thiệu chung
Mạng INTERNET toàn cầu hiện nay hoạt động dựa trên c chế IP v đ ợc gọi là
IPv4. Kể từ khi chính thức đ ợc đ a v o sử dụng v định nghĩa trong huyến nghị

RFC791 năm 1981 đến nay, IPv4 đ chứng minh đ ợc khả năng dễ triển khai, dễ phối
hợp hoạt động và tạo ra sự phát triển mạnh mẽ cho mạng INTERNET nh ng y nay
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng INTERNET thì IPv4 cũng đ
bộc lộ nhiều điểm yếu đ y chính

do m giao thức IPv6 đ ợc ra đời để đ p ứng

nhu cầu phát triển của mạng INTERNET.
1.1.1 Giao thức IPv4
Địa chỉ IPv4 hiện tại đang đ ợc sử dụng có 32 bit chia thành 4 octet, mỗi octet có
8 bit t

ng đ

ng với 1 byte c ch đếm đều từ trái qua phải bit 1 cho đến bit 32, các

octet tách biệt nhau bằng dấu chấm (.).
VD nh sau: 192 168 1 99
giới hạn từ 0 – 255 ( 255 t

ng đ

một địa chỉ IPv4 Địa chỉ IP đ ợc chia thành 4 số
ng với 11111111 ở hệ nhị phân là số lớn nhất có 8

bit ).
Địa chỉ IPv4 chia ra làm 5 lớp A, B, C, D, E [1]. Hiện tại đ d ng hết lớp A, B và
gần hết lớp C, cịn lớp D và E thì tổ chức INTERNET dành riêng cho các mục đích
nghiên cứu và các ứng dụng khác nên không phân. Bit nhận dạng là những bit đầu tiên
– của lớp A là 0, lớp B là 10, của lớp C là 110. Lớp D c 4 bit đầu tiên để nhận dạng

là 1110, còn lớp E c 5 bit đầu tiên để nhận dạng là 11111. Ở ví dụ trên ta thấy octet
đầu tiên ở hệ nhị phân là 11000000 nên ta dễ dàng nhận thấy n

địa chỉ ở lớp C.

Một địa chỉ IP đ ợc phân biệt bởi hai phần, phần đầu đ ợc gọi
chỉ mạng) và phần sau

networ ID (địa

host ID (địa chỉ host). Ví dụ với lớp A c địa chỉ từ 0.0.0.0

đến 127.0.0.0, bit thứ nhất là bit nhận dạng lớp A = 0, 7 bit thứ nhất trong octet đầu
tiên d nh cho địa chỉ mạng 3 octet sau d nh cho địa chỉ host. Do vậy trên lớp A, có
thể phân cho 126 mạng khác nhau, và mỗi mạng có tối đa

16777214 địa chỉ dành

cho host Hình 1 1 d ới đ y sẽ mô tả chi tiết về hông gian địa chỉ IPv4.

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

12


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

Byte 1

Class A


0

Class B

10

Class C

110

Class D

1110

Class E

11110

Byte 2

NetID

Byte 3

Byte 4

Host ID
NetID


Host ID
NetID

Host ID

Multicast Address
Reserved for future use

Hình 1.1: Cấu trúc địa chỉ IPv4
1.1.2 Những hạn chế của giao thức IPv4
Từ tr ớc đến nay, IPv4 cùng với giao thức TCP/IP đ

hông thể thiếu ở mạng

INTERNET nh ng với tốc độ phát triển mạnh mẽ của INTERNET nh ng y nay thì
IPv4 đang phải đứng tr ớc những vấn đề sau:
 Thiếu địa chỉ IP
IPv4 hỗ trợ tr ờng địa chỉ 32 bit. IPv4 ngày nay hầu nh

hông đ p ứng

đ ợc nhu cầu sử dụng của mạng INTERNET. Vấn đề lớn nhất mà IPv4 đang
phải đối mặt là việc thiếu hụt địa chỉ IP đặc biệt

c c địa chỉ tầm trung lớp B.

Thêm v o đ nhu cầu tự động cấu hình (auto-config) ngày càng trở nên cần
thiết Địa chỉ IPv4 thời kỳ đầu đ ợc phân loại dựa v o dung

ợng của địa chỉ .


Địa chỉ IPv4 đ ợc chia thành 5 lớp trong đ 3 ớp đầu tiên đ ợc sử dụng rộng
rãi nhất. Tuy nhiên việc chia địa chỉ IP theo từng lớp này khiến cho số

ợng

mạng ở các lớp khác nhau là khác nhau nên khơng phù hợp với tình hình thực
tế mặc d

hơng gian địa chỉ Ip của IPv4 hiện tại

đ p ứng đủ cho nhu cầu

thực tế nh ng c ch chia địa chỉ IPv4 thành từng lớp lại không cho phép thực
hiện điều đ
Trong những năm 199

một kỹ thuật mới ra đời đ

C asses Inter –

Domain Routing (CIDR) [2] đ ợc xây dựng dựa trên khái niệm mặt nạ mạng
con của địa chỉ IP, với biện ph p n y thì CIDR đ tạm thời khắc phục đ ợc
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

13


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6


những vấn đề nêu trên. Khía cạnh mang tính tổ chức phân cấp của CIDR đ cải
tiến khả năng mở rộng của IPv4, nó giúp hạn chế ảnh h ởng của cấu trúc phân
lớp trong IPv4 Ph

ng ph p n y cho phép ph n bố địa chỉ IPv4 linh hoạt h n

nhờ vào subnet mask. Độ dài của net id và host id phụ thuộc vào số bit của
subnet mask nên địa chỉ IP của IPv4 trở nên linh động h n. Tuy nhiên CIDR có
nh ợc điểm là Router chỉ xác định đ ợc net id và host id nếu biết subnet mask.
Mặc dù có thêm nhiều kỹ thuật mới ra đời nh Subnetting năm 1985, VLSM
1987, CIDR 1993 nh ng vẫn không thể cứu IPv4 ra khỏi vấn đề hết sức đ n
giản là thiếu hụt địa chỉ trong t
đủ cho nhu cầu t

ng lai. Với khoảng 4 tỉ địa chỉ IP thì sẽ khơng

ng lai với những thiết bị kết nối vào INTERNET và các ứng

dụng trong gia đình có thể u cầu địa chỉ IP. Một vài giải pháp ngắn hạn nh
RFC dùng 1 phần không gian địa chỉ IP làm địa chỉ dành riêng và NAT là công
cụ cho phép hàng ngàn host có thể truy cập vào INTERNET ở cùng 1 thời điểm
với chỉ một vài địa chỉ IP hợp lệ. Tuy nhiên những dải pháp này chỉ là những
biện pháp tình thế khơng mang tính chiến l ợc lâu dài.
 Tồn tại quá nhiều Routing entry trên các router backbone
Với sự phân bố hiện tại của các mạng IPv4 thì số

ợng các routing entry

trên các backbone router lên tới 110000 bản ghi. Bảng định tuyến trên router
bao gồm cả định tuyến ngang h ng v định tuyến phân cấp.

 Yêu cầu về an ninh thông tin ở mức mạng
Với IPv4 hiện tại đ c nhiều giải pháp an ninh thông tin trên mạng nhằm
đảm bảo thông tin đ ợc định tuyến trên mạng khơng bị lấy cắp. Giải pháp này
có thể

IPSec DES 3DES … nh ng c c giải ph p n y đều phải thực hiện cài

thêm và có nhiều ph

ng thức khác nhau cho mỗi loại sản phẩm.

 Nhu cầu về các ứng dụng thời gian thực hay còn gọi là chất lượng dịch vụ
QoS
Chất

ợng dịch vụ trong IPv4 cũng đ ợc x c định trong tr ờng TOS và

phần nhận dạng tải trọng của g i tin IP (đ

c c cổng của giao thức

TCP/UDP) Tuy nhiên tr ờng TOS n y c ít tính năng v đặc biệt khi phần tải
trọng của gói tin IPv4 đ ợc mã hóa thì phần nhận dạng cổng giao thức
TCP/UDP khơng cịn tác dụng nữa.
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

14


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6


Nhằm giải quyết các vấn đề trên một nhóm trong tổ chức IETF đ đ a ra một giao
thức liên mạng mới đ

giao thức IP version 6 hay IPv6. Giao thức n y đ ợc đ a ra

cùng với hàng loạt các khuyến nghị trong việc chuyển đổi sang dần dần từ IPv4. IPv6
đ ợc thiết kế trên quan điểm tối thiểu hóa ảnh h ởng tới các lớp trên và lớp d ới
trong quá trình triển khai.
1.1.3 Những u điểm của giao thức IPv6
Khi phát triển lên phiên bản mới, IPv6 dựa hoàn toàn vào nền tảng của IPv4 Nghĩa
là tất cả tính năng của IPv4 đều tích hợp vào IPv6. Tuy nhiên IPv6 cũng c một vài
điểm khác biệt và thuận tiện h n
 Không gian địa chỉ lớn hơn
IPv6 sử dụng 128 bit để đ nh địa chỉ nên số

ợng địa chỉ c đ ợc là rất lớn

khoảng 3,4.1038 .Với hông gian địa chỉ lớn nh vậy cho phép ph n chia địa
chỉ thành nhiều mức khác nhau từ mạng trục , mạng trục trung gian đến địa chỉ
cho mạng riêng của từng tổ chức. Hiện tại mới chỉ có một số ít c c địa chỉ
dùng cho các host nên số
do đ

ợng địa chỉ dự phịng cho t

ng ai

rất nhiều và


hơng cần phải sử dụng kỹ thuật NAT nữa.

 Tăng sự phân cấp địa chỉ
IPv6 đ ợc chia thành một tập hợp các tập x c định hay boundary : 3 bit đầu
cho biết đ ợc địa chỉ có phải địa chỉ định tuyến tồn cầu hay khơng (Global
Unicast) [3] giúp các thiết bị có thể định tuyến và xử

nhanh h n Vì vậy

tr ờng Top Level Aggergator (TLA ID) đ ợc sử dụng vì 2 mục đích
+ Thứ nhất: N đ ợc sử dụng để chỉ định một khối địa chỉ lớn mà từ đ c c
khối địa chỉ nhỏ h n đ ợc tạo ra để cung cấp sự kết nối cho những địa chỉ nào
muốn truy cập vào INTERNET.
+ Thứ hai: N đ ợc sử dụng để phân biệt một đ ờng đến từ đ u Nếu các
khối địa chỉ lớn đ ợc cấp phát cho các nhà cung cấp dịch vụ v sau d đ ợc
cấp phát cho khách hàng thì sẽ dễ dàng nhận ra các mạng chuyển tiếp mà
đ ờng đ đi qua cũng nh mạng mà tuyến đ xuất phát.
Với IPv6 việc tìm ra nguồn của một tuyến sẽ rất dễ dàng. Next Level
Aggeegator (NLA) là một khối đ ợc gán bên cạnh khối TLA, những địa chỉ
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

15


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

n y đ ợc tóm tắt thành khối TLA lớn h n hi ch ng trao đổi giữa các nhà
cung cấp dịch vụ trên INTERNET, tác dụng của những khối này là tạo ra sự
ổn định về mặt định tuyến.
 Đơn giản hóa việc đặt địa chỉ host

IPv6 sử dụng 64 bit sau cho địa chỉ host, trong số 64 bit đ thì c cả 48 bit
là địa chỉ MAC của máy. Do đ , phải đệm vào đ một số bit đ đ ợc định
nghĩa tr ớc mà các thiết bị định tuyến sẽ biết đ ợc những bit này trên subnet.
Ngày nay chúng ta sử dụng chuỗi 0xFF và 0xFE (:FFFE: trong IPv6) để đệm
vào địa chỉ MAC. Bằng cách này mỗi host sẽ có 1 host id duy nhất trong
mạng. Sau này, nếu sử dụng hết 48 bit MAC thì có thể sử dụng ln cả 64 bit
mà không cần đệm.
 Địa chỉ Anycast
IPv6 định nghĩa một loại địa chỉ mới: địa chỉ anycast. Một địa chỉ anycast là
một địa chỉ IPv6 đ ợc gán cho một nhóm máy có chung chức năng, mục đích.
Khi gói tin đ ợc gửi cho một địa chỉ anycast, việc đinh tuyến sẽ xác định thành
viên nào của nhóm sẽ đ ợc nhận gói tin đ qua việc xác định máy nguồn gần
nhất. Việc sử dụng anycast có hai lợi ích
+ Một là: Nếu ch ng ta đang đến một máy gần nhất trong một nhóm, chúng
ta sẽ tiết kiệm đ ợc thời gian bằng cách giao tiếp với máy gần nhất.
+ Hai là: Viêc giao tiếp với máy sẽ tiết kiệm đ ợc băng thơng Địa chỉ
anycast khơng có tầm địa chỉ đ ợc định nghĩa riêng nh mu ticast m n giống
nh một địa chỉ unicast, chỉ có khác là có thể có nhiều m y cũng đ ợc đ nh số
với cùng mục đích trong một khu vực x c định Ngo i ra anycast cũng đ ợc sử
dụng trong các ứng dụng nh DNS…
 Việc tự động cấu hình đơn giản hơn
Một địa chỉ multicast có thể đ ợc gán cho nhiều máy, địa chỉ anycast là các
gói anycast sẽ đ ợc gửi tới đích gần nhất ( một trong những máy có cùng địa
chỉ) trong khi gói tin multicast đ ợc gửi cho tất cả các máy có chung địa chỉ.
Kết hợp host id với multicast ta có thể sử dụng việc tự cấu hình nh sau: khi
một máy đ ợc bật lên, nó sẽ thấy rằng nó đang đ ợc kết nối và nó sẽ gửi một
gói multicast vào mạng LAN, gói tin này sẽ có địa chỉ là một địa chỉ multicast
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

16



Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

có tầm cục bộ. Khi một router thấy gói tin này nó sẽ trả lời một địa chỉ mạng
mà máy nguồn có thể tự đặt địa chỉ, khi máy nguồn nhận đ ợc gói tin trả lời
này thì nó sẽ đọc địa chỉ mà router gửi , sau đ nó sẽ tự gán cho nó một địa chỉ
IPv6 bằng cách thêm host id (đ ợc lấy từ địa chỉ MAC của interface kết nối với
subnet đ ) với địa chỉ mạng. Do đ tiết kiệm đ ợc công sức gán địa chỉ IP
 Header hợp lý
Header của IPv6 đ ợc cấu hình đ n giản h n v hợp

h n IPv4, IPv6 chỉ

c 6 tr ờng v 2 địa chỉ cịn IPv4 có nhiều tr ờng v 2 địa chỉ [13]
Version

IHL

Type
Service

Identification
Time to live

of

Total Length

Flags

Protocol

Fragment Offset

Header Checksum

Source Address

Destination Address
Options

Padding
Hình 1.2 Cấu trúc header của IPv4

Version
Payload Length

Traffic Class

Flow Label
Next Header

Hop Limit

Source Address

Destination Address
Hình 1.3 Cấu trúc header của IPv6

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B


17


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

IPv6 cung cấp c c đ n giản hóa sau:
- Định dạng đ ợc đ n giản hóa: IPv6 header c c c ích th ớc cố định 40 Octet
ít tr ờng h n IPv4 nên giảm đ ợc thời gian xử

header tăng độ linh hoạt.

- Khơng có header chec sum: Tr ờng checksum của IPv4 đ ợc bỏ đi vì c c iên
kết ng y nay nhanh h n v c độ tin cậy cao h n vì vậy chỉ cần các host tính
checksum cịn các router khơng cần phải tính checksum.
- Khơng có sự ph n đoạn theo từng hop: Trong IPv4, khi các gói tin quá lớn thì
các router có thể ph n đoạn n nh ng việc này lại

m tăng thêm overhead cho

các gói tin. Trong IPv6, chỉ có các host nguồn mới có thể ph n đoạn các gói tin
dựa vào một MTU mà nó biết đ ợc Do đ để hỗ trợ host thì IPv6 chứa một hàm
để giúp host tìm ra đ ợc MTU từ nguồn tới đích
 Bảo mật
IPv6 tích hợp bảo mật vào trong kiến trúc của mình bằng 2 header:
Authentication header (AH) và Encrypted Sercurity Payload (ESP) header [14].
Hai header này có thể sử dụng chung hay riêng để hỗ trợ nhiều chức năng bảo
mật.
AH: Quan trọng nhất trong header này là tr ờng Integriry Check Value
(ICU). ICU đ ợc tính bởi nguồn và đ ợc tính lại bởi đích để xác minh. Q

trình này cung cấp việc xác minh tính tồn vẹn và xác minh nguồn gốc dữ liệu.
AH cũng chứa cả một số thứ tự để nhận ra các tấn cơng bằng các gói tin replay
giúp ngăn các gói tin đ ợc nhân bản
ESP Header: chứa một tr ờng Sercurity Parameter Index (SPI) giúp đích của
gói tin biết payload đ ợc mã hóa nh thế nào. ESP header có thể đ ợc sử dụng
khi tunneling, trong tunneling thì cả header và payload gốc sẽ đ ợc mã hóa và
bỏ vào một ESP header bọc ngồi, khi đến gần đích thì các gateway bảo mật sẽ
bỏ header bọc ngồi ra và giải mã để tìm ra header và payload gốc.
 Chất lượng QoS tốt hơn
IPv6 cung cấp các lợi ích sau:
-

Giảm đ ợc thời gian xử lý các header, giảm overhead vì chuyển dịch địa
chỉ do trong IPv4 có sử dụng privates address để tránh hết địa chỉ Do đ

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

18


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

xuất hiện kỹ thuật NAT để dịch địa chỉ nên tăng overhead cho g i tin
Trong IPv6 do không thiếu địa chỉ IP nên không cần privates address nên
không cần dịch địa chỉ.
-

Giảm đ ợc thời gian xử lý định tuyến: nhiều khối địa chỉ IPv4 đ ợc phân
phát cho ng ời sử dụng nh ng lại khơng tóm tắt đ ợc, nên phải cần các
entry trong bảng định tuyến và thêm overhead cho quá trình định tuyến.

Ng ợc lại, địa chỉ IPv6 đ ợc phân phát qua các ISP theo một kiểu phân cấp
địa chỉ giúp giảm đ ợc overhead.

-

Tăng độ ổn định cho các đ ờng: Trong IPv4 hiên t ợng route flapping
th ờng xảy ra. Trong IPv6 một ISP có thể tóm tắt các route của nhiều mạng
thành một mạng đ n, chỉ quản lý mạng đ n đ và cho phép hiện t ợng
flapping chỉ ảnh h ởng đến nội bộ của mạng bị flapping.

-

Giảm broadcast: Trong IPv4 sử dụng nhiều broadcast nh ARP, trong khi
đ IPv6 sử dụng Neighbor Discovery Protocol để thực hiện chức năng
t

-

ng tự trong quá trình tự cấu hình mà khơng cần sử dụng broadcast.

Multicast có giới hạn: trong IPv6, một địa chỉ multicast có chứa một tr ờng
scope có thể hạn chế các gói tin Multicast trong các node, trong các link hay
trong một tổ chức.

-

Khơng có checksum

1.2 Giao thức IPv6
1.1.3 Địa chỉ IPv6

a. Giới thiệu về địa chỉ IPv6
Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của IPv6 là mở rộng cấu tr c địa chỉ.
Với thiết kế mới, IPv6 cho phép tăng chiều dài một địa chỉ từ 32 bits lên thành 128
bits. Với kiến tr c địa chỉ mới n y

hông gian địa chỉ tăng ên tới một con số khổng

lồ 2128 = 34 282 366 92 938 463 463 374 6 7 431 768 211 456 t
3,4.1038. Tuy nhiên không phải tất cả số

ng đ

ng với

ợng địa chỉ IP n y đều đ ợc sử dụng do quá

trình thực hiện việc phân cấp địa chỉ.
Với cấu tr c địa chỉ lớn nh vậy sẽ cho phép thực hiện việc phân cấp thành các
miền định tuyến (routing domain) h c nhau Đồng thời có khả năng quy hoạch rất

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

19


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

mềm d o các lớp địa chỉ cho các miền, các tổ chức điều này không thể thực hiện
đ ợc với IPv4.
Địa chỉ trong IPv6 có chiều dài 128 bit, có thể định danh cho một giao diện cụ

thể hoặc một tập các giao diện (điều này khác với IPv4, một địa chỉ IPv4 chỉ đ ợc gán
tới 1 giao diện trên mạng). Tất cả các loại địa chỉ IPv6 đ ợc gán tới những giao diện,
không gán cho node. Vì mỗi giao diện có thể thuộc về một node đ n nên bất kỳ kiểu
địa chỉ unicast của một giao diện có thể sử dụng để định danh node đ trên mạng. Một
giao diện có thể đ ợc chấp nhận với bất kỳ loại địa chỉ nào.
b. Phân loại địa chỉ IPv6
Theo kiến tr c địa chỉ của IPv6, ta có thể chia địa chỉ IPv6 ra làm 3 loại sau.
 Địa chỉ Unicast
Địa chỉ n y đ ợc gán cho mỗi giao diện đ n Một g i tin c địa chỉ này sẽ
đ ợc chuyển đến một giao diện cụ thể.
 Địa chỉ Multicast
Địa chỉ n y đ ợc gán cho một nhóm các giao diện (thông th ờng là những
node khác nhau). Một g i tin c địa chỉ Multicast sẽ đ ợc chuyển tới tất cả các
giao diện c g n địa chỉ mu ticast n y trong IPv6 địa chỉ Multicast FF02::1
đảm nhiệm chức năng nh địa chỉ Broadcast trong IPv4.
 Địa chỉ Anycast
Địa chỉ n y đ ợc gán cho một nhóm các giao diện (th ờng là những node khác
nhau) g i tin c địa chỉ này sẽ đ ợc chuyển tới giao diện gần nhất c địa chỉ
này. Khái niệm gần nhất ở đ y đ ợc định nghĩa theo giao thức định tuyến sử
dụng .
Loai địa chỉ “Anycast” cũng sử dụng để định dạng một nhóm các host hoặc
các giao diện trên mạng. Sự khác nhau giữa “anycast” và “mu ticast” à q
trình chuyển gói dữ liệu. Thay vì chuyển tới tất cả các thành viên trong nhóm,
các gói đ ợc gửi từ một địa chỉ “anycast” chỉ đ ợc phát cho một điểm là thành
viên gần nhất của nhóm. Khái niệm gần nhất ở đ y đ ợc xác định thơng qua
giao thức định tuyến sử dụng.
Khơng có loại địa chỉ broadcast nh trong IPv4, vì chức năng của loại địa chỉ này
đ bao gồm trong địa chỉ multicast.
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B


20


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

1.2.2 Cách viết địa chỉ IPv6
Dạng biểu diễn thông th ờng của địa chỉ IPv4 là kiểu 4 chữ số thập ph n ngăn
cách nhau bởi dấu chấm (dạng dot-decima ) Địa chỉ IPv6 có chiều dài 128 bit nên nếu
viết theo dạng thông th ờng của địa chỉ IPv4 thì một địa chỉ IPv46 có 16 nhóm số hệ
c số 10 . Do vậy, các nhà thiết kế đ chọn cách viết 128 bit địa chỉ hệ 16, mỗi nhóm
ngăn c ch nhau bởi dấu hai chấm[10]. Ví dụ một địa chỉ IPv6 dạng nhị phân có dạng
nh sau:
0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011
0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010
sẽ đ ợc tách thành từng nhóm 16 bit và mỗi nhóm 16 bit này sẽ đ ợc biểu diễn d ới
dạng 4 chữ số hệ 16 đ ợc ngăn c ch nhau bởi dấu hai chấm:
21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A
Ký hiệu hecxa có lợi là gọn g ng v nhìn đẹp h n Tuy nhiên c c viết n y cũng
gây phức tạp nhất định cho ng ời quản lý hệ thống mạng. Nhìn chung, mọi ng ời
th ờng sử dụng theo tên host thay vì sử dụng c c địa chỉ (điều n y đ ợc sử dụng từ
IPv4 hi m địa chỉ còn đ n giản h n rất nhiều).
Một c ch để

n đ n giản h n

c c quy tắc cho phép viết tắt. Vì thời điểm ban

đầu chúng ta sẽ không dùng hết tất cả 128 bit chiều d i địa chỉ do đ sẽ có rất nhiều số
(0) ở c c bit đầu.
Một cải tiến đầu tiên


đ ợc phép bỏ qua các số

đứng tr ớc mỗi khối 4 số hệ

16, tức là thay vì viết đầy đủ 0000 ta có thể viết là 0 và thay vì viết 0008 ta có thể viết
là 8, viết 800 thay vì 0800. Qua cách viết này cho chúng ta những địa chỉ ngắn gọn
h n Ví dụ địa chỉ trên có thể đ ợc viết thành:
21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A
Ngoài ra, xuất hiện một quy tắc rút gọn h c đ

quy ớc về dấu hai chấm

(double-colon). Ttrong một địa chỉ, một nhóm liên tiếp các số 0 có thể đ ợc thay thế
bởi hai dấu hai chấm đặt liền nhau. Ví dụ ta có thể thay thế 3 nhóm số

trong địa chỉ

sau bằng một dạng ngắn h n
FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 thành FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2
Hoặc một địa chỉ mu ticast nh sau:
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

21


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

FF02:30:0:0:0:0:0:0:2 thành FF02::2
Dạng rút gọn này chỉ đ ợc áp dụng cho c c nh m 16 bit


đ đ ợc phân chia

bởi dấu hai chấm mà thơi, ví dụ ta không thể áp dụng quy tắc n y cho địa chỉ sau:
FF02:30:0:0:0:0:0:5 thành FF02:3:5
Từ địa chỉ viết tắt này ta có thể viết lại địa chỉ chính x c ban đầu nhờ quy tắc
sau: căn tr i c c số bên trái của dấu hai chấm ép trong địa chỉ Sau đ căn phải tất cả
các số bên phải dấn hai chấm v điền đầy bằng các số 0.
Bảng 1.1: Cách viết tắt địa chỉ IPv6
Dạng địa chỉ rút gọn

Dạng địa chỉ đầy đủ

FFDC:BA18::7654:133

FFDC:BA18:0:0:0:0:7654:0133

FEDC:BA18:4567:123::

FEDC:BA98:4567:0123:0:0:0:0

::FEDC:BA98:4567:123

0:0:0:0:FEDC:BA98:4567:0123

Quy ớc dấu hai chấm kép chỉ có thể đ ợc sử dụng một lần với một địa chỉ mà thơi.
Ví dụ 0:0:0:BA98:4567:0:0:0 thì ta có thể viết tắt thành ::BA98:4567:0:0:0 hoặc
: : :BA98:4567:: nh ng hơng thể viết th nh ::BA98:4567:: đ ợc vì nh thế này sẽ
gây ra nhầm lẫn khi dịch ra địa chỉ đầy đủ do hông x c định đ ợc bao nhiêu số 0 ở
đầu và bao nhiêu số 0 ở cuối. với mỗi lần xuất hiện dấu “::”

Ngoài ra cịn có thể viết địa chỉ IPv6 d ới dạng tiền tố (prefix) đ

c c bit cao

trong địa chỉ IPv6. Prefix thể hiện các bit có giá trị cố định hay c c bit x c định địa chỉ
mạng. Dạng IPv6 prefix đ ợc viết d ới dạng một địa chỉ IPv6 theo sau bởi một dấu
chéo và một số hệ 10 mô tả số

ợng các bit tiền tố Điều này có lợi cho việc định

tuyến. Ví dụ cách viết prefix nh sau: 21DA:EF::/48 sẽ mô tả một số 48 bit có giá trị
là 21DA:EF:0::
1.3 Đặc điểm của các dạng địa chỉ IPv6
1.3 1 Địa chỉ Unicast
Unicast là một tên mới thay cho kiểu địa chỉ điểm tới điểm (point-to-point) đ đ ợc sử
dụng trong IPv4. Loại địa chỉ n y đ ợc sử dụng để định danh cho một host hay một

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

22


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

giao diện mạng. Một pac et c địa chỉ đích dạng unicast sẽ chuyển tới giao diện đ ợc
định danh bởi địa chỉ đ
Địa chỉ Unicast đ ợc chia thành các loại nh sau [9]:
 Địa chỉ Global Unicast: Đ ợc sử dụng để định dạng cho các giao diện đ ợc
phép thực hiện định tuyến, kết nối các host trong mạng INTERNET IPv6 tồn
cầu. Tính chất loại địa chỉ n y cũng giống nh


oại địa chỉ định danh cho một

host trong mạng INTERNET hiện nay.
 Địa chỉ Site-Local: Đ ợc sử dụng để định danh cho các giao diện, cho phép
thực hiện các kết nối giữa các host trong mạng local.
 Địa chỉ Link-Local: Đ ợc sử dụng để định danh một giao diện, tìm kiếm
neighbor.
 Địa chỉ đặc biệt: Đ

một số dạng địa chỉ unicast nh NSAP address IPX

address…
Mỗi dạng địa chỉ Unicast đều có cấu tr c riêng Sau đ y ta sẽ phân tích cấu trúc
của các loại địa chỉ này.
a Địa chỉ Global Unicast
Địa chỉ n y c tên đầy đủ

địa chỉ Global Unicast quy tụ đ ợc (Aggregatable

g oba unicast address) Điều n y c nghĩa

dạng địa chỉ này có thể đ ợc tập hợp lại,

quy tụ lại trong các bản ghi định tuyến của router giúp router hoạt động hiệu quả h n
Với IPv4 thì điều này khơng thể thực hiện đ ợc bởi bảng định tuyến trên các router
bao gồm cả bảng định tuyến phẳng và phân cấp. Ngoài ra dạng địa chỉ n y còn đ ợc
sử dụng để hỗ trợ các nhà cung cấp dịch vụ mới có nhu cầu kết nối toàn cầu. Cấu trúc
loại địa chỉ n y đ ợc xây dựng theo kiến trúc phân cấp rõ r ng Điều này sẽ đ ợc
minh họa chi tiết trong hình 2 1 d ới đ y

001 TLA ID

NLA ID

SLA ID

Interface ID

13 bits 8 bits 24 bits

16 bits

64 bits

RES

Hình 1.3 Phân định c c bit trong địa chỉ IPv6
Trong đ :
-

001: Tiền tố nhận dạng đ ợc gán cho loại địa chỉ Global Unicast

Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

23


Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi cho mạng IPv4 và IPv6

-


TLA ID: Top Level Aggregation [14] – định danh nhà cung cấp cao nhất
hay n x c định mức phân cấp cao nhất trong bảng định tuyến. Giá trị này
đ ợc quản lý bởi IANA và phân bố cho các tổ chức đăng

INTERNET

theo v ng (nh phần trên đ đề cập). Các tổ chức này lại tiếp tục phân bố
tiếp các giá trị TLA ID cho các ISP trong phạm vi quản lý của mình. Các
router định tuyến cao nhất trong mạng IPv6 này khơng có bảng ghi định
tuyến mặc định nên còn gọi là default free router, trong bảng định tuyến chỉ
có các bản ghi với các tiền tố

16 bit t

ng ứng với c c TLA ID đ đăng

ký và một số bản ghi phục vụ cho định tuyến TLA liên vùng.
-

RES: Ch a đ ợc sử dụng, sẽ dành cho việc mở rộng ích th ớc của tr ờng
TLA ID hoặc NLA ID.

-

NLA ID: Định danh của nhà cung cấp kế tiếp (Next Level Aggregation).
Tr ờng này bao gồm 24 bit nh vậy nó cho phép một ISP có thể tạo nhiều
mức phân cấp địa chỉ v định tuyến tiếp theo xuống các ISP cấp thấp h n
Cấu trúc mạng phân cấp của ISP này thì các default free router không biết
đ ợc. Ba bit 001 cùng với hai tr ờng TLA ID và NLA ID tạo thành một

cụm tiền tố 48 bit x c định mạng của một tổ chức đ ợc kết nối vào mạng
INTERNET IPv6.

-

SLA ID: Tr ờng này các tổ chức d ng để định danh các phần mạng của
mình T

ng tự nh NLA 16 bit của tr ờng n y đ ợc d ng để phân cấp địa

chỉ hay các phần mạng con trong site của tổ chức đ
-

Interface ID: Định danh của giao tiếp của các host trên mạng trong site của
khách hàng cuối. Định danh n y x c định theo chuẩn EUI-64.

Nh vậy, loại địa chỉ g oba unicast đ ợc tổ chức phân cấp. Cấu trúc của n đ ợc
chia thành 2 phần địa chỉ nh hình 2 2

001 TLA ID

RES

NLA ID

48 bits
Public Topology

SLA ID


Interface ID

16 bits
Site Topology

64 bits
Interface Identifier

Hình 1.4: Ba phần trong địa chỉ IPv6
Học viên thực hiện : Nguyễn Thanh Quân – TTM2014B

24