IPv6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPv6 1.1.NGUYÊN NHÂN PHÁT TRIỂN IPv6: - IPv4 đã được chuẩn hóa kể từ RFC 791 phát hành năm 1981. IPv4 dùng 32bit 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, ... song, 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. - Có bao giờ một ngày nào đó, bạn chưa tắt máy lạnh ở nhà, nồi cơm điện ở nhà chưa bật, bạn có mong muốn là dù bạn có ở bất cứ nơi đâu vẫn có thể kết nối và ra lệnh cho những thiết bị đó từ xa. Trong tương lai không xa, chắc chắn sẽ làm được điều đó, mỗi một vật dụng gia đình sẽ mang một địa chỉ IPv6. - 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 - Xuất phát điểm của Ipv6 có tên gọi là Ipng (Internet Protocol Next Generation) là một phiên bản mới của IP, được thiết kế để thay thế cho giao thức cũ Ipv4. Ipng được gán với phiên bản là 6 và lấy tên chính thức là Ipv6. Quan điểm chính khi thiết kế Ipv6 là từng bước thay thế Ipv4, không tạo ra sự biến động lớn đối với hoạt động của mạng Internet nói chung và của từng dịch vụ trên Internet nói riêng, đảm bảo tính tương thích tuyết đối với mạng Internet dùng Ipv4 hiện tại. Những chức năng đã được kiểm nghiệm thành công trong Ipv4 sẽ vẫn duy trì trong Ipv6. Những chức năng không được sử dụng trong Ipv4 sẽ bị loại bỏ, và đồng thời triển khai một số chức năng mới liên quan đến địa chỉ, bảo mật, và triển khai các dịch vụ mới. - Ipv4 có 32 bit địa chỉ với khả năng lý thuyết có thể cung cấp một không gian địa chỉ 232 = 4 294 967 296 địa chỉ. Còn Ipv6 có 128 bit địa chỉ với khả năng cung cấp địa chỉ về mặt lý thuyết 2128 = 340 282 366 920 938 463 374 607 431 768 211 456 địa chỉ, nhiều hơn không gian địa chỉ của Ipv4 là khoảng 8 tỷ tỷ tỷ lần vì 232 lấy tròn là 4x109 còn 2128 lấy tròn là 340x1036. Số địa chỉ này nếu rải đều trên bề mặt trái đất thì mỗi mét vuông có khoảng 665 570 tỷ tỷ địa chỉ. Đây là một không gian địa chỉ cực lớn với mục đích không chỉ cho internet mà còn cho tất cả các mạng máy tính, hệ thống viễn thông, hệ thống điều khiển và từng vật dụng trong gia đình v.v. - Năm 1973, TCP/IP được giới thiệu và ứng dụng vào mạng ARPANET. Vào thời Lê Văn Nam-D12VT3-Nhóm 11 1 IPv6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPv6 điểm đó, mạng ARPANET chỉ có khoảng 250 Site kết nối với nhau, với khoảng 750 máy tính. Internet đã và đang phát triển với tốc độ khủng khiếp, đến nay đã có hơn 60 triệu người dùng trên toàn thế giới. Theo tính toán của giới chuyên môn, mạng nternet hiện nay đang kết nối hàng trăm ngàn Site với nhau, với khoảng hơn 10 triệu máy tính; trong tương lai không xa, những con số này không chỉ dừng lại ở đó. Sự phát triển nhanh chóng này đòi hỏi phải kèm theo sự mở rộng, nâng cấp không ngừng của cơ sở hạ tầng mạng và công nghệ sử dụng. - Bước sang những năm đầu của thế kỷ XXI, ứng dụng của Internet phát triển nhằm cung cấp dịch vụ cho người dùng notebook, cellualar modem và thậm chí nó còn hâm nhập vào nhiều ứng dụng dân dụng khác như TV, máy pha cà phê… Để có thể đưa những khái niệm mới dựa trên cơ sở TCP/IP này thành hiện thực, TCP/IP phải mở rộng. Nhưng một thực tế mà không chỉ giới chuyên môn, mà ngay cả các ISP cũng nhận thức được đó là tài nguyên mạng ngày càng hạn hẹp. Việc phát triển về thiết bị, cơ sở hạ tầng, nhân lực… không phải là một khó khăn lớn. Vấn đề ở đây là địa chỉ IP, không gian địa chỉ IP ngày càng cạn kiệt, càng về sau địa chỉ IP (IPv4) không thể đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng đó. Bước tiến quan trọng mang tính chiến lược đối với kế hoạch mở rộng này là việc nghiên cứu cho ra đời một thế hệ sau của giao thức IP, đó chính là IP version 6. - IPv6 ra đời không có nghĩa là phủ nhận hoàn toàn IPv4 (công nghệ mà hạ tầng mạng chúng ta đang dùng ngày nay). Vì là một phiên bản hoàn toàn mới của công nghệ IP, việc nghiên cứu, ứng dụng vào thực tiễn luôn là một thách thức rất lớn. Một trong những thách thức đó liên quan đến khả năng tương thích giữa IPv6 và IPv4, liên quan đến việc chuyển đổi từ IPv4 lên IPv6, làm thế nào mà người dùng có thể khai thác những thế mạnh của IPv6 nhưng không nhất thiết phải nâng cấp đồng loạt toàn bộ mạng (LAN, WAN, Internet…) lên IPv6. 1.2. NHỮNG GIỚI HẠN CỦA IPv4 - IPv4 hỗ trợ trường địa chỉ 32 bit, IPv4 ngày nay hầu như không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng của mạng Internet. Hai vấn đề lớn mà IPv4 đang phải đối mặt là việc thiếu hụt các địa chỉ, đặc biệt là các không gian địa chỉ tầm trung (lớp B) và việc phát triển về kích thước rất nguy hiểm của các bảng định tuyến trong Internet. - Thêm vào đó, nhu cầu tự động cấu hình (Auto-config) ngày càng trở nên cần thiết. Địa chỉ IPv4 trong thời kỳ đầu được phân loại dựa vào dung lượng của địa chỉ đó (số Lê Văn Nam-D12VT3-Nhóm 11 2 IPv6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPv6 lượng địa chỉ IPv4 ). Địa chỉ IPv4 được chia thành các lớp. 3 lớp đầu tiên được sử dụng phổ biến nhất. Các lớp địa chỉ này khác nhau ở số lượng các bit dùng để định nghĩa Network ID. Ví dụ: Địa chỉ lớp B có 14 bit đầu dành để định nghĩa Network ID và 16 bit cuối cùng dành cho Host ID. Trong khi địa chỉ lớp C có 21 bit dành để định nghĩa Network ID và 8 bit còn lại dành cho Host ID… Do đó, dung lượng của các lớp địa chỉ này khác nhau. 1.2.1. Thiếu địa chỉ IP - Sự tăng quá nhanh của các host trên mạng Internet dẫn đến trạng thái thiếu địa chỉ IP gán cho các node. Do đó nhiều mạng đã phải sử dụng địa chỉ IP của mạng dùng chung cùng với kỹ thuật chuyển đổi địa chỉ mạng NAT (Network Address Translation) để có thể mở rộng không gian địa chỉ IP trên mạng. Với phương thức này nhiều địa chỉ IPv4 mạng riêng được chuyển đổi thành một hoặc một vài địa chỉ IPv4 công cộng để kết nối với các node khác trên mạng, đồng thời tạo ra khả năng sẻ dụng lại các dải địa chỉ IP mạng riêng tại nhiều nơi khác nhau. Tuy nhiên việc sử dụng kỹ thuật NAT làm mất đi tính an ninh chuẩn ở lớp mạng cũng như không có khả năng ánh xạ hợp lệ của các ứng dụng ở mức trên khi kết nối các node này với các mạng khác. Do đó một số ứng dụng ở lớp trên có thể không thực hiện được thông qua NAT. 1.2.2. Quá nhiều các routing entry trên backbone router - Với sự phân bố hiện tại của các mạng IPv4 thì số lượng router entrry trên các backbone router lên tới trên 110000 bản ghi. Bảng định tuyến trên router bao gồm cả các định tuyến ngang hàng và định tuyến phân cấp. 1.2.3. Yêu cầu về an ninh thông tin ở lớp mạng - Với Ipv4 hiện tại đã có nhiều giải pháp an ninh thông tin trên mạng nhằm đảm bảo thông tin được truyền trên mạng không bị lấy cắp. Giải pháp này có thể là IPSec, DES, 3DES, … nhưng các giải pháp này đều phải thực hiện cài đặt thêm và có nhiều phương thức khác nhau đối với mỗi loại sản phẩm. 1.2.4. Nhu cầu về các ứng dụng thời gian thực còn gọi là chất lượng dịch vụ QoS - Chất lượng dịch vụ trong Ipv4 cũng được xác định trong trường TOS và phần nhận dạng tải trọng của gói tin IP ( đó là các cổng giao thức của ICP/ UDP). Tuy nhiên Lê Văn Nam-D12VT3-Nhóm 11 3 IPv6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPv6 trường ToS này có ít tính năng và đặc biệt khi phần tải trọng của gói tin Ipv4 được mã hoá thì phần nhân dạng cổng giao thức TCP/ UDP không còn tác dụng nữa. Nhằm giải quyết vấn đề trên một nhóm trong tổ chức IETF đã đưa ra một giao thức liên mạng mới (Internet Potocol) gọi là IP version 6 hay Ipv6. Giao thức này được đưa ra cùng với hàng loạt các khuyến nghị trong việc chuyển đổi sang đần dần từ Ipv4 sang Ipv6 được thiết kế trên quan điểm tối thiểu hoá ảnh hưởng tới các lớp trên và lớp dưới trong quá trình triển khai. Lê Văn Nam-D12VT3-Nhóm 11 4