Luận văn: Tìm hiểu IPv6 và cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6

Chia sẻ: Trần Văn Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

0
295
lượt xem
196
download

Luận văn: Tìm hiểu IPv6 và cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đứng trước sự phát triển mạnh mẽ của CNTT đặc biệt là trong lĩnh vực mạng máy tính thì ngoài việc giải quyết vấn đề về lưu lượng cho mạng thì địa chỉ của các thiết bị mạng như địa chỉ của các máy tính, máy in, mail server, web server, dịch vụ xDSL, dịch vụ Internet qua đường cáp truyền hình (IPTV), phát triển các mạng giáo dục, game trực tuyến, thiết bị di động tham gia vào mạng Internet, truyền tải thoại, audio, video trên mạng… là một trong những vấn đề nan giải cần phải được quan...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Tìm hiểu IPv6 và cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6

  1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tìm hiểu IPv6 và cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 Giảng viên hướng dẫn: TS.HUỲNH CÔNG PHÁP Sinh viên thực hiện : 1. LÃ XUÂN TÂM 2. NGUYỄN HỒNG SỰ Lớp : 08N : CÔNG NGHỆ MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG Ngành Khóa : 2008-2011 Đà Nẵng,Tháng 5 Năm 2011
  2. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 MỞ ĐẦU Đứng trước sự phát triển mạnh mẽ của CNTT đặc biệt là trong lĩnh vực mạng máy tính thì ngoài việc giải quyết vấn đề về lưu lượng cho mạng thì đị a chỉ của các thiết bị mạng như địa chỉ của các máy tính, máy in, mail server, web server, dịch vụ xDSL, dịch vụ Internet qua đường cáp truyền hình (IPTV), phát triển các mạng giáo dục, game trực tuyến, thiết bị di động tham gia vào mạng Internet, truyền tải thoại, audio, video trên mạng… là một trong những vấn đề nan giải cần phải được quan tâm thực sự. Hiện nay, địa chỉ của các máy tính trên Internet đang được đánh số theo thế hệ địa chỉ phiên bản 4 (IPv4) gồm 32 bits. 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 thiết bị mạng như vậy thì xảy ra nguy cơ thiếu hụt không gian địa chỉ IPv4 là điều sẽ không tránh khỏi; 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 là IPv6. Phiên bản IPv6 là một phiên bản địa chỉ mới của Internet. IPv6 được thiết kế với hy vọng khắc phục những hạn chế vốn có của địa chỉ IPv4 như 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 cho 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.Vì vậy chúng em chọn đề tài này làm đề tài nghiên cứu tốt nghiệp. Trong nội dung đề tài này,chúng em xin trình bày 4 chương : Chương 1: Những hạn chế của địa chỉ IPv4 và Cấu trúc của địa chỉ IPv6 Chương 2: Đặc tính và quy trình hoạt động của địa chỉ IPv6 Chương 3: Công nghệ chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang Ipv4 Chương 4: Demo mô hình thực hiện cấu hình chuyển tiếp từ IPv4 sang IPv6 GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  3. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 Do đây là đề tài tương đối lớn, cộng với thời gian cũng như kiến thức có hạn nên nếu có gì thiếu sót chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy (cô) cùng các bạn để Đồ án của chúng em được hoàn chỉnh hơn. GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  4. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình làm Đồ án này,chúng em đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình từ thầy TS.Huỳnh Công Pháp. Trong quá trình thực hiện đồ án ,chúng em đã được thầy tạo điều kiện về tài liệu và kiến thức liên quan giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án này.Vì vậy qua đây em chúng em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Pháp. Bên cạnh đó, em cũng muốn gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn tin học trường Cao Đẳng Công Nghệ Thông Tin đã giúp đỡ chúng em trong việc trang bị kiến thức để hoàn thành khóa tốt nghiệp này. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng , Tháng 05 năm 2011 Sinh Viên Thực Hiện Lã Xuân Tâm Nguyễn Hồng Sự GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  5. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn : Huỳnh Công Pháp) ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... Chữ ký của GVHD GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  6. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 MỤC LỤC MỞ ĐẦU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1:NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỊA CHỈ IPV4 VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6....................................................................................................................................... 1 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỊA CHỈ IPV4 VÀ SỰ RA ĐỜI CỦA ĐỊA CHỈ . 1 1.1 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỊA CHỈ IPV4 ................................................ 1 1.1.1 NGUYÊN NHÂN RA ĐỜI ĐỊA CHỈ IPV6 ............................................... 2 1.1.2 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6 ................................................................................ 4 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IPV6 VÀ SỰ KHÁC BIỆT SO VỚI ĐỊA.. 4 1.2.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA IPV6 ............................................................................... 6 1.2.2 BIỂU DIỄN ĐỊA CHỈ IPV6 ........................................................................ 7 1.2.3 KHÔNG GIAN ĐỊA CHỈ .......................................................................... 10 1.2.4 PHÂN LOẠI ĐỊA CHỈ IPV6 .................................................................... 11 1.2.5 1.2.5.1 Địa chỉ unicast(truyền thông đơn hướng): .......................................... 11 1.2.5.2 Địa chỉ Multicast .................................................................................... 17 1.2.5.3 Địa chỉ Anycast....................................................................................... 23 LỰA CHỌN ĐỊA CHỈ MẶC ĐỊNH TRONG IPV6 ............................... 24 1.2.6 PHẦN ĐẦU IPV6....................................................................................... 25 1.2.7 1.2.7.1 Chiều dài Phần đầu Ipv6: ..................................................................... 25 1.2.7.2 Những trường bỏ đi trong Phần đầu IPv6........................................... 26 1.2.1.1 So sánh giữa vùng phần đầu của IPv4 và Ipv6 ................................... 27 VÙNG PHẦN ĐẦU MỞ RỘNG ............................................................... 27 1.2.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG ..................................................................................... 31 1.3 CHƯƠNG 2: ĐẶC TÍNH VÀ QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỊA CHỈ IPV6 ..... 32 ĐẶC TÍNH CỦA ĐỊA CHỈ IPV6 ..................................................................... 32 2.1 TỔNG QUÁT CHUNG ............................................................................. 32 2.1.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) TRONG THẾ HỆ ĐỊA CHỈ IPV6 .. 34 2.1.2 Hỗ trợ tốt hơn về bảo mật ......................................................................... 35 2.1.3 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỞ BẢN CỦA ĐỊA CHỈ IPV6 ........................ 36 2.2 MỘT SỐ THỦ TỤC CƠ BẢN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỊA CHỈ . 36 2.2.1 2.2.1.1 Thủ tục điều khiển internet phiên bản 6.............................................. 36 2.2.1.2 Thủ tục phát hiện nút mạng lân cận .................................................... 43 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG ..................................................................... 47 2.2.2 2.2.2.1 Quy trình phân giải địa chỉ lớp 2 từ địa chỉ lớp 3 ............................... 47 2.2.2.2 .Kiểm tra trùng lặp địa chỉ trên một đường kết nối ........................... 49 2.2.2.3 .Kiểm tra khả năng có thể kết nối được tới nút mạng lân cận .......... 49 2.2.2.4 Tìm kiếm bộ định tuyến trên đường kết nối (Router Discoverry) .... 50 2.2.2.5 Cấu hình địa chỉ một cách tự động của thiết bị IPv6 ......................... 51 GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  7. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 2.2.2.6 Quy trình tìm kiếm giá trị PathMTU cho việc phân mảnh gói tin Ipv6 53 2.2.2.7 Đánh số lại cho thiết bị Ipv6 ................................................................. 54 .KẾT LUẬN CHƯƠNG .................................................................................... 55 2.3 CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ CHUYỂN ĐỔI GIAO TIẾP TỪ IPV4 SANG IPV6 ... 56 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ CHUYỂN ĐỔI IPV4 SANG IPV6 56 3.1 DUAL - STACK : CHỒNG HAI GIAO THỨC ..................................... 57 3.1.1 CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG HẦM (Tunnel) .................................................. 59 3.1.2 3.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động của việc tạo đường hầm................................... 61 3.1.2.2 Phân loại công nghệ đường hầm: ......................................................... 61 3.1.2.3 Một số công nghệ tạo đường hầm: ....................................................... 62 3.1.2.3.1 Cấu hình đường hầm bằng tay ....................................................... 63 3.1.2.3.2 Công nghệ đường hầm 6to4 ............................................................ 63 CÔNG NGHỆ CHUYỂN ĐỔI: ................................................................ 69 3.1.3 3.1.3.1 Phận loại công nghệ NAT-PT ............................................................... 70 3.1.3.2 Nguyên lý làm việc của NAT-PT .......................................................... 70 KẾT LUẬN CHƯƠNG: .................................................................................... 72 3.2 CHƯƠNG 4 : DEMO MÔ HÌNH THỰC HIỆN CẤU HÌNH CHUYỂN TIẾP TỪ IPV4 SANG IPV6............................................................................................................... 73 MÔ HÌNH THỰC HIỆN TRIỂN KHAI CẤU HÌNH .................................... 73 4.2 CÔNG CỤ DÙNG ĐỂ CẤU HÌNH .................................................................. 73 4.2 TRIỂN KHAI CẤU HÌNH TRÊN CÁC ROUTER ........................................ 74 4.3 PING KIỂM TRA KẾT QUẢ........................................................................... 78 4.4  KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC..................................................................................... 80  KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ..................................................................................... 81  HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ............................................................... 81 PHỤ LỤC............................................................................................................................ 82 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 88 GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  8. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Authentication Phần đầu Phần đầu nhận thực AH Cổng lớp ứng dụng ALG Application Level Gateway Giao thức phân giải địa chỉ ARP Address Resolution Protocol Định Tuyến liên vùng không CIDR Classless Inter-Domain Routing phân lớp Địa chỉ đích DA Destination Address phát hiện Địa chỉ trùng lặp DAD Duplicate Address Detection Giao thức cấu hình IP động cho DHCP Dynamic Host Configuration Protocol các máy trạm DHCP phiên bản 4 DHCPv4 Dynamic Host Configuration Protocol version 4 DHCP phiên bản 6 DHCPv6 Dynamic Host Configuration Protocol version 6 Hệ thống tên miền DNS Domain Name System Giao thức tạo thông điệp điều ICMP Internet Control Message Protocol khiển của Internet ICMP phiên bản 4 ICMPv4 Internet Control Message Protocol version 4 ICMP phiên bản 6 ICMPv6 Internet Control Message Protocol version 6 Giao thức quản lý nhóm Internet IGMP Internet Group Management Protocol Chứng thực số ID Indentify Digital Giao thức Internet IP Internet Protocol Giao thức bảo mật Internet IPSec Internet Protocol Security Nhà Cung cấp dịch vụ Internet ISP Internet Service Provider Mạng cục bộ LAN Local Area Network Kiểm soát truy nhập môi MAC Medium Access Control trường truyền thông Đơn vị truyền dẫn cực đại MTU Maximum Transmission Unit Truy vấn đối tượng nghe lưu MLQ Multicast Listener Query lượng truyền thông nhóm Báo cáo đối tượng nghe lưu MLR Multicast Listener Report GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  9. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 lượng truyền thông nhóm Kết thúc nghe lưu lượng MLD Multicast Listener Done truyền thông nhóm Quảng bá của nút mạng lân NA Neighbor Advertisement cận Cơ chế biên dịch địa chỉ mạng NAT Network Address Translation Cơ chế biên dịch địa chỉ mạng NAT-PT Network Address Translation-Protocal - giao thức dịch Translation Dò tìm nút mạng lân cận NS Neighbor Solicitation Liên kết các hệ thống mở OSI Open Systems Interconnection Cơ chế biên dịch địa chỉ cổng PAT Port Address Translation Chất lượng dịch vụ QoS Quality of Service Chuyển hướng R Redirect Quảng bá của bộ định tuyến RA Router Advertisement Dò tìm bộ định tuyến RS Router Solicitation Địa chỉ nguồn SA Source Address Giao thức điều khiển truyền dẫn TCP Transmission Control Protocol Loại dịch vụ ToS Type of Service Thời gian sống TTL Time to Live Giao thức dữ liệu người dùng UDP User DataGram Protocol Mạng riêng ảo VPN Virtual Private Network GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  10. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 khác biệt giữa địa chỉ IPv4 và địa chỉ IPv6 ......................................... 5 Bảng 1.2 Địa chỉ multicast mọi điểm .................................................................... 20 Bảng 1.3 Địa chỉ multicast mọi bộ định tuyến ...................................................... 22 Bảng 2.1 Các thông điệp báo lỗi ....................................................................... 40 Bảng 2.2 Thông điệp thông tin cơ bản .................................................................. 41 Bảng 2.3 Thông điệp thông tin mở rộng ............................................................... 41 Bảng 2.4 Các tùy chọn dạng ND(Neighbor Discovery) ...................................... 45 Bảng 2.5 Quy trình thủ tục ND cung cấp .............................................................. 48 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mô hình thực hiện NAT của địa chỉ Ipv4 ............................................. 2 Hình 1.2 Sự phát triển của địa chỉ IP ................................................................... 4 Hình 1.3 Địa chỉ IP phiên bản 6 ....................................................................... 8 Hình 1.4 Sự rút gọn địa chỉ ....................................................................... 9 Hình 1.5 Sự rút gọn địa chỉ có số 0 liên tiếp ......................................................... 9 Hình 1.6 Địa chỉ CIDR(Định tuyến liên vùng không phân lớp) ........................... 10 Hình 1.7 Cấu trúc địa chỉ ....................................................................... 11 Hình 1.8 Cơ chế phân bổ địa chỉ ....................................................................... 11 Hình 1.9 Unicast mở nhiều cổng kết nối tới các máy tính .................................... 12 Hình 1.10 Cấu trúc địa chỉ link local .................................................................... 14 Hình 1.11 Cấu trúc địa chỉ site local ..................................................................... 14 Hình 1.12 Cấu trúc định danh toàn cầu ................................................................. 15 GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  11. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 Hình 1.13 Địa chỉ ipv4-comparetible .................................................................... 16 Hình 1.14 Địa chỉ ipv4 –mapped ....................................................................... 16 Hình 1.15 Kết nối multicast ....................................................................... 17 Hình 1.16 Cấu trúc địa chỉ multicast ..................................................................... 17 Hinh 1.17 Phạm vi địa chỉ ipv6 ....................................................................... 20 Hình 1.18 Multicast trong phạm vi 1 đường kết nối ............................................ 21 Hình 1.19 Cấu thành địa chỉ Multicast Solicited ................................................. 23 Hình 1.20 Cấu trúc địa chỉ Anycast ..................................................................... 23 Hinh 1.21 Phần phần đầu của địa chỉ ipv4 ............................................................ 26 Hình 1.22 Phần đầu của ipv6 ....................................................................... 26 Hình 1.23 Cấu trúc gói tin Ipv6 ....................................................................... 27 Hình 1.24 Phần đầu mở rộng của địa chỉ ipv6 ..................................................... 29 Hình 1.25 Những loại vùng phần đầu mở rộng .................................................... 30 Hình 1.26 Thứ tự xử lý các phần đầu mở rộng ..................................................... 32 Hình 2.1 Trường hỗ trợ QoS trong phần đầu của ipv4 và ipv6 ............................ 35 Hình 2.2 Cấu trúc gói tin ICPMv6 ....................................................................... 39 Hình 2.3 Cấu trúc gói tin ND ....................................................................... 45 Hình 2.4 Quy trình phân giải địa chỉ ..................................................................... 50 Hình 2.5 Tự động cấu hình địa chỉ của thiết bị Ipv6 ............................................ 53 Hình 2.6 Quy trình thực hiện tìm kiếm PathMU .................................................. 56 Hình 3.1 Chồng 2 giao thức ....................................................................... 60 Hình 3.2 Công nghệ Dual –Stack ....................................................................... 61 GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  12. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv4 sang IPv6 Hình 3.3 Dual –Stack trong hệ điều hành cisco .................................................... 61 Hình 3.4 Công nghệ đường hầm Tunnel .............................................................. 62 Hình 3.5 Cấu trúc địa chỉ ipv6 6to4 ...................................................................... 67 Hình 3.6 Các thành phần của tunnel 6to4 ............................................................. 68 Hình 3.7 Kết nối ipv6 với tunnel Broker .............................................................. 70 Hình 3.8 Mô hình của tunnel Broker ................................................................... 71 Hình 3.9 Công nghệ biên dịch NAT –PT.............................................................. 72 Hình 3.10 Chuyển đổi gói tin ipv4 thành ipv6 ..................................................... 74 Hình 4.1 Mô hình Cấu hình chung ....................................................................... 75 Hình 4.2 Cấu hình trên router V4_R1 .................................................................. 76 Hình 4.3 Cấu hình trên Router V6V4_R2 ............................................................. 77 Hình 4.4 Cấu hình trên Router V6_R3 ................................................................. 78 Hình 4.5 cấu hình trên Router V6V4_R3 ............................................................. 79 Hình 4.6 cấu hình trên Router V6_R5 .................................................................. 80 Hình 4.7 kết quả ping từ Router V6_R3 sang Router V6_R5 .............................. 80 Hình 4.8 kết quả ping từ Router V6_R3 sang Router V6_R5 .............................. 81 GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  13. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 1 CHƯƠNG 1:NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỊA CHỈ IPV4 VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỊA CHỈ IPV4 VÀ SỰ RA ĐỜI CỦA ĐỊA 1.1 CHỈ IPV6 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỊA CHỈ IPV4 1.1.1 Sự cạn kiệt địa chỉ IPv4: theo số liệu của những tổ chức quản lý địa chỉ quốc tế thì không gian địa chỉ IPv4 đã được sử dụng trên 60. Những công nghệ góp phần giảm nhu cầu địa chỉ IP như NAT, DHCP cấp địa chỉ tạm thời được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, hiện nay nhu cầu địa chỉ tăng rất lớn do những nguyên nhân như Internet phát triển tại những khu vực dân đông như Trung Quốc, Ấn Độ; những dạng dịch vụ mới đòi hỏi không gian địa chỉ IP cố định… Cấu trúc định tuyến không hiệu quả: địa chỉ IPv4 có cấu trúc định tuyến vừa phân cấp, vừa không phân cấp. Mỗi bộ định tuyến (router) phải duy trì bảng thông tin định tuyến lớn, đòi hỏi router phải có dung lượng bộ nhớ lớn. IPv4 cũng yêu cầu router phải can thiệp xử lý nhiều đối với gói tin IPv4. Ví dụ: thực hiện phân mảnh, điều này tiêu tốn CPU của router và ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý (gây trễ, hỏng gói tin ). Những hạn chế về tính bảo mật và kết nối đầu cuối – đầu cuối: không cung cấp phương tiện mã hóa dữ liệu, chủ yếu sử dụng bảo mật ở mức ứng dụng. Nếu áp dụng IPSec (Internet Protocol Security) là một phương thức bảo mật phổ biến tại tầng IP, mô hình bảo mật chủ yếu là bảo mật lưu lượng giữa các mạng, việc bảo mật lưu lượng đầu cuối – đầu cuối được sử dụng rất hạn chế. Mặc khác, để giảm nhu cầu sử dụng địa chỉ, hoạt động mạng IPv4 sử dụng phổ biến công nghệ biên dị ch NAT. Trong đó, máy chủ biên dịch địa chỉ can thiệp vào gói tin truyền tải và thay thế trường địa chỉ để các máy tính gắn địa chỉ riêng (private) có thể kết nối vào mạng Internet. Nhưng công nghệ biên dịch NAT lại luôn tồn tại những nhược điểm như: GVHD: TS.Huỳnh Công Pháp SVTH: Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  14. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 2 - Khó thực hiện được kết nối điểm – điểm và gây trễ: làm khó khăn và ảnh hưởng tới nhiều dạng dịch vụ (mạng riêng ảo - VPN, dịch vụ thời gian thực). Đối với nhiều dạng dịch vụ cần xác thực cổng (port) nguồn /đích, sử dụng NAT là không thể được. Trong khi đó, các ứng dụng mới hiện nay, đặc biệt các ứng dụng khách - chủ ngày càng đòi hỏi kết nối trực tiếp đầu cuối – đầu cuối. - Việc gói tin không được giữ nguyên tình trạng từ nguồn tới đích, có những điểm trên đường truyền tải tại đó gói tin bị can thiệp, như vậ y tồn tại những lỗ hổng về bảo mật. Hình 1.1 Mô hình thực hiện NAT của địa chỉ IPv4 1.1.2 NGUYÊN NHÂN RA ĐỜI ĐỊA CHỈ IPV6 Như đã biết, IPv4 có khá nhiều nhược điểm, trong đó quan trọng nhất là việc không gian địa chỉ IPv4 đang cạn kiệt. Điều này dẫn đến tất yếu phải ra đời một thế hệ địa chỉ mới giải quyết được những nhược điểm của IPv4, đó là IPv6. Thế hệ địa chỉ IPv6 không những giải quyết được những vấn đề của IPv4 mà còn cung cấp thêm một số ưu điểm:  Không gian địa chỉ lớn.  Khả năng mở rộng về định tuyến. GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  15. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 3  Hổ trợ tốt hơn truyền thông nhóm (truyền thông nhóm là một tùy chọn của địa chỉ IPv4, tuy nhiên khả năng hổ trợ và tính khả dụng chưa cao).  Hỗ trợ end to end dễ dàng hơn và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT.  Không cần phải phân mảnh, không cần trường kiểm tra phần đầu.  Bảo mật: do IPv6 hỗ trợ IPsec, nó làm cho các nút mạng IPv6 trở nên an toàn hơn (thực ra IPsec có thể hoạt động được với cả IPv4 và IPv6).  Tự động cấu hình: Đơn giản hơn trong việc cấu hình địa chỉ IP cho các thiết bị bằng việc sử dụng địa chỉ IPv6. IPv6 có khả năng tự động cấu hình mà không cần máy chủ DHCP như trong mạng sử dụng địa chỉ IPv4. Tính di động: cho phép hỗ trợ các nút mạng sử dụng địa chỉ IP di động (thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm về IP di động. Nhưng thế hệ mạng mới thì dạng thiết bị này ngày càng phát triển, đòi hỏi cấu trúc giao thức Internet phải hổ trợ tốt hơn.).  Hoạt động: trường phần đầu IPv4 làm thay đổi kích thước của gói tin IP và thường bị bỏ đi không tính đến. Do các bộ đính tuyến thường chuyển hướng hoặc từ chối các gói khi nó bận. Đây chính là lý do ta không triển khai IPsec trên nền IPv4. Các bộ định tuyến IPv6 hoạt động khác giựa trên cách xử lý khác đối với địa chỉ IP và các tuyến. Gói tin IPv6 có hai dạng phần đầu: phần đầu cơ bản (basic phần đầu) và phần đầu mở rộng (extension phần đầu). Phần đầu cơ bản có chiều dài cố định 40 bytes, chứa những thông tin cơ bản trong xử lý gói tin IPv6, thuận tiện hơn cho việc tăng tốc xử lý gói tin. Những thông tin liên quan đến dịch vụ mở rộng kèm theo được chuyển hẳn tới một phân đoạn khác gọi là phần đầu mở rộng.  Chi phí : giảm giá thành về công tác quản lý, tăng độ an ninh, hoạt động tốt hơn, cần ít tiền hơn để đăng ký địa chỉ IP. Các chi phí này sẽ cân bằng chi phí cho việc chuyển từ địa chỉ IPv4 sang địa chỉ IPv6. GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  16. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 4 Hình 1.2 Sự phát triển của địa chỉ IP 1.2 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6 1.2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IPV6 VÀ SỰ KHÁC BIỆT SO VỚI ĐỊA CHỈ IPV4 Địa chỉ IPv6 có chiều dài gấp bốn lần chiều dài địa chỉ IPv4, gồm 128 bits. IPv6 là phiên bản kế thừa của IPv4, thường được biểu diễn ở dạng hexadecimal. Tuy nhiên, địa chỉ IPv6 và địa chỉ IPv4 có nhiều điểm khác biệt với nhau được thể hiện trong bảng sau: Địa chỉ IPv4 Địa chỉ IPv6 Độ dài địa chỉ là 32 bits (4 byte). Độ dài địa chỉ là 128 bits (16 bytes). IPsec chỉ là tùy chọn IPsec được gắn liền với IPv6. Phần đầu của địa chỉ IPv4 không có Trường nhãn dòng cho phép xác định trường xác định luồng dữ liệu của gói luồng gói tin để các bộ định tuyến có tin cho các bộ định tuyến để xử lý thể đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS. QoS(chất lượng dịch vụ). Việc phân đoạn được thực hiện bởi Việc phân đoạn chỉ được thực hiện cả bộ định tuyến và máy chủ gửi gói bởi máy chủ phía gửi mà không có sự GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  17. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 5 tham gia của bộ định tuyến. tin. Không có trường kiểm tra trong IPv6 Phần đầu có chứa trường Checksum. Phần đầu. Tất cả các tùy chọn có trong Phần đầu Phần đầu có chứa nhiều tùy chọn. mở rộng. Khung ARP yêu cầu được thay thế Giao thức ARP sử dụng ARP yêu cầu bởi các thông báo dò tìm các nút quảng bá để xác định địa chỉ vật lý. mạng truyền thông lân cận Sử dụng giao thức IGMP để quản lý Giao thức IGMP được thay thế bởi thành viên các nhóm mạng con cục bộ. các thông báo. Sử dụng thông báo quảng bá bộ định Sử dụng ICMP tìm kiếm định tuyến để tuyến (Router Advertisement) và xác định địa chỉ cổng Gateway mặc ICMP dò tìm bộ định tuyến thay cho định phù hợp nhất, là tùy chọn. ICMP tìm kiếm định tuyến , là bắt buộc. Trong IPv6 không tồn tại địa chỉ Địa chỉ quảng bá truyền thông tin đến quảng bá, thay vào đó là địa chỉ tất cả các nút trong một mạng con. truyền thông nhóm. Cho phép cấu hình tự động, không sử Thiết lập cấu hình bằng thủ công hoặc dụng nhân công hay cấu hình qua sử dụng DHCP. DHCP. Địa chỉ máy chủ được lưu trong Địa chỉ máy chủ được lưu trong DNS DNS với mục đích ánh xạ sang địa với mục đích ánh xạ sang địa chỉ IPv4. chỉ IPv6. Hỗ trợ gói tin kích thước 576 bytes Hỗ trợ gói tin kích thước 1280 bytes (có thể phân đoạn). (không cần phân đoạn). Bảng 1.1 Sự khác biệt giữa địa chỉ IPv4 và địa chỉ IPv6 GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  18. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 6 1.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA IPV6 Trong IPv6 giao thức Internet được cải tiến một cách rộng lớn để thích nghi được sự phát triển không biết trước được của Internet. Định dạng và độ dài của những địa chỉ IP cũng được thay đổi với những gói định dạng. Những giao thức liên quan, như ICMP cũng đựơc cải tiến. Những giao thức khác trong tầng mạng như ARP, RARP, IGMP đã hoặc bị xoá hoặc có trong giao thức ICMPv6. Những giao thức tìm đường như RIP, OSPF cũng được cải tiến khả năng thích nghi với những thay đổi này. Những chuyên gia truyền thông dự đoán là IPv6 và những giao thức liên quan với nó sẽ nhanh chóng thay thế phiên bản IP hiện thời.Thế hệ mới của IP hay IPv6 có những ưu điểm như sau: a. Không gian địa chỉ lớn: IPv6 có địa chỉ nguồn và đích dài 128 bít. Mặc dù 128 bít có thể tạo hơn 3,4*10 38 tổ hợp, không gian địa chỉ của IPv6 được thiết kế dự phòng đủ lớn cho phép phân bổ địa chỉ và mạng con từ trục xương sống internet đến từng mạng con trong một tổ chức. Các địa chỉ hiện đang phân bổ để sử dụng chỉ chiếm một lượng nhỏ và vẫn còn thừa rất nhiều địa chỉ sẵn sàng cho sử dụng trong tương lai. Với không gian địa chỉ lớn này, các kỹ thuật bảo tồn địa chỉ như NAT sẽ không còn cần thiết nữa. b. Tăng sự phân cấp địa chỉ Các địa chỉ toàn cục của Ipv6 được thiết kế để tạo ra một hạ tầng định tuyến hiệu quả,phân cấp và có thể tổng quát hóa dựa trên sự phân cấp thường thấy của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) trên thực tế.Trên mạng internet dựa trên Ipv6,các router mạng xương sống(backbone) có số mục trong bảng định tuyến nhỏ hơn rất nhiều. c. Đơn giản hóa việc đặt địa chỉ Host IPv6 sử dụng 64 bit sau cho địa chỉ Host, trong 64 bit đó có cả 48 bit là địa chỉ MAC của máy, do đó, phải đệm vào đó một số bit đã được định nghĩa trước mà các thiết bị định tuyến sẽ biết được những bit này trên subnet. Bằng cách này, mọi máy trạm sẽ có một Host ID duy nhất trong mạng. d. Khuôn dạng phần đầu đơn giản hóa GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  19. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 7 Phần đầu của IPv6 được thiết kế để giảm chi phí đến mức tối thiểu. Điều này đạt được bằng cách chuyển các trường không quan trọng và các trường lựa chọn sang các phần đầu mở rộng được đặt phía sau của phần đầu IPv6. Khuôn dạng phần đầu mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại các bộ định tuyến. e. Tự cấu hình địa chỉ Để đơn giản cho việc cấu hình các trạm, IPv6 hỗ trợ cả việc tự cấu hình địa chỉ stateful như khả năng cấu hình server DHCP và tự cấu hình địa chỉ không trạng thái(stateless) (không có server DHCP). Với tự cấu hình địa chỉ dạng không trạng thái, các trạm trong liên kết tự động cấu hình chúng với địa chỉ IPv6 của liên kết (địa chỉ cục bộ liên kết) và với địa chỉ rút ra từ tiền tổ được quảng bá bởi bộ định tuyến cục bộ. Thậm chí nếu không có bộ định tuyến, các trạm trên cùng một liên kết có thể tự cấu hình chúng với các địa chỉ cục bộ liên kết và giao tiếp với nhau mà không phải thiết lập cấu hình thủ công. Khả năng xác thực và bảo mật an ninh f. Tích hợp sẵn trong thiết kế ipv6 giúp triển khai dễ dàng đảm bảo sự tương tác lẫn nhau giữa các nút mạng. g. Hỗ trợ tốt hơn về chất lượng dịch vụ QoS Lưu thông trên mạng được phân thành các luồng cho phép xử lý mức ưu tiên khác nhau tại các bộ định tuyến. h. Hỗ trợ tốt hơn tính năng di động Khả năng IP di động tận đụng được các ưu điểm của ipv6 so với ipv4 i. Khả năng mở rộng Thiết kế của ipv6 có sự dự phòng cho sự phát triển trong tương lai đồng thời dễ dàng mở rộng khi có nhu cầu. BIỂU DIỄN ĐỊA CHỈ IPV6 1.2.3 Địa chỉ IPv6 được viết hoặc theo 128 bits nhị phân, hoặc thành một dãy chữ số hexa. Tuy nhiên, nếu viết một dãy số 128 bits nhị phân thì không thuận tiện, và để nhớ chúng thì không thể. Do vậy, địa chỉ IPv6 thường được biểu diễn dưới dạng một dãy chữ số hexa. Đầu tiên, 128 bits nhị phân của địa chỉ IPv6 được biểu diễn GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự
  20. Đồ án Tìm hiểu IPv6 và Cấu hình chuyển đổi giao tiếp từ IPv6 sang IPv4 8 thành dãy chữ số hexadecimal. Sau đó, nhóm 128 bits này thành các nhóm 4 bits. Tiếp đến, chuyển đổi từng nhóm 4 bits thành số hexa tương ứng và nhóm 4 số hexa thành một nhóm phân cách bởi dấu “:”. Kết quả, một địa chỉ IPv6 được biểu diễn thành một dãy số gồm 8 nhóm số hexa cách nhau bằng dấu “:”, mỗi nhóm gồm 4 chữ số hexa. 128 bÝt= 16 bytes= 32ch÷ sè trong hÖ ®Õm 16 111111101111101100… … … … … ..111111111111 ……………  FDEC : : 7654 3210 ADBF 2922 FFFF H×nh 1. 3: §Þa chØ IP phiªn b¶n 6 ( IPv6 Address)  Sự rút gọn: + Mặc dù là địa chỉ IP ngay cả khi ở trong định dạnh hệ số đếm 16, vẫn rất dài, nhiều chữ số 0 trong một địa chỉ. Ví dụ: 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A Do đó cơ chế nén địa chỉ được dùng để biểu diễn dễ dàng hơn các loại địa chỉ dạng này. Ta không cần viết các số 0 ở đầu các nhóm, nhưng những số 0 bên trong thì không thể xoá. GVHD:Huỳnh Công Pháp SVTH:Lã Xuân Tâm,Nguyễn Hồng Sự

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản