Gi¸o viªn híng dÉn : Th.S Hµ M¹nh §µo
1
Luận văn
Nghiên cứu IPv4 và đặc điểm của IPv6
Gi¸o viªn híng dÉn : Th.S Hµ M¹nh §µo
2
LỜI GIỚI THIỆU
Phiên bản IPv6 là một phiên bản mới của Internet. Nó được xây dựng trên
cơ sở của giao thức IPv4 nhằm tận dụng các ưu điểm và khắc phục hạn chế
của IPv4. Thay đổi của IPv6 chủ yếu sau:
Mở rộng khong gia dia chi .: IPv6 có địa chỉ nguồn và đích dài 128
bít, không gian địa chỉ lớn của IPv6 được thết 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. Tính biến đổi được lộ trình nhiều sắc thái được cải
thiện gần thêm một phạm vi giải quyết tới những địa chỉ nhiều sắc thái.
Sự đơn giản hoa khuôn dạng đầu mục (Header): Header 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
header mở rộng được đặt phía sau của IPv6 header. Khuôn dạng header
mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại các ruoter.
Tiến bộ hỗ trợ cho những mở rộng và những tuỳ chọn: Thay đổi
trong cách mà những tuỳ chọn đầu mục IP được mã hoá kể cả hiệu quả hơn
đẩy tới ít hơn những giới hạn về khó khăn trên những tuỳ chọn mới trong
tương lai.
Khả năng ghi nhãn luồng: Một khả năng mới được thêm để cho phép
sự ghi nhãn của những gói thuộc về tới giao thông “chảy” đặc biệt cho
người gửi nào những yêu cầu đặc biết điều khiển, như không mặc định chất
lượng của dịch vụ hoặc “ thời gian thực “ dịch vụ.
Những khả năng chứng thự và riêng tư: Những mở rộng để chứng
thực sự toàn vẹn dữ liệu được chỉ rõ cho IPv6.
Gi¸o viªn híng dÉn : Th.S Hµ M¹nh §µo
3
CHƯƠNG 1
Những hạn chế của IPv4 và đặc điểm của IPv6
1.1 Những hạn chế của IPv4:
- Giao thức tầng mạng trong bộ giao thức TCP/IP hiện tại đang là
IPv4 (Internet- working protocol verision 4). IPv4 cung cấp truyền thông
host-to-host giữa những hệ thống trên Internet. Mặc dù IPv4 được thiết kế
khá tốt, sự thông đại thông tin đã tiến triển từ lúc khởi đầu IPv4 vào những
năm 1970, nhưng IPv4 có những sự thiếu hụt khiến cho nó không đồng bộ
cho sự phát triển nhanh của Internet, gồm những thứ sau:
+ IPv4 có 2 level cấu trúc địa chỉ (netid và hostid) phân nhóm vào 5
lớp (A, B, C, D và E). Sự sử dụng những ô địa chỉ là không hiệu quả. Ví dụ
như khi cos một tổ chức được cấp cho 1 địa chỉ lớp A, 16 triệu địa chỉ từ ô
địa chỉ được phân phối duy nhất cho tổ chức sử dụng. Nếu 1 tổ chức được
cấp cho 1 địa chỉ lớp C, mặt khác chỉ có 256 địa chỉ được phân phối cho tổ
chức, đây không phải là một số đủ. Cũng vậy, nhiều triệu địa chỉ bị lãng
phí trong nhóm D và E. Phương thức phân địa chỉ này đã dùng hết những ô
địa chỉ của IPv4, và mau chóng sẽ không còn địa chỉ nào còn để cấp cho
bất kỳ một hệ thống mới nào muốn kết nối vào Internet. Mặc dù sách lược
subnet và supernet đã giảm bớt những vấn đề về địa chỉ, nhưng subnet và
suprnet đã làm cho đường truyền trở lên khó khăn hơn.
+ Internet phải thích nghi được với sự chuyển giao audio và video
thời gian thực. Loại chuyển giao này yêu cầu những sách lược trì hoãn ít
nhất và sự đặt trước của tài nguyên không được cung cấp trong thiết kế.
+ Internet phải thích nghi được với sự mã hoá và sự chứng nhận của
dữ liệu cho một số ứng dụng. Không một sự mã hoá và sự chứng nhận nào
được cung cấp trong IPv4.
- Để khắc phục thiếu sót trên IPv6 được biết đến như là IPng (Internet
working Protocol, next generation), được đề xướng và nay là một chuẩn.
1.2 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
Gi¸o viªn híng dÉn : Th.S Hµ M¹nh §µo
4
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:
1.2.1 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.
1.2.2 Địa chỉ phân cấp, hạ tầng định tuyến hiệu quả
Các địa chỉ toàn cục của Ipv6 được thiết kế để tạo ra một hạ tầng
định tuyến hiệu qủa, phân cấp và có thể tổng quát hoá 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.
1.2.3 Khuôn dạng header đơn giản hoá
- Header 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 header mở rộng được đặt phía sau của IPv6 header.
Khuôn dạng header mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại các
router.
1.2.4 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 stateless (không có server DHCP). Với tự cấu hình địa chỉ dạng
stateless, 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 router cục bộ. Thậm trí nếu không có router, 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.
1.2.5 Khả năng xác thực và bảo mật an ninh
Tích hợp sẵn trong thiết kế IPv6 giúp triển khai dễ dàng đảm bảo sự
tương tác lẫn nhau giữa các nút mạng.
Gi¸o viªn híng dÉn : Th.S Hµ M¹nh §µo
5
1.2.6 Hỗ trợ tốt hơn về chất lượng dịch vụ QoS
Lưu thông trên mạng được phân thành các luồng cho phép sử lý mức
ưu tiên khác nhau tại các router.
1.2.7 Hỗ trợ tôt hơn tính năng di động
Khả năng di động MobileIP tận dụng được các ưu điểm của IPv6 so
với IPv4.
1.2.8 Khả năng mở rộng
Thiết kế của IPv6 có dự phòng cho sự phát triển trong tương lai đồng
thời dễ dàng mở rộng khi có nhu cầu.
1.3 Cấu trúc địa chỉ IPv6
1.3.1 Địa chỉ IPv6
Một địa chỉ gồm có 16 byte, đó là 128 bít độ dài. Kiểu ký hiệu dấu 2
chấm trong hệ đếm 16 ( Hexadecimal Colon Notation):
Để làm cho những địa chỉ trở nên có thể đọc được nhiều hơn, IPv6
trình bầy rõ trong kiểu ký hiệu dấu 2 chấm trong hệ đếm 16. Trong kiểu ký
hiệu này, 128 bít được chia thàng 8 phần, mỗi phần rộng 2 byte. 2 byte
trong kiểu ký hiệ hệ đếm 16 yêu cầu 4 chữ số trong hệ đếm 16 này. Vì thế
cho nên địa chỉ gồm có 32chữ số trong hệ đếm 16 với mỗi 4 chữ số một lại
có một dấu : chấm(Hình1)
128 bít= 16 bytes= 32chữ số trong hệ đếm 16
FDEC : : 7654 3210 ADBF 2922 FFFF
111111101111101100…………………………..111111111111
Hình 1: Địa chỉ IP phiên bản 6 ( IPv6 Address)
*Su 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.
Thí dụ: 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A