Nghiên cứu IPv4 và IPv6

Chia sẻ: Vo Kiem | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

959
lượt xem 417
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu IPv4 và IPv6

Nghiên cứu IPv4 và IPv6 .
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. 1
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 2
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: 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 3
Tích hợp sẵn trong thiết kế IPv6 giúp triển khai dễ dàng đảm bảo sự tương tác lẫn nhau giữa các nút mạng. 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 111111101111101100…………………………..111111111111 FDEC : : 7654 3210 ADBF 2922 FFFF Hình 1: Địa chỉ IP phiên bản 6 ( IPv6 Address) *Su rút gọn: 4
+ 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 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. Chưa rút gọn 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A Đã rút gọn 1080: 0: 0: 0: 8: 800:200C:417A Hình 2 : Sự rút gọn địa chỉ (Abbreviated Address) Hơn nữa ta có thể sử dụng ký hiệu :: để chỉ một chuỗi các số 0. Tuy nhiên ký hiệu trên chỉ được sử dụng một lần trong một địa chỉ. Địa chỉ IP có độ dài cố định, ta có thể tính được số các bit 0 mà ký hiệu đó biểu diễn. Ta có thể áp dụng ở đầu hay ở cuối địa chỉ. Cách viết này đặc biệt có lợi khi biểu diễn các địa chỉ multicast, loopback hay các điạ chỉ chưa chỉ định. Chưa rút gọn 1080: 0: 0: 0: 8: 800:200C:417A Đã rút gọn 1080::8:800:200C:417A Hình 3: Sự rút gọn địa chỉ có số 0 liên tiếp (Abbreviated Address with consecutive zeros) 5
Việc khôi phục lại sự rút gọn địa chỉ là rất đơn giản: thêm số 0 vào cho đến khi nhận được địa chỉ nguyên bản (4 chữ số trong 1 phần , 32 chữ số trong một địa chỉ) IPv6 cho phép giảm lớn địa chỉ và được biểu diễn theo ký pháp CIDR. Ví dụ: Biểu diễn mạng con có độ dài tiền tố 80 bít: 1080:0:0:0:8::/80 Hình 4 : Địa chỉ CIDR ( CIDR Address) 1.3.2 Không gian địa chỉ Không gian địa chỉ có độ dài lớn hơn IPv4( 128 bít so với 32 bít) do đó cung cấp không gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều. Trong khi không gian địa chỉ 32 bít của IPv4 cho phép khoảng 4 tỉ địa chỉ, không gian địa chỉ IPv6 có 23 thể có khoảng 6.5*10 địa chỉ trên mỗi mét vuông bề mặt trái đất. Địa chỉ IPv6 128 bít được chia thành các miền phân cấp theo trật tự trên Internet. Nó tạo ra nhiều mức phân cấp và linh hoạt trong địa chỉ hoá và định tuyến hiện không có trong IPv4. Không gian địa chỉ có nhiều mục đích khác nhau. Người ta thiết kế địa chỉ IP đã chia không gian địa chỉ thành 2 phần, với phần đầu được gọi là kiểu tiền tố. Phần giá trị tiền tố này cho bíêt mục đích của địa chỉ. Những mã số được thiết kế sao cho không có mã số nào giống phần đầu của bất kỳ mã số nào khác. Do đó không có sự nhập nhằng khi một địa chỉ được trao kiểu tiền tố có thể dẽ dàng xác định được. Hình 5 cho chúng ta thấy dạng của địa chỉ IPv6: 128 bít Biến Biến Kiểu tiền tố Phần cón lại của địa chỉ 6
Hình 5 : Cấu trúc địa chỉ ( Address Structure) Không gian IPv6 được chia trên cơ sở các bít đầu trong địa chỉ. Trường có độ dài thay đổi bao gồm các bít đầu tiên trong địa chỉ gọi là Tiền tố định dạng ( Format Prefix) FP. Cơ chế phân bổ địa chỉ như sau: Phân bố Tiền tồ định dạng Tỷ lệ trong không gian địa chỉ Dự phòng 0000 0000 1/256 Dự phòng 0000 0001 1/256 Dự phòng cho địa chỉ NSAP 0000 001 1/128 Dự phòng cho địa chỉ IPX 0000 010 1/128 Chưa cấp phát 0000 011 1/128 Chưa cấp phát 0000 1 1/32 Chưa cấp phát 0001 1/16 Địa chỉ dựa trên vị trí địa lý ( 001 1/8 Hiện đã loại bỏ) Chưa cấp phát 101 1/8 Chưa cấp phát 110 1/8 Chưa cấp phát 1110 1/16 Chưa cấp phát 1111 0 1/32 Chưa cấp phát 1111 10 1/64 Chưa cấp phát 1111 110 1/128 Chưa cấp phát 1111 1110 0 1/512 Địa chỉ liên kết cục bộ 1111 1110 10 1/1024 Địa chỉ site cục bộ 1111 1110 11 1/1024 Địa chỉ multicast 1111 1111 1/256 Hình 6 : Cơ chế phân bổ địa chỉ 7
1.3.3 Cấp phát địa chỉ IPv6 1.3.3.1 Địa chỉ unicast trên cơ sở người cung cấp Địa chỉ trên cơ sở người cung cấp được sử dụng chung bởi 1 host bình thường như 1 địa chỉ unicast. Định dạng địa chỉ được diễn tả như sau: 128 bits 8 bits Provider Subscriber Subnet Node Indentifler Indentifler Indentifler Indentifler 0000 Cố định 010 Registry 0001 Tạm thời 3 bits 5 bits Hình 7: Địa chỉ trên cơ sở người cung cấp (Provider-based Address) Những trường cho địa chỉ người dùng trên cơ sở cung cấp như sau : + Chứng thực kiểu (Type indentifier): Trường 3 bít này định nghĩa những địa chỉ như là 1 địa chỉ trên cơ sở người cung cấp. + Chứng thực đăng ký (Registry indentifier) : Trường 5 bít này trình bày chi nhánh đã đăng ký địa chỉ. Hiện thời thì có 3 trung tâm địa chỉ được định nghĩa: RIPE- NCC (mã 01000): Tại Châu Âu. INTERNIC (mã 11000): Tại Bắc Mỹ. APNIC (mã 10100): Tại Châu á - Thái Bình Dương + Chứng thực hà cung cấp (Provider indentifier): Trường độ dài tuỳ biến này xác nhận nhà cung cấp (provider) cho truy cập Internet 16 bit độ dài là khuyến cáo đối với trường này. + Chứng thực thuê bao (Subscriber indentifier): Khi một tổ chức đặt mua Internet dài hạn thông qua 1 nhà cung cấp, nó được cấp phát 1 thẻ 8
nhận dạng người đặt mua (Subscriber indentification). 24 bít độ dài là khuyến cáo đối với trường này. + Chứng thực Subnet (Subnet indentifier): Mỗi subscriber có thể có nhiều subnetwork khác nhau, và mỗi network có thể có nhiều chứng thực. Chứng thực. Chứng thực subnet định nghĩa một network cụ thể dưới khu vực của subscriber. 32 bít độ dài là khuyến cáo đối với trường này. + Chứng thực None (None indentifier): trường cuối cùng định nghĩa nhận dạng giao điểm kết nối tới subnet. Độ dài 8 bít là khuyến cáo với trường này để làm nó thích hợp với địa chỉ link 48 bít (Vật lý) được sử dụng bởi Ethernet. Trong tương lai địa chỉ link này có lẽ sẽ giống địa chỉ vật lý node. Chúng ta có thể nghĩ về một điạ chỉ cung cấp trung tâm như 1 đẳng cấp chứng thự có một số tiền tố. Như những gì thấy ở hình 8, mỗi tiền tố định nghĩa một cấp bậc của hệ thống. Kiểu tiền tố định nghĩa kiểu, tiền tố định nghiã 1 cách duy nhất về nhà cung cấp bậc đăng ký, tiền tố nhà cung cấp định nghĩa 1 cách duy nhất về nhà cung cấp, tiền tố subnet định nghĩa 1 cách duy nhất về subscriber, và tiền tố subnet định nghĩa 1 cách duy nhất về subnet. Subnet Subscriber Provider Provider Subscriber Subnet Node Indentifier indentifier Indentifier indentifier Hình 8 : Hệ thống địa chỉ (Address Hierarchy) 1.3.3.2 Địa chỉ dự trữ (Reserved Address): Những địa chỉ mà sử dụng tiền tố dự trữ (0000 0000) sẽ được thảo luận một cách ngắn gọn tại đây. + Địa chỉ không xác định (Unspecified Address): Đây là một địa chỉ mà phần không phải tiền tố chỉ chứa chữ số 0. Nói một cách khác phần còn lại của địa chỉ gồm toàn zero. Địa chỉ này được sử dụng khi host không 9
hiểu được địa chỉ của chính nó và gửi 1 câu hỏi thăm để tìm địa chỉ của nó. Tuy nhiên trong câu hỏi thăm phải định nghĩa 1 địa chỉ nguồn. Địa chỉ không xác định có thể được sử dụng cho mục đích này. Chú ý là địa chỉ không thể được sử dụng làm địa chỉ đích. Địa chỉ này được trình bày trong hình sau : 8 bít 120 bit 00000000 Tất cả toàn bít 0 Hình 9 : Địa chỉ không rõ (Unspecified Address) + Địa chỉ vòng ngược (Loopback Address): Đây là một địa chỉ được sử dụng bởi 1 host để kiểm tr nó mà không cần vào mạng. Trong trường hợp này 1 thông điệp được tạo ra ở tầng ứng dụng nó gửi tới tầng chuyển tải và đi qua tầng mạng. Tuy nhiên thay vì đi đến mạng vật lý nó trở lại tầng chuyển tải và đi qua tầng ứng dụng. Địa chỉ này rất hữu dụng cho việc kiểm tra những gói phần mềm chức năng trong tầng này trước khi thậm chí cả việc kết nối máy tính vào mạng. Địa chỉ được mô tả trong hình dưới đây gồm có tiền tố 0000 0000 và theo sau là 119 bit 0 và 1 bit 1. 8 bít 120 bit 00000000 000000000000………….00000000000001 Hình 10 : Địa chỉ vòng ngược ( Loopback Address) + Địa chỉ IPv4: Những gì chúng ta thấy được trong suốt quá trình chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 và IPv6, host có thể sử dụng địa chỉ IPv4 của nó đã được nhúng vào địa chỉ IPv6. Có 2 định dạng địa chỉ được thiết kế cho mục đích này: thích ứng ( compatible) và hoạ đồ (mapped) + Địa chỉ thức ứng ( Compatile Address): Là một địa chỉ của 96 bit 0 theo sau 32 bit của địa chỉ IPv4. Địa chỉ này được sử dụng khi 1 máy tính sử dụng IPv6 muốn gửi một thông điệp sang 1 máy tính sử dụng IPv6. Tuy nhiên gói tin phải đi qua một miền mà ở đó mạng vẫn sử dụng IPv4. 10
Người gửi sử dụng địa chỉ thích ứng IPv4 để làm cho thuận tiện việc chuyển gói tin qua miền sử dụng IPv4. Thí dụ: Địa chỉ IPv4 là 2.13.17.14 (định dạng dấu chấm trong hệ đếm 10) được chuyển thành 0::020D:110E (định dạng dấu 2 chấm trong hệ đếm 16). Địa chỉ IPv4 được thêm 96 bít 0 để tạo ra địa chỉ IPv6 128 bít. 8 bít 88 bít 32 bít 00000000 Tất cả toàn bít 0 Địa chỉ IPv4 a. Địa chỉ thích ứng Địa chỉ IPv6 Địa chỉ IPv4 0::020D:110E 2.13.17.14 b. Chuyển đổi địa chỉ Hình 11: Địa chỉ tuong ứng ( Compatible Address) Địa chỉ anh xa (Mapped Address): Gồm 80 bít o theo sau là 16 bít 1 sau nữa là 32 bít của địa chỉ IPv4. Địa chỉ này được sử dụng khi 1 máy tính vẫn sử dụng IPv4. Gói tin du lịch phần lớn qua mạng IPv6 nhưng sau hết được chuyển tới 1 host sử dụng IPv4. Địa chỉ IPv4 được thêm 16 bít 1 và 80 bít 0 để tạo địa chỉ IPv6 128 bít. 11
8 bít 72 bít 16 bit 32 bít 00000000 Tất cả bít 0 Tất cả bít 1 Địa chỉ IPv4 a.Địa chỉ anh xa Địa chỉ IPv6 Địa chỉ IPv4 0::020D:110E 2.13.17.14 b. Chuyển đổi địa chỉ Hình 12: Địa chỉ anh xa (Mapped Address) Một điều thú vị về địa chỉ thích ứng và địa chỉ hoạ đồ là chúng được thiết kế bằng một cách mà khi tính toán checksum chúng ta có thể sử dụng hoặc địa chỉ nhúng hoặc địa chỉ đầy đủ vì những bít 0 hoặc bít 1 thêm vào là bội của 16, không có bất kỳ một tác động nào lên việc tính toán checksum. Địa chỉ này quan trọng vì nếu địa chỉ của gói tin được chuyển tư IPv6 sang IPv4 bởi router, việc tính toán checksum sẽ không được tính toán. 1.3.3.3 Địa chỉ cục bộ ( Local Address) Nhũng địa chỉ mà sử dụng tiền tố dự trữ (1111 1110) sẽ được thảo kuận một cách ngắn gọn tại đây. + Địa chỉ link cục bộ ( Link local Address): Những địa chỉ này được sử dụng khi 1 mạng LAN muốn sử dụng giao thức Internet nhưng không kết nói Internet vì lý do an ninh. Kiểu địa chỉ này sử dụng tiền tố 1111 1110 10. Đại chỉ link cục bộ đựơc sử dụng trong mạng đôc lập và không có ảnh hưởng chung nào. Không ai ở ngoài mạng độc lập này có thể gửi thông điệp đến những máy tính gia nhập 1 mạng sử dụng những địa chỉ này. 10 bít 70 bít 48 bít 11111111010 Tất cả bít 0 Địa chỉ Node 12
Hình 13 : Địa chỉ link cục bộ ( Link local Address) + Địa chỉ site cục bộ (Site Local Address): Những địa chỉ này được sử dụng nếu như 1 site có một số mạng sử dụng giao thức Internet nhưng không kết nối Internet vì những lý do an ninh. Kiểu địa chỉ này sử dụng tiền tố 1111 1110 11. Địa chỉ site cục bộ được sử dụng trong mạng độc lập và không có ảnh hưởng chung nào. Không ai ở ngoài mạng độc lập này có thể gửi thông điệp đến máy tính gia nhập mạng sử dụng những địa chỉ này. 10 bít 38 bít 32 bít 48 bít 11111111010 Tất cả bít 0 Địa chỉ Subnet Địa chỉ Node Hình 14 : Địa chỉ site cục bộ ( Site Local Address) 1.3.3.4 Địa chỉ Multicast - Địa chỉ multicast được sử dụng để định nghĩa cho một nhóm các host thay vì chỉ 1. Tất cả đều sử dụng tiền tố 1111 1111 trong trường đầu tiên. Trường thứ hai là cờ (flag) định nghĩa 1 nhóm địa chỉ hoặc cố định hoặc tạm thời. Một nhóm địa chỉ cố định được định nghĩa bởi nhà cầm quyền Internet và có thể truy cập bất cứ lúc nào. Một nhóm địa chỉ tạm thời, nói một cách khác được sử dụng một cách tạm thời. Hệ thống tham dự vào một hội nghị từ xa có thể sử dụng một nhóm tạm thời. Trường thứ 3 định nghĩa phạm vi hoạt động của nhóm địa chỉ. Nhiều phạm vi đã được định nghĩa. 13
8 bít 4 bít 4 bít 112 bít 11111111 Cờ Phạm vi ID nhóm 0000 Dành trước 0000 Cố định 0001 Node cục bộ 0001 Tạm thời 0010 Link cục bộ 0101 Site cục bộ 1000 tổ chức cục bộ 1110 Chung 1111 Dành tiêng Hình 15 : Địa chỉ Multicast (multicast address) 1.3.4 Định dạng gói tin trong IPv6 Gói tin trong IPv6 được thấy như trong hình dưới đây. Mỗi gói tin bao gồm một vùng header nền tảng bắt buộc theo sau bởi payload. Payload gồm có 2 phần: những vùng Header mở rộng tuỳ ý chọn và dữ liệu từ tầng cao hơn. Vùng Header nền tảng chiếm giữ 40 byte, trong khi đó những vùng Header mở rộng và dữ liệu từ tầng cao hơn chứa đến 65535 byte thông tin. 14
40 byte Có thể lên đến 65535 byte Đầu mục nền tảng Payload Đầu mục mở rộng Gói dữ liệu từ tầng cao (tuỳ ý lựa chọn) hơn Hình 16 : Định dạng gói tin IPv6 (IPv6 Data Packet Format) 1.3.4.1 Vùng nền tảng ( Base Header) Vùng header nền tảng trong hình 17 cho ta thấy nó có 8 trường, những trường này mô tả như sau: VER PRI Flow lable Vùng Header Giới hạn Độ dài Payload kế tiếp nhảy Những địa chỉ nguồn Những địa chỉ đích Những đầu mục mở rộng Payload + Gói dữ liệu từ tầng cao hơn Hình 17 : Định dạng của 1 đơn vị dữ liệu IPv6 ( Format of an IPv6 datagram) + Phiên bản (VER- version): Trường 4 bít này định nghĩa số phiên bản của IP. Với IPv6 giá trị là 6. + Quyền ưu tiên (PRI- prority): Trường 4 bít này định nghĩa sự ưu tiên của những gói tin đối với sự tắc nghẽn giao thông. 15
+ Nhãn lưu lượng (Flow lable): Nhãn lưu lượng là một trường 3 byte – 24 bit được thiết kế để cung cấp sự điều khiển đặc biệt đối với những lưu lượng đặc biệt của dữ liệu. + Độ dài Payload (Payload Length): Trường độ dài Payload 2 byte này được định nghĩa độ dài tổng cộng của đơn vị dữ liệu IP trừ vùng Header nền tảng. + Vùng Header kế tiếp (Next Header): Vùng Header kế tiếp là 1 trường 8 bít định nghĩa 1 đầu mục mà theo sau vùng Header nền tảng trong đơn vị dữ liệu. Vùng header kế tiếp là 1 trong những vùng mở rộng tuỳ ý lựa chọn được sử dụng bởi IP hoặc vùng Header cho 1 giao thức tầng cao hơn như UDP hay TCP. Mỗi vùng Header mở rộng lại có chứa trường này. Bảng sau cho chúng ta thấy những giá trị của vùng Header kế tiếp. Mã số Vùng Header kế tiếp 0 Tuỳ chọn nhảy từng bước một 2 ICMP 6 TCP 17 UDP 43 Routing nguồn 44 Sự phân miếng 50 Payload bảo mật mã hoá 51 Sự chứng thực 59 Trống ( Không vùng Header kế tiếp) 60 Tuỳ chọn đích Giới hạn nhảy ( Hot Limit): Trường giới hạn nhảy 8 bít này phục vụ cho mục đích tương tự trường TTL trong IPv4. Địa chỉ nguồn ( Source Address): Trường địa chỉ nguồn là 1 điạ chỉ Internet 16 byte (128 bit) mà xác minh nguồn bản gốc của đơn vị dữ liệu Địa chỉ đích ( Destination Address): Trường địa chỉ đích là 1 địa chỉ Internet 16 byte ( 128 bit) mà thường xác minh đích cuối cùng của đơn vị dữ liệu. Tuy nhiên nếu router nguồn được sử dụng thì trường này sẽ chứa địa chỉ của router kế tiếp. + Quyền ưu tiên (Priority): Trường quyền ưu tiên của gói tin IPv6 định nghĩa quyền ưu tiên của từng gói tin có quan hệ với những gói tin khác trong cùng 1 nguồn. Ví dụ khi 1 trong 2 đơn vị dữ liệu liên tiếp phải bị loại bỏ đi vì chật chội, đơn vị dữ liệu có quyền ưu tiên nhỏ hơn sẽ bị loại bỏ. IPv6 chia giao thông (traffic) làm 2 loại: điều khiển tắc nghẽn (congestion- controlled) và điều khiển không tắc nghẽn (nocongestion- controlled). 16
Giao thông điều khiển tắc nghẽn ( congestion- controlled traffic): Nếu 1 nguồn tự điều chỉnh giao thông chậm lại khi có tắc nghẽn, giao thông sẽ gán cho giao thông điều khiển tắc nghẽn. Ví dụ như giao thức TCP sử dụng giao thức cửa sổ trượt (Sliding window protocol), có thể dễ dàng đáp ứng giao thông. Trong giao thông điều khiển tắc nghẽn nó được hiểu là những gói tin có thể đến chậm hoặc thậm chí mất hoặc được nhận ngoài yêu cầu. Dữ liệu điều khiển tắc nghẽn được cấp phát quyền ưu tiên từ 0 đến 7 được thể hiện ở bảng sau: Quyền ưu tiên Mô tả 0 Không có giao thông cụ thể 1 Dữ liệu nền 2 Giao thông dữ liệu không được quan tâm 3 Dự trữ 4 Giao thông dữ liệu tham dự khối lới 5 Dự trữ 6 Giao thông tương giao 7 Giao thông điều khiển Có thể mô tả quyền ưu tiên như sau: Không có giao thông cụ thể ( No specific traffic): quyền ưu tiên 0 được cấp phát cho gói tin khi tiến trình không định nghĩa 1 ưu tiên nào. Dữ liệu nền (Background data): nhóm này (quyền ưu tiên 1) định nghĩa dữl iệu thường xuyên được nhận ở nền. Sự nhận tin tức là 1 ví dụ. Giao thông dữ liệu không được quan tâm (unattended data tranffic): Nếu người sử dụng đang không đợi dữ liệu sẽ được nhận, gói tin sẽ được quyền ưu tiên 2. Email thuộc nhóm này. Một người sử dụng gửi email cho người sử dụng khác, nhưng người nhận không biết email đó sẽ đến sớm. Thêm vào email thường được lưu trữ trước khi được gửi đi. Giao thông dữ liệu tham dự khối lớn ( Attended bulk data tranffi): Giao thức mà chuyển phần lớn dữ liệu khi người sử dụng đang đợi nhận dữ liệu (có thể trì hoãn) được quyền ưu tiên 4. FTP và HTTP thuộc nhóm này. Giao thông tương dao (Interactive tranffic): Giao thức dạng như TELNET cần sự tương giao với người sử dụng cấp sự tương giao với người sử dụng được cấp ưu tiên cao thứ 2 (6) trong nhóm. Giao thông điều khiển (Control traffic): Giao thông diều khiển được quyền ưu tiên cao nhất (7) trong loại này. Giao thức routing như OSPF và RIP và giao thức quản trị SNMP sử dụng quyền ưu tiên này. Giao thông điều khiển không tắc nghẽn ( Noncongestion- controlled tranffic): Kiểu này gán cho kiểu giao thông mà chờ đợi một sự hãon lại nhỏ nhất. Loại bỏ gói tin không phải là tốt. Sự chuyển giao lại 17
trong hầu hết tình huống là có thể hti hành được. Nói 1 cách khác nguồn không sửa lại nó thích nghi với sự tắc nghẽn. Audio và video thời gian thực là những ví dụ điển hình cho dạng giao thông này. Quyền ưu tiên từ 8 đến 15 được cấp phát cho giao thông điều khiển không tắc nghẽn. Mặc dù ở đây không có bát kỳ một sự cấp phát chuẩn đặc biệt nào cho loại dữ liệu này, quyền ưu tiên thường được cấp phát dự vào số lượng cảu dữ liệu nhận có thể bị tác động bởi việc loại bỏ gói tin. Dữ liệu chứa ít sự rườm rà (như audio và video chất lượng thấp) có thể được đưa 1 quyền ưu tiên cao hơn (15). Dữ liệu chứa nhiều sự rườm rà (như video và audio chất lượng cao) có thể bị đưa 1 quyền ưu tiên thấp hơn (8). Quyền ưu tiên Mô tả 8 Dữ liệu với nhiều sự rườm rà nhất . . . 15 Dữ liệu với ít sự rườm rà nhất + Nhãn lưu lượng ( Flow Lable): Một dãy các gói tin được gửi từ 1 nguồn riêng đến đích riêng, cần sự điều khiển đặc biệt từ router gọi là lưu lượng của những gói tin. Sự kết hợp của địa chỉ nguồn và giá trị của nhãn lưu lượng định nghĩa 1 cách duy nhất 1 lưu lượng của những gói tin. Đối vơ router 1 lưu lượng là 1 dãy các gói tin chia sẻ cùng đặc tính như là việc di chuyển cùng 1 đường, sử dụng cùng một nguồn, có cùng kiểu an toàn vv… Một router mà hỗ trợ sự điều khiển của nhãn lưu lượng có 1 bảng nhãn lưu lượng. Bảng này có 1 mục vào cho mỗi nhãn lưu lượng hoạt động, mỗi mục định nghĩa 1 dịch vụ được yêu cầu bởi nhãn lưu lượng tương ứng. Khi router nhận được 1 gói tin nó tra cứu bảng nhãn lưu lượng của nó để tìm mục vào tương ứng cho giá trị nhãn lưu lượng được định nghĩa trong gói tin. Sau đó nó cung cấp cho gói tin những dịch vụ đã đề cập trong mục vào. Tuy nhiên chú ý là nhãn lưu lượng tự nó không cung cấp thông tin cho những mục vào của bảng nhãn lưu lượng, thông tin được cung cấp bởi những thứ khác như là tuỳ chọn nhảy từng bước một hay những giao thức khác. Trong hình thức đơn giản nhất của nó, 1 nhãn lưu lượng có thể được sử dụng để tăng tốc 1 tiến trình của 1 gói tin bởi 1 router. Khi router nhận được gói tin thay vì xem bảng tìm đường và đi đến thuật toán tìm đường để định nghĩa địa chỉ cảu bước nhảy kế tiếp, nó có thể dễ dàng được nhìn thấy trong 1 bảng nhãn lưu lượng cho bước nhảy kế tiếp. 18
Trong hình thức rắc rối hơn của nó 1 nhãn lưu lượng có thể được sử dụng để hỗ trợ quá trình chuyển giao audio và video thời gian thực. Audio và video thời gian thực một cách đặc biệt trong hình thức kĩ thuật số đòi hỏi những nguồn như băng thông rộng, buffer lớn, thời gian tiến trình dài vv… Một tiến trình có thể đặt trước chỗ cho những nguồn này trước để đảm bảo là dữ liệu thời gian thực sẽ không bị tạm hoãn do thiếu nguồn. Sự sử dụng dữ liệu thời gian thực và chỗ đặt trước của những nguồn đòi hỏi những giao thức khác như là giao thức thời gian thực ( Real- Time Protocol- RTP) hay giao thức đặt trước nguồn (Resource Reservation Protocol- RRP) trong bổ sung của IPv6. Để cho phép những hiệu quả sử dụng của nhãn lưu lượng 3 điều luật được đưa ra : Nhãn lưu lượng được cấp phát cho 1 gói tin bởi 1 host gốc. Nhãn là một số bất kì từ 1 đến 2 24 -1. Nó sẽ không sử dụng lại một nhãn lưu lượng cho 1 lưu lượng mới khi lượng dang tồn tại vẫn hoạt động. Nếu như 1 host không hỗ trợ nhãn lưu lượng, nó sẽ đặt trường này là 0. Nếu như 1 router không hỗ trợ nhãn lưu lượng, nó đơn giản sẽ phớt lờ đi . Tất cả những gói tin thuộc cùng 1 lưu lượng có thể có cùng nguồn, cùng đích, cùng sự ưu tiên và cùng nhưng tuỳ chọn. 1.3.4.2 So sánh giữa vùng header của IPv4 và IPv6 Trường độ dài vùng header đã bị loại đi trong IPv6 vì độ dài vùng header đã được xử lý trong phiên bản này. Trường kiểu dịch vụ đã bị loại đi trong IPv6. Trường quyền ưu tiên và nhãn lưu lượng cùng kiểm soát chức năng của trường kiểu dịch vụ. Trường độ dài tổng cộng đã bị loại đi trong IPv6 và được thay thế bằng trường độ dài payload. Những Trường chứng thực ( identification ), Trường cờ ( flag ), và những Trường offset đã bị loại bỏ từ vùng header nền tảng trong IPv6. Chúng được đi kèm trong vùnh header mở rộng từng miếng. Trường TTL được gọi là Giới hạn nhày trong IPv6. Trường giao thức dược thay thế bởi Trường vùng header kế tiếp. Vùng header checksum bị loại đi vì checksum được cung cấp bởi giao thức của tầng cao hơn nó vì thế không cần thiết ở đây. Những Trường tuỳ chọn trong IPv4 được trang bị như những vùng header mở rộng trong IPv6. 1.3.5 Vùng header mở rông Độ dài của vùng header được bố trí 40 byte. Tuy nhiên, để đem đến nhiều chức năng hơn cho đơn vị dữ liệu IP vùng header nền tảng có thể cho 19