1. IPv6 là gì?
Năm 1981, các máy tính chỉ có quyền truy cập Internet hầu hết là các tổ chức nghiên cứu quân sự. Trong môi trường làm việc 8-bit, không gian địa chỉ 32-bit được cung cấp bởi phiên bản Internet Protocol 4 (IPv4) dường như không có giới hạn, cho phép các thiết bị có thể kết nối đến gần 4 tỷ địa chỉ khác nhau. Sau gần 30 năm với hàng triệu người dùng Internet, con số địa chỉ đã có thể đạt đến gần 4 tỷ, chuẩn bị vượt quá giới hạn của IPv4, và theo lý thuyết thì các thiết bị sẽ không thể tiếp tục kết nối Internet được nữa.
Một loạt các sáng tạo mặc dù chưa được chuẩn hợp phá, các bản sửa lỗi cho không gian địa chỉ hạn chế đã ra mắt. Một số hãng Internet lớn đang bắt đầu để ẩn mạng lưới lớn đằng sau một số ít địa chỉ IP công cộng bằng các sử dụng đề án Network Address Translation (NAT) và được người dùng cũng như các doanh nghiệp nhỏ áp dụng. Các làm này có thể giúp các thiết bị có thể truy cập Internet được nhiều hơn, nhưng tính phức tạp của nó có thể làm ảnh hưởng đến hiệu suất mạng. Đặc biệt hơn đối với các nước đang phát triển, các “chợ đen” đã tiến hành đấu giá các khối địa chỉ IP nhằm cung cấp giải pháp làm việc tốt nhất cho người dùng nhưng không đảm bảo lắm.
Định dạng Internet IPv4 bao gồm một dãy số với 4 mã, chẳng hạn như 70.42.185.10. Đây là địa chỉ được chuyển đổi từ các URL, chẳng hạn như trang www.pcworld.com được chuyển đổi thành số địa chỉ IP của hệ thống tên miền (DNS) server. Một URL duy nhất có thể được gắn với nhiều địa chỉ IP, hoặc nhiều địa chỉ URL có thể trỏ đến một địa chỉ duy nhất.
Năm 1998, Tổng công ty Internet cho tên miền và số (ICANN) đã phê duyệt IPv6. Nó thay đổi đến một không gian địa chỉ IP 128-bit, có nghĩa là nó có thể tăng lên gấp 340 lần, có thể cung cấp hàng tỷ địa chỉ cho mỗi người truy cập. Không gian mở rộng này là rất quan trọng cho sự phát triển của Internet.
2. Lợi ích của IPv6
- Không gian địa chỉ lớn hơn và dễ dàng quản lý không gian địa chỉ.
- Khôi phục lại nguyên lý kết nối đầu cuối-đầu cuối của Internet và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT
- Quản trị TCP/IP dễ dàng hơn: DHCP được sử dụng trong IPv4 nhằm giảm cấu hình thủ công TCP/IP cho host. IPv6 được thiết kế với khả năng tự động cấu hình mà không cần sử dụng máy chủ DHCP, hỗ trợ hơn nữa trong việc giảm cấu hình thủ công.
- Cấu trúc định tuyến tốt hơn: Định tuyến IPv6 được thiết kế hoàn toàn phân cấp.
- Hỗ trợ tốt hơn Multicast: Multicast là một tùy chọn của địa chỉ IPv4, tuy nhiên khả năng hỗ trợ và tính phổ dụng chưa cao.
- Hỗ trợ bảo mật tốt hơn: IPv4 được thiết kế tại thời điểm chỉ có các mạng nhỏ, biết rõ nhau kết nối với nhau. Do vậy bảo mật chưa phải là một vấn đề được quan tâm. Song hiện nay, bảo mật mạng internet trở thành một vấn đề rất lớn, là mối quan tâm hàng đầu.
- Hỗ trợ tốt hơn cho di động: Thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm về thiết bị IP di động. Trong thế hệ mạng mới, dạng thiết bị này ngày càng phát triển, đòi hỏi cấu trúc giao thức Internet có sự hỗ trợ tốt hơn.
3. Biểu diễn địa chỉ IPv6
3.1. Biểu diễn của địa chỉ
Địa chỉ IPv6 dài 128 bit, được chia làm 8 nhóm, mỗi nhóm gồm 16 bit, được ngăn cách với nhau bằng dấu hai chấm “:”. Mỗi nhóm được biểu diễn bằng 4 số hexa.
Ví dụ: FEDC:BA98:768A:0C98:FEBA:CB87:7678:1111
1080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F
Những địa chỉ này lớn, khả năng cung cấp địa chỉ cho nhiều node và cung cấp cấu trúc phân cấp linh hoạt, nhưng nó không dễ để viết ra. Vì vậy cần có 1 số nguyên tắc để nhằm rút ngắn lại cách biểu diễn địa chỉ IPv6. Sau đây là các quy tắc để rút gọn IPv6:
– Cho phép bỏ các số 0 nằm trước mỗi nhóm (octet).
– Thay bằng số 0 cho nhóm có toàn số 0.
– Thay bằng dấu “::” cho các nhóm liên tiếp nhau có toàn số 0.
Ví dụ về nén địa chỉ IPv6:
Cho một địa chỉ: 1080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F
Dựa theo các quy tắc đã nêu trên, có thể nén địa chỉ IP trên như sau: 1080::70:0:989:CB45:345F hoặc 1080:0:0:70::989: CB45:345F
Chú ý: Dấu “::” chỉ sử dụng đƣợc 1 lần trong toàn bộ địa chỉ IPv6 (nhiều dấu “::” có thể gây ra sự nhầm lẫn hoặc không thể biết đúng vị trí của các octet trong địa chỉ IPv6).
3.2. Biểu diễn của Address Prefixes
Prefix của địa chỉ IPv6 được biểu diễn tương tự với kí hiệu IPv4 CIDR. IPv6 prefix được biểu diễn như sau: IPv6-address/ prefix-length
Trong đó:
IPv6-address là bất kì địa chỉ có giá trị, Prefix-length là số bit liền kề nhau được bao gồm trong prefix.
Ví dụ: Sau đây là quy tắc biểu diễn cho 56 bit prefix 200F00000000AB:
200F::AB00:0:0:0:0/56
200F:0:0:AB00::/56
Chú ý với địa chỉ IPv6, kí hiệu “::” được sử dụng 1 lần duy nhất trong mỗi sự biểu diễn.
Theo sau là các cách biểu diễn sai của 56 bit prefix:
200F:0:0:AB/56
200F::AB00/56
200F::AB/56
Cách biểu diễn đầu tiên là không hợp lệ bởi vì các số 0 theo sau trong vòng một trường 16-bit (AB00) bị mất, và địa chỉ không đủ chiều dài hợp lệ. Địa chỉ IPv6 trên bên trái của dấu gạch chéo “/” phải là một địa chỉ IPv6 có chiều dài đầy đủ hoặc được nén hợp lệ. Cách biểu diễn thứ hai và thứ ba là địa chỉ IPv6 được nén hợp lệ nhưng nó không giãn ra thành địa chỉ chính xác. Thay vì 200F:0000:0000:AB00:0000:0000:0000:0000 nó sẽ giãn thành 200F:0000:0000:0000:0000:0000:0000:AB00 và 200F:0000: 0000:0000:0000:0000:0000:00AB, tương ứng.
4. Phân loại địa chỉ IPv6
Một địa chỉ IPv6 có thể được phân thành 1 trong 3 loại:
– Unicast
Một địa chỉ unicast được định nghĩa duy nhất trên một cổng của một node IPv6. Một gói tin được gởi đến một địa chỉ unicast được đưa đến cổng được định nghĩa bởi địa chỉ đó.
– Multicast
Một địa chỉ multicast định nghĩa một nhóm các cổng IPv6. Một gói tin gởi đến địa chỉ multicast được xử lý bởi tất cả những thành viên của nhóm multicast.
– Anycast
Một địa chỉ anycast được đăng kí cho nhiều cổng (trên nhiều node). Một gói tin được gởi đến một địa chỉ anycast là được chuyển đến chỉ một trong số các cổng này, thường là gần nhất.
Global Routing Prefixes
Bảng sau đây đưa ra các prefix được gán hiện tại của tiền tố dành riêng và địa chỉ đặc biệt, ví dụ như địa chỉ Link-local hoặc địa chỉ multicast. Phần chính của không gian địa chỉ (hơn 80%) không được gán, để chỗ cho những đăng kí trong tương lai.
Liệt kê các prefix được đăng kí
