Tổng quan về giao thức internet phiên bản 6 (ipv6)

  • Số trang: 40 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 21 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

LUẬN VĂN TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC INTERNET PHIÊN BẢN 6 (IPV6) I>GIỚI THIỆU CHUNG Giao thức Internet (IP) là một giao thức gói không định hướng đã giúp cho hàng triệu máy tính được kết nối với nhau .Từ khi ra đời cách đây 30 năm , IP đã trở thành ngôn ngữ chung cho truyền thông dữ liệu – một giao thức hỗ chợ cho tất cả các ứng dụng . Mức độ liên mạng toàn cầu mà IP đem lại đã cho chúng ta biết về giá trị của sự hợp tác . Trong phạm vi của những mạng thế hệ mới , IP quan trọng bởi nhiều nguyên nhân . Nó là giao thức hợp nhất giữa máy tính và viễn thông . Nó cung cấp một giải pháp cho việc hợp nhất công nghệ mới trên nguyên tắc kế thừa hạ tầng cơ sở cũ . Nó không mang tính chất độc quyền và luôn là giao thức mở . Nó đưa ra những phương thức hiệu quả và tiết kiệm để hợp nhất thoại và số liệu trên một nền chung , thậm chí nó còn cho phép tạo ra những ứng dụng mới như “ không gian dùng chung ” . Mặc dù tồn tại nhiều giao thức khác nhưng không giao thức nào có thể sánh được với IP về kinh tế hiệu quả và phạm vi hoạt động toàn cầu của nó . Khi các ứng dụng mới xuất hiện qua nhiều năm mỗi ứng dụng yêu cầu sự cải tiến tương ứng chất lượng mạng , những sự cải tiến đã tạo điều kiện cho IP thích hợp với những đòi hỏi mới . Thậm chí khi các công nghệ và các giao thức khác được phát triển để đáp ứng những nhu cầu khác nhau như LAN, ATM và chuyển tiếp khung (FR)– những tiến bộ của IP có thể được giữ lại bằng cách chạy phía trên chúng. Có thể nói thực sự về IP rằng nó là giao thức của quá khứ và tương lai . Tuy nhiên với sự phát triển nhanh chóng của của các ứng dụng máy tính , phiên bản IP hiện giờ - phiên bản 4 (IPv4) đang tiến tới giới hạn của nó . Cụ thể với nhu cầu địa chỉ IP tăng nhanh , không gian địa chỉ 32 bít trong phiên bản 4 đang bị cạn kiệt . Đây không phải là một vấn đề mới . Cuối những năm 1990, một số tiến bộ kỹ thuật đã được đưa ra để giảm bớt sức ép về địa chỉ IP . Việc sử dụng rộng dãi phương pháp cấp địa chỉ động (DHCP) , việc sử dụng có hiệu quả hơn các dải địa chỉ (CIDR) và yêu cầu bảo vệ nghiêm ngặt hơn áp dụng bởi những cơ quan đăng ký địa chỉ . Đồng thời cái gốc của vấn đề đã được giải quyết thông qua sự phát triển của một phiên bản IP nâng cấp phiên bản 6 (IPv6) . IPv6 bây giờ đã là hiện thực . Đặc tính hiển nhiên nhất là sự mở rộng cực lớn phương thức đánh địa chỉ của phiên bản 4 . Bên cạnh đó , nó cung cấp những phương tiện xác thực và bảo vệ tính bí mật của truyền dẫn , cộng với nhiều tính năng nâng cao khác mà một số tính năng đó hỗ trợ rất lớn cho dịch vụ dữ liệu di động . Vậy IPv6 là gì ? đặc tính và ứng dụng của nó ra sao ?. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu và nghiên cứu về nó . II> KHÁI QUÁT VỀ GIAO THỨC INTERNET Thành công của mạng Internet và Intranet bắt kịp với sự phát triển của kiến trúc mạng máy tính còn gọi là Internet Protocol Suite , được biết đến đó là TCP/IP. Giao thức TCP/IP được sử dụng trong mạng Internet hơn 30 năm qua đã khẳng định rõ ràng khả năng đứng trước những thách thức của truyền thông thế kỷ 21. 1. Giao thức TCP/IP Cho đến nay TCP/IP là hệ thống giao thức ra đời sớm nhất . Cũng là hệ thống Internet hoàn chỉnh nhất . Để đơn giản hoá việc thiết kế và thực hiện giao thức , thông tin mạng thường căn cứ vào thứ tự lớp khác nhau rồi phân chúng thành những vấn đề con tương ứng .Toàn bộ giao thức cũng phân thành nhiều lớp giao thức khác nhau . Theo ý tưởng này , TCP/IP đã hình thành mô hình phân lớp như sau : TELNET HTTP FTP TFTP TCP NFS UDP PING ICMP IP ( Internet Protocol) Physical Netwoks ( LAN , ATM ,FR ...) Hình 1 : Mô hình phân lớp TCP/IP Kiến trúc phân tầng TCP/IP cũng tuân theo mô hình tham chiếu OSI với 4 tầng tuơng ứng như sau : Application Application Presentation Session Transport Transport Network Internet Datalink Network Interface Physical Physical Mô hình OSI a. Mô hình TCP/IP Lớp giao diện mạng (Network Interface Physical layer) : Hay còn gọi là lớp kết nối , nó tiếp nhận gói dữ liệu IP và phát gói dữ liệu đi theo mạng đã định . b. Lớp Internet (Network layer) : Còn gọi là lớp IP nằm ở lớp thứ 3 trong mô hình OSI , chủ yếu xử lý thông tin giữa các thiết bị . Đối tượng truyền dẫn giữa lớp Internet và lớp giao diện mạng là gói dữ liệu IP ( IP Datagram) c. Lớp truyền dẫn (Transport layer) : Nhiệm vụ là cung cấp dịch vụ thông tin giữa các chương trình ứng dụng , đảm bảo số liệu truyền đến đích không có lỗi . Lớp truyền dẫn gói chia làm 2 loại TCP và UDP d. Lớp ứng dụng ( Application layer) : Là lớp cao nhất trong mô hình phân lớp . Thuê bao dùng chương trình ứng dụng để truy nhập mạng Internet TCP/IP và để sử dụng các loại dịch vụ do mạng cung cấp . 2.Giao thức Internet (IP) IP là giao thức cơ bản để thiết lập mạng TCP/IP . Mục đích của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng truyền dữ liệu . Tất cả các hệ thống thành viên của liên mạng đòi hỏi phải cài đặt IP ở tầng mạng . IP là giao thức truyền thông kiểu không kết nối (Connectionless) nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập trước khi truyền dữ liệu . Mỗi gói tin truyền đi trên mạng một cách độc lập , chính việc dữ liệu đi tới đích theo nhiều đường khác nhau tạo nên tính mền dẻo cho mạng Internet . IP là giao thức hoạt động trong lớp 3 của mô hình OSI Đơn vị thông tin là gói ( Packet) , đơn vị dữ liệu truyền trong IP gọi là Datagram Khuôn dạng của IP (IPv4) như sau Ver (4bits) IHL (4bits) TOS ( 8bits) Identification (16 bits) TTL (8bits) Protocol (8 bits) Total Length (16bits) Flags (3bits) Fragment offset (13bit) Header Checksum (16 bits) Source Address (32 bits) Destination Address (32 bits) Options Data Trong RFC 791 đã mô tả chi tiết IPv4 bao gồm các trường sau : a. Version ( Phiên bản ) : 4 bits mang giá trị là 4 , chỉ phiên bản của giao thức IP. b. IHL ( Internet Header Length ) : 4 bits chỉ thị độ dài mào đầu của Interet , được tính theo đơn vị từ bằng 32 bits . c. TOS ( Type Of Service – Loại hình dịch vụ ) : 8 bits thiết lập về mức độ ưu tiên và loại hình dịch vụ . d. Total Length ( Tổng độ dài ) : 16 bits chứa giá trị độ dài tính theo byte của gói IP bao gồm cả Header và Data . e. Indentification ( Nhận Dạng ) : 16 bits dùng để xác định gói IP hiện thời , sắp xếp lại gói IP theo thứ tự khi gói IP trong chuỗi có gói gửi đi bị hỏng . f. Flags (cờ) : 3bits được dùng để kiểm soát sự phân đoạn ( fragments ) g. Fragment Offset ( Mã phân đoạn ) : 13 bits chỉ vị trí của đơn vị dữ liệu gốc được truyền trong phân đoạn . h. TTL ( Time To Live - Thời gian sống) : 8 bits chỉ thời gian tồn tại của đơn vị dữ liệu trong liên mạng trước khi bị coi là mất . i. Protocol ( Giao thức ) : 8 bits chỉ ra gói tin thuộc loại liên kết nào ( UDP sử dụng số 17 , TCP sử dụng số 6) j. Checksum ( Tổng kiểm tra ) : 16 bits mã kiểm soát lỗi phần tiêu đề IP. Các gói bị sai ở giá trị này sẽ bị huỷ bỏ . k. Source Address ( Địa chỉ nguồn ) : 32 bits cung cấp cho phần mềm giao thức IP địa chỉ đích , sử dụng khi phát trở lại . l. Destanation Address ( Địa chỉ đích ) : 32 bits dùng cho IP đích kiểm tra số liệu truyền dẫn có chính xác không . m. Opption : Có thể có hoặc không , trường này dùng cho mào đầu lớn hơn 5 từ . n. Data : Thông thường bao gồm các thông tin số liệu TCP , UDP , ICMP . III> TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC MẠNG IPV6 1.GIỚI THIỆU VỀ GIAO THỨC MẠNG IPV6 Một câu hỏi được đặt ra là tại sao lại phải phát triển IPv6? Để trả lời được câu hỏi trên chúng ta cần phải hiểu về giao thức mạng IPv4 : 1. Như chúng ta biết địa chỉ IPv4 sử dụng kết cấu 32 bits , trên lý thuyết thì địa chỉ 32 bit có thể cung cấp một không gian địa chỉ là 232= 4.294.967.296 địa chỉ .Vậy nguyên nhân nào khiến cho giao thức mạng IPv4 không đạt yêu cầu . Thực tế rằng , mỗi địa chỉ IPv4 không được uỷ nhiệm cho mỗi cá nhân mà cho mạng “Network” . Gồm có 3 lớp : Class A: Gồm 128 mạng và mỗi mạng với 16 .777. 214 máy chủ . Class B: Gồm 16.382 mạng và mỗi mạng với 65.534 máy chủ . Class C :Gồm 2.097.150 mạng và mỗi mạng với 254 máy chủ . Tình trạng thiếu hụt địa chỉ của IPv4 được nhận ra vào năm 1991.Trong năm đó yêu cầu về cung cấp địa chỉ Internet tăng rất nhanh . Nó có tầm quan trọng đặc biệt khi Internet trở thành mạng cho mọi người . Đầu tiên nó được sử dụng cho các công ty công và tư , cho chính phủ . Tiếp theo là cho cơ quan , trường học , cho các trung tâm nghiên cứu và hơn hết là cho mọi người dân . Nó có tính khả thi bởi các nhà cung cấp dịch vụ Internet ( ISP- Internet service Provides) và vì được cung cấp khả năng truy nhập Internet với giá rẻ qua đường điện thoại sử dụng Modem , hay gần đây là qua mạng đa dịch vụ ISDN .( Intergrated Services Digital Network ) Cũng trong năm này đã có dự báo là vào năm 1994 địa chỉ lớp B sẽ được sử dụng hết . Đối diện với thực tế này , tổ chức IETF ( Internet Enginneering Task Force ) có quyết định lựa chọn kỹ thuật và cung cấp địa chỉ IP cho mạng Internet , quyết định không chỉ cung cấp địa chỉ cho không gian lớp B mà còn cho một khối của lớp C Ví dụ : Một tổ chức có 100 máy tính , dự báo là sẽ phát triển thêm 500 máy tính nữa , thay vì được cấp một mạng thuộc lớp B sẽ cấp 4 mạng thuộc lớp C cho 1000 địa chỉ Việc này sẽ duy trì việc cung cấp địa chỉ IPv4 cho đến khoảng 2005 . 2. Ngoài ra , IPv4 không xây dựng khái niệm về chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) , với nỗ lực tốt nhất nó truyền phát các gói tin , nhưng nó không đảm bảo gì từ các lớp trên , không giới hạn phần trăm các gói vận chuyển , không giới hạn thời gian thi hành vận chuyển . Trong khi đó , một số ứng dụng của Internet mới như dịch vụ truyền tiếng nói , hình ảnh tức thời đòi hỏi giao thức đảm bảo độ trễ nhất địmh , nếu không một số dịch vụ Internet mới không thể thực hiện được . Do đó IP trong tương lai phải giải quyết một số vấn đề trên , đề ra một cơ chế mới , làm cho một gói số liệu (datagram) và tài nguyên phân phối trước liên quan mật thiết với nhau . Ngoài ra , do nhiều ứng dụng của Internet mới đòi hỏi thông tin tin cậy , an toàn mà hệ thống TCP/IP không thể giải quyết vấn đề an toàn được tốt. Vậy việc cải cách IPv4 là tất yếu và nó được khắc phục bằng IPv6 2 ĐẶC TÍNH CỦA IPV6: Giao thức mạng IPv6 bao gồm các tính năng sau: 2.1 Mở rộng không gian địa chỉ ,tăng đường truyền Một đặc điểm quan trọng nhất của IPv6 đó là số lượng địa chỉ tăng lên rất lớn từ 32 bits tăng lên 128 bits , dài hơn 4 lần so với IPv4 .Khả năng lý thuyết nó có thể cung cấp một không gian địa chỉ là 2128 địa chỉ ( Khoảng 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ ) nhiều hơn không gian địa chỉ IPv4 là khoảng 8 tỷ tỷ tỷ lần . Đây là một không gian địa chỉ cực lớn với mục đích không chỉ dùng cho Internet mà còn áp dụng cho tất cả các mạng máy tính , hệ thống viễn thông , hệ thống điều khiển thậm chí còn cho nhiều vật dụng trong gia đình . Người ta nói rằng từng chiếc máy điều hoà , tủ lạnh máy giặt hay nồi cơm điện của từng gia đình một sẽ mang một địa chỉ IPv6 để chủ nhân của chúng có thể kết nối và ra lệnh từ xa . Hiện nay nhu cầu sử dụng chỉ chiếm khoảng 15% còn lại 85% dự phòng cho tương lai . Mặt khác do IPv6 được hỗ trợ bởi nhiều cấu trúc lớp , làm cho việc phân phối địa chỉ có có độ linh hoạt lớn . Ngoài ra không gian địa chỉ lớn và linh hoạt của IPv6 làm cho việc địmh nghĩa một hệ thống định tuyến toàn cầu linh hoạt và chia làm nhiều lớp đã trở thành hiện thực , và cũng làm cho lớp địa chỉ IPv6 có thể sắp xếp theo phạm vi địa lý ( Giống như hệ thống mã vùng điện thoại thông thường...) sử dụng mã vùng linh hoạt kiểu CIDR ( Clasless Inter Domain Routing : định tuyến giữa các miền không phân loại ) , không gian địa chỉ IPv6 có thể phân phối theo một phương thức khác . Phương thức này thúc đẩy tổng hợp tuyến và điều khiển hữu hiệu việc mở rộng bảng định tuyến của bộ định tuyến trong mạng đường trục . 2.2 Cấu hình địa chỉ tự động (Automatic Configuration ) Cấu hình địa chỉ tự động là một trong những chức năng quan trọng của IPv6 , đây có thể coi là một cải tổ đáng kể của IPv6 so với IPv4 . Chỉ cần máy được nối vào mạng là có thể tự động xác định địa chỉ , nó tiết kiệm được rất nhiều thời gian nắp đặt địa chỉ mới trong mạng do đó mà nó đem đến hai ưu điểm sau:  Một là , thuê bao không cần mất nhiều công sức để xác định địa chỉ .  Hai là , giảm rất nhiều gánh nặng cho người quản lý . Tính năng này còn gọi là cấu trúc tự động . Có hai loại cấu trúc tự động đó là :  Cấu trúc tự động có trạng thái ( stateful )  Cấu trúc tự động không có trạng thái ( stateles ) a> Cấu trúc tự động có trạng thái ( stateful ): Trong cấu trúc tự động này một thiết bị ngoại vi nào đó sẽ trợ giúp nút lúc bắt đầu để quyết định địa chỉ mạng của nó (tiền tố) - địa chỉ nút và có thể cả địa chỉ định tuyến. Tính năng này có thể dùng trong giao thức cấu hình máy chủ động ( DHCP – Dynamic Host Configuration protocol ) để kích hoạt cấu trúc một nút khôi phục . Cấu trúc tự động không trạng thái ( stateles ): Trong cấu trúc b> tự động này một nút sẽ tự cấu trúc nó và tìm tài nguyên trên mạng bằng cách sử dụng địa chỉ Muticast . Đều này cho phép nút được bắt đầu và gửi ra những thông báo yêu cầu mà các nút khác sẽ trả lời .Và từ thông báo trả lời này , nút ban đầu có thể quyết định địa chỉ mạng , tiền tố và địa chỉ nút . 2.3 Phát hiện láng giềng ( Neighbor discovery) Một trong những đặc tính quan trọng của IPv6 là đặc tính phát hiện lắng giềng (ND- Neighbor dícovery) . Mặc dù nó sử dụng giao thức ICMP ( Internet Control Messge Protocol – Giao thức thông báo điều khển Internet ) song nó không được liệt kê trong RFC ICMPv6 (RFC 1885) Giao thức phân chia địa chỉ ARP không được dùng trong IPv6 . Các nút ( máy chủ và bộ định tuyến ) dùng ND để quyết định địa chỉ tầng liên kết dành cho các láng giềng nằm trên các liên kết đính kèm và để nhanh chóng loại bỏ các giá trị dự trữ đã vô hiệu. Các máy chủ cũng dùng giao thức này để tìm các bộ định tuyến láng giềng sẵn sàng thay mặt mình để chuyển gói đi . Và để chủ động điều chỉnh tuyến nào các láng giềng có thể tiếp cận , tuyến nào không , và phát hiện ra địa chỉ tầng liên kết đã thay đổi hay chưa . Khi không tiếp cận được với một bộ định tuyến hay đường đến bộ định tuyến đó một máy chủ sẽ chủ động tìm kiếm nơi thay thế có cùng chức năng . Một câu hỏi được đặt ra là : Với sự phụ thuộc vào việc phát hiện các địa chỉ tầng liên kết giữa các máy chủ và bộ định tuyến . Làm thế nào để gửi đi một thông báo ICMP nếu chưa biết được địa chỉ trung gian ( Nghĩa là các thủ tục ND chưa quyết định được địa chỉ tầng liên kết cho tất cả các thực thể phụ thuộc trên một liên kết nút cục bộ ) . Mà ICMP không thể hoạt động với một địa chỉ trung gian chưa biết . Điều này có thể giải quyết dễ dàng bằng việc sử dụng một địa chỉ Multicast IPv6 đã biết . 2.4 Đơn giản hoá mào đầu gói dữ liệu (datagram) Do giao thức IPv6 phụ thuộc vào Internet và Intranet nên thật là khó khăn khi lựa chọn giao thức này . Vì lý do đó mà các nhà thiết kế Steven Deering và Robert Hinden quyết định đơn giản hoá kiến trúc mào đầu gói dữ liệu . Kết quả là tạo ra một giao thức với thiết kế thuần tuý hoàn toàn với phần mào đầu nhỏ gọn , ít trường . Thực tế , đầu đề của IPv4 có 24 bytes trong đó 8 bytes cho địa chỉ IPv4 và 16 bytes cho các trường khác . Còn đầu đề của IPv6 gồm có 40 bytes trong đó 32 bytes cho địa chỉ IPv6 và chỉ có 8 bytes cho các trường thêm vào. Các trường cần thiết cho việc thi hành nhiều hàm mới thêm vào sẽ được chèn vào các đầu đề mở rộng ( Extension Headers) .Theo cách này đã giảm được tối đa độ trễ do xử lý thông tin mào đầu IP trong quá trình truyền dẫn và mọi gói tin sẽ đi qua một cách nhanh chóng với Router Loop và chỉ những gói có yêu cầu đặc biệt mới nhận sự đối sử phức tạp hơn bằng cách phân tích phần đầu đề mở rộng . Như vậy ta thấy , mặc dù độ dài địa chỉ IPv6 dài gấp 4 lần độ dài trong IPv4 , nhưng mào đầu IPv6 chỉ gấp hai lần của IPv4. 2.5 Kiểm soát an toàn IPv6 đã thiết lập 3 dịch vụ an toàn quan trọng đó là:  Kiểm nghiệm gói  Độ hoàn chỉnh gói  Độ tin cậy gói . Chức năng an toàn của gói đều thông qua khả năng mở rộng mào đầu gói lựa chọn được để thực hiện (Việc mở rộng mào đầu gói được mô tả trong RFC 1883). Kiểm nghiệm mở rộng mầo đầu gói (AH) cung cấp kiểm nghiệm mật khẩu hoặc đo thử độ hoàn chỉnh . Khi thu nhận nó có thể sử dụng phương pháp MD5 để tăng thêm độ dày , nhưng bất kỳ thực hiện nào đều có thể căn cứ vào nhu cầu , lựa chọn thuật toán . 2.6 Chất lượng dịch vụ QoS ( Quality Of Service ) IPv4 là giao thức không liên kết . Tức là , nó chuyển mỗi gói một cách độc lập từ nhiều nguồn , ghi rõ trong IPv4 Header địa chỉ nguồn và địa chỉ đích . Gói không được đánh dấu theo điều khiển luồng và kết nối , và cũng không được đánh số theo một cách nào đó . Do đó mà nó không có khả năng sửa lỗi tại lớp này và không hiểu là gói đã được chuyển đi hay chưa. Do sự cần thiết phải phát triển những ứng dụng đa phương tiện mới đòi hỏi đáp ứng chất lượng QoS dẫn tới việc thảo luận về IPv6 . IPv6 không chỉ dùng để giải quyết nguy cơ thiếu địa chỉ mạng trên Internet , mà còn đơn giản hoá mào đầu gói dữ liệu . Rất thuận tiện cho việc cải tiến tính năng của Internet . IPv6 coi trọng cơ chế QoS , hỗ trợ rất nhiều cho truyền dẫn luồng thông tin đa phương tiện tức thời . IPv6 đã định nghĩa hai tham số quan trọng đó là: Vùng phân loại dịch vụ và Vị trí đánh dấu luồng số liệu  Vùng phân loại dịch vụ : Chia cấp ưu tiên của gói IP thành 16 cấp .Trong đó giá trị từ 0-7 dùng vào việc giảm tốc độ phát gói số liệu để thực hiện dịch vụ kiểm soát tắc nghẽn khi mạng phát sinh tắc nghẽn . Còn giá trị từ 8-15 dùng vào một số dịch vụ có tính tức thời mạnh . Đối với dịch vụ có nhu cầu QoS đặc biệt , có thể sắp xếp 4 cấp ưu tiên tương ứng trong gói số liệu IP , bộ định tuyến căn cứ vào cấp ưu tiên của gói IP để xử lý những dấu hiệu này . Cho dến nay các ưu tiên được định nghĩa cho Tin tức , Email , FTP , NFS , Telnet , Routing , và giao thức SNMP ( Simple Network Management Protocol ) .  Vị trí đánh dấu luồng số liệu : Dùng để định nghĩa bất kỳ một luồng số liệu truyền dẫn nào , làm cho tất cả các nút trong mạng có thể nhận biết số liệu đó và tiến hành xử lý đặc biệt . Theo cách này , ngay từ lúc nhận tin IPv6 có khả năng nhận biết đó là dòng thuộc nhãn nào và kết quả là biết gói nào cần QoS . 3> GIỚI THIỆU KHUÔN DẠNG DATAGRAM IPV6 Cũng giống như datagram của IPv4 , Datagram của IPv6 cũng có khuôn dạng và thông tin mào đầu : Header Data Có thể nói sự khác biệt giữa IPv4 và IPv6 thể hiện chủ yếu ở sự khác nhau của khuôn dạng Datagram . Để hiểu rõ những tính năng và những thuận lợi do IPv6 mang lại chúng ta cần hiểu rõ Datagram và khuôn dạng mào đầu của IPv6 . 3.1 Khuôn dạng Datagam của IPv6 Vers (4 bit) Priority(4bit) Playload Length(16bit) Flow Label (24bit) Nexheader (8bit) Hoplimit(8bit) Source Address (128bit) Destination Address (128 bit) Data Hình 1: IPv6 Header Trong RFC 2460 đã giới thiệu tường tận khuôn dạng datagam của IPv6 bao gồm các trường sau: a. Version (Phiên bản): 4 bits mang giá trị 6 . Trường này có kích thước như IPv4. Tuy nhiên , việc sử dụng trường này có hạn chế vì các gói IPv4 và IPv6 không được nhận biết theo giá trị nó chứa bên trong , nhưng được xem như một hàm của loại giao thức khác nhau đại diện cho vỏ ở lớp 2 ( ví dụ : Ethernet hay PPP ) b. Priority (Cấp ưu tiên) : 4 bits biểu diễn cho 16 giá trị khác nhau , dùng để biểu thị cấp ưu tiên của luồng số liệu đó . Nó cho phép Node Nguồn với nhiều kiểu gói khác nhau có thể thi hành với nhiều mức độ ưu tiên khác nhau . 16 giá trị này chia làm 2 nhóm : Từ 0 đến 7 và từ 8 đến 15 . Trong đó :  Giá trị từ 0 dến 7 được dùng để chỉ rõ mức ưu tiên của luồng mà nguồn cung cấp điều khiển luồng .  Giá trị từ 8 đến 15 dùng để chỉ ra mức ưu tiên cho luồng mà không đến được đích do tắc nghẽn . c. Flow Lable (Nhãn luồng số liệu) : 24 bits được dùng để đánh dấu gói số liệu cần xử lý đặc biệt theo yêu cầu của bộ xử lý trên mạng , như dịch vụ thời gian thực , dịch vụ không có lỗi , dịch vụ gói số liệu tức thời ... d. Payload Length ( Độ dài tải hữu hiệu ) : 16 bits - là độ dài của trường dữ liệu ( Data field ) sau IPv6 Header , tính bằng bytes . Dùng để ghi độ dài tải tin IPv6 . Do nó có 16 bit nên độ dài của tải trọng gói IPv6 tối đa là 64 Kb . Nếu một gói dữ liệu có chiều dài lớn hơn , thì phần mở rộng Jumbo PayLoad được chỉ thị bằng giá thị 0 của trường Payload length. e. Next Header ( Mào đầu tiếp theo ) : 8 bit - dùng để nhận biết loại mào đầu mở rộng tiếp theo , chỉ ra loại đầu đề nào sẽ theo ngay sau IPv6 Header và đặt đầu tiên của trường dữ liệu của gói IPv6 . Hai giá trị phổ biến của trường Next Header là TCP (6 ) và UDP (17) , cũng có thể có nhiều loại khác . Next Header tương tự như trường Protocol trong IPv4. Bảng 1: Các giá trị của trường Nex Hedear Decimal Value Keyword 0 Protocol Reserved ( IPv4 ) 0 HBH Hop- By –Hop Option ( IPv6 ) 1 ICMN Intermet Control Message(IPv4) 2 IGMP Internet Group Managemant(IPv4) 4 IP IP in IP (IPv4 encapsulation) 6 TCP Transmission Control 17 UDP User Datagram f. Hop Limit (Giới hạn bước nhảy) : 8 bits , khi datagram IP đi qua một bộ định tuyến , giá trị của trường này lại giảm đi một . Nếu nó giảm xuống và có giá trị bằng 0 thì gói tin sẽ bị huỷ . Chức năng của trường này là để xác nhận và huỷ gói tin khi đã lặp lại nhiều lần quá giới hạn cho phép của định tuyến và để tránh truyền đẫn liên tục số liệu có lỗi trên mạng , dẫn đến tuần hoàn vô tận . Giữa 2 Node IPv6 không thể có nhiều hơn 255 vòng lặp , có nghĩa là không thể có nhiều hơn 254 Router. g. Source Address (Địa chỉ nguồn) : 128 bit , chứa đựng địa chỉ IPv6 của Node nguồn phát gói tin đi . Dạng địa chỉ IPv6 , được định rõ bởi RFC 1884. h. Destination Address (Địa chỉ đích) : 128 bit , chứa địa chỉ IPv6 của Node nhận gói tin . Nếu Routing Header tồn tại thì địa chỉ này không chắc đã phải là của Node nhận cuối cùng. 3.2 Lập địa chỉ 3.2.1 Phân chia không gian địa chỉ Kích thước địa chỉ IPv6 có chiều dài gấp 4 lần khích thước địa chỉ IPv4 . Đây là không gian địa chỉ vô cùng lớn . Tuy nhiên không phải toàn bộ địa chỉ này đều được sử dụng . Trong thực tế những yêu cầu về gán và định tuyến địa chỉ đòi hỏi phải tạo ra một kiến trúc phân tầng , làm giảm hiệu quả của việc sử dụng không gian địa chỉ . Theo thống kê có tối thiểu là 1.564 địa chỉ trên một m2 bề mặt trái đất . Do vậy khả năng hết địa chỉ IPv6 là một điều không tưởng. Để đảm bảo tính tương thích trong việc phân phối địa chỉ IPv4 , IPv6 cũng chia mỗi địa chỉ IP thành 2 phần : Tiền tồ và Hậu tố  Tiền tố : dùng để chỉ định một mạng  Hậu tố : dùng dể chỉ định một máy chủ Việc xác định loại địa chỉ dựa vào các bít đầu tiên của địa chỉ đó gọi là định dạng tiền tố FP (Format Prefix) Bảng2: Sự phân bổ của một số tiền tố thường gặp Tiền tố Tỷ lệ Phân bổ Giữ lại 1/256 0000001 Dự trữ phân bố cho NSAP 1/128 0000010 Dự trữ phân bố cho IPX 1/128 00000000 Phân phối cho công ty dùng để cung cấp dịch vụ 010 mạng cho thuê bao ( Địa chỉ Unicast dành cho 1/8 TLA ) 100 1111111011 1111111011 Dùng để dự trữ cho mạng ảo hoặc địa chỉ Unicast ( Gần giống như địa chỉ IPv4 ) Địa chỉ Link – Local Unicast ( Địa chỉ mạch nội vùng chỉ có ý nghĩa cục bộ chống rò thông tin ) Địa chỉ Site-Local Unicast ( Địa chỉ mạch nội 1/8 1/1024 1/1024 vùng chỉ có ý nghĩa cục bộ chống rò thông tin ) 11111111 Địa chỉ Multicast 1/256 Phần còn lại của không gian địa chỉ chưa được gán sẽ được sử dụng trong tương lai . Những phần này có thể được sử dụng để mở rộng những địa chỉ đang sử dụng (như thêm các nhà cung cấp địa chỉ ) hay thêm những người sử dụng mới ( như những mạng cục bộ hoặc những người dùng đơn lẻ ) Chú ý rằng nhóm địa chỉ Anycast không được chỉ ra vì sự phân bổ của nó đã được bao trùm bởi không gian địa chỉ Unicast . Theo dự đoán có khoảng 15% không gian địa chỉ sẽ được sử dụng cho giai đoạn đầu , còn lại 85% dự trữ cho tương lai . Để quản lý không gian địa chỉ hiệu quả và hợp lý các nhà thiết kế giao thức IPv6 đẫ đưa ra 2 cơ chế cấp phát địa chỉ như sau :  Cơ chế cấp phát chung : Rút kinh nghiệm từ việc phân bố địa chỉ IPv4 . Các nhà thiết kế giao thức IPv6 đã xây dựng một cơ chế cấp phát địa chỉ hoàn toàn mở tức là nó hoàn toàn biến đổi việc cấp phát và sử dụng địa chỉ cho các dịch vụ và cho các vùng khác nhau tuỳ thuộc vào những biến đổi trong tương lai mà không phụ thuộc vào giai đoạn ban đầu . Ngoài ra , họ cũng dự đoán trước khă năng có thể sửa đổi cấu trúc các loại địa chỉ và mở rộng một số địa chỉ trong tương lai. Việc định dạng các loại địa chỉ theo dạng tiền tố một mặt cho phép các Host nhận ra các loại địa chỉ ( ứng với mỗi loại địa chỉ có các cách xử lý khác nhau) . Mặt khác , làm cho các bản định tuyến trở lên đơn giản ( Vì các đầu vào của các router sẽ là những tiền tố đơn giản) Ngoài ra , các Host và Router phải phân biệt được các loại địa chỉ Multicast , Unicast , Anycast , và nhận ra các địa chỉ đặc biệt tiêu biểu như “ link local ” . Cấu trúc IPv6 cũng để dành các tiền tố cho các địa chỉ cơ sở các địa chỉ tương ứng với NSAP và IPX.  Cơ chế cấp phát cho nhà cung cấp : Một trong những loại địa chỉ IPv6 quan trọng nhất là dạng địa chỉ Global Unicast cho phép định danh một giao diện trên mạng Internet có tính duy nhất trên toàn cầu ( Ví dụ như định danh một Host trên mạng Internet ) . Không gian địa chỉ Golbal Unicast rất lớn nhưng cũng chỉ chiếm 1% của tổng không gian địa chỉ . Dạng địa chỉ này gồm 3 bít tiền tố , theo sau là 5 bít thành phần được quản lý bởi các nhà cung cấp dịch vụ . Có 3 tổ chức quản lý việc cấp phát địa chỉ đó là NIC , NCC , APINC , IANA Số bit FP N bit M bit O bit P bit ID đăng ID nhà ID thuê ID mạng kí cung cấp bao con 125-(N+M+O+P)bit ID của giao tiếp Bảng 3:Cấu trúc địa chỉ IPv6 dạng Golbal Unicast Với dạng cấu trúc trên giúp cho các khách hàng lớn có các định danh ngắn gọn hơn , cho họ khả năng thêm vào các lớp mạng mới trong phân tầng mạng con của họ . Trên thực tế các khách hàng lớn này có thể đòi được chấp nhận như những nhà cung cấp của chính họ và lấy được ID từ các điểm đăng kí mà không phải phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP. 3.2.2 Các cách biểu thị địa chỉ IPv6
- Xem thêm -