Hiện tại địa chỉ IP ở trên mạng IPv4 đã cạn kiệt là đang là lúc cần phải chuyển sang IPv6, trong bài viết này dựa trên những tham khảo trên mạng mình xin được giới thiệu sơ qua về IPv6 nhân ngày 8/06/2011 là “Ngày IPv6 thế giới”.
1. IPv6 là gì?
Internet Protocol Version 6 (IPv6) là một phiên bản của giao thức Internet được thiết kế để thành công giao thức Internet phiên bản 4 (IPv4). IPv4 là lần đầu tiên công khai sử dụng giao thức Internet và đã hoạt động từ năm 1981.
IPv6 là một giao thức lớp Internet cho liên mạng chuyển mạch gói và cung cấp truyền tải gói dữ liệu end-to-end nhiều trên mạng IP. Là một dịch vụ datagram nó không đảm bảo độ tin cậy, một chức năng được cung cấp tại các lớp thông vận tải. Các động lực chính cho thiết kế lại giao thức Internet là địa chỉ IPv4 gần kiệt sức. IPv6 đã được phát triển bởi Internet Engineering Task Force (IETF), và được mô tả trong tài liệu tiêu chuẩn Internet RFC 2460, được công bố vào tháng năm 1998.
IPv6 sử dụng một địa chỉ 128-bit, trong khi IPv4 chỉ sử dụng 32 bit. Các không gian địa chỉ mới hỗ trợ 2128 (khoảng 3,4 × 1038) địa chỉ. mở rộng này cung cấp sự linh hoạt đáng kể trong việc phân bổ địa chỉ và định tuyến giao thông. Nó cũng giúp loại bỏ sự cần thiết ban đầu cho dịch địa chỉ mạng (NAT), đã giành được triển khai rộng rãi như là một nỗ lực để giảm bớt kiệt địa chỉ IPv4.
IPv6 cũng thực hiện nhiều tính năng mới khác. Nó đơn giản hoá các khía cạnh của giao địa chỉ (địa chỉ không quốc tịch tự động cấu hình) và đánh số lại mạng (tiền tố và thông báo router) khi thay đổi nhà cung cấp kết nối Internet. Kích thước subnet IPv6 đã được chuẩn hóa bằng cách sửa chữa kích thước của máy chủ nhận dạng phần của địa chỉ một đến 64 bit để tạo thuận lợi cho một cơ chế tự động để hình thành các tổ chức nhận dạng từ Link Layer phương tiện truyền thông thông tin địa chỉ (địa chỉ MAC). an ninh mạng cũng được tích hợp vào thiết kế của kiến trúc IPv6, và các hỗ trợ đặc tả nhiệm vụ IPv6 cho IPsec như là một yêu cầu khả năng tương tác cơ bản.
Để triển khai IPv6 là phần lớn không tương thích với IPv4 ở mức gói dữ liệu, và dịch vụ dịch thuật có những vấn đề thực tế mà làm cho họ gây tranh cãi . IPv6 và IPv4 do đó đối xử như các mạng gần như hoàn toàn riêng biệt với các thiết bị có hai ngăn xếp giao thức riêng biệt nếu họ cần truy cập cả hai mạng, với đường hầm của IPv6 trên IPv4 và ngược lại. Trong tháng mười hai năm 2008, mặc dù đánh dấu kỷ niệm 10 năm của nó như là một giao thức chuẩn Theo dõi, chỉ IPv6 trong giai đoạn phôi thai về triển khai trên toàn thế giới nói chung. Một nghiên cứu năm 2008 của Google Inc cho thấy sự xâm nhập vẫn ít hơn một phần trăm của Internet, máy cho phép trong bất kỳ nước nào. IPv6 đã được thực hiện trên tất cả các hệ điều hành sử dụng trong kinh doanh, thương mại, và môi trường người tiêu dùng về nhà.
2. Tại sao phải cần đến IPv6?
Hiện tại nguồn IPv4 cạn kiệt dùng trên internet đã cạn kiệt do đó cần mở rộng sang sử dụng giao thức IPv6.
Phiên bản đầu tiên công khai sử dụng của Nghị định thư Internet, phiên bản 4 (IPv4), cung cấp một khả năng giải quyết vấn đề của khoảng 4 tỷ địa chỉ (232). Điều này đã được coi là đủ trong giai đoạn thiết kế ban đầu của Internet khi sự tăng trưởng bùng nổ và phổ biến trên toàn thế giới của các mạng đã không được dự kiến.
Trong thập kỷ đầu tiên của hoạt động của Internet, bởi cuối những năm 1980, nó trở nên rõ ràng rằng các phương pháp đã được phát triển để bảo tồn không gian địa chỉ. Trong những năm 1990, kể cả sau khi thiết kế lại hệ thống giải quyết bằng cách sử dụng một mô hình mạng không giai cấp, nó trở nên rõ ràng rằng điều này sẽ không đủ để ngăn ngừa cạn kiệt địa chỉ IPv4, và rằng những thay đổi hơn nữa để các cơ sở hạ tầng Internet là cần thiết.
Vào đầu năm 1992, một số đề xuất xuất hiện và đến cuối năm 1992, IETF đã thông báo một cuộc gọi đối với giấy tờ trắng và sáng tạo của các thế hệ kế tiếp IP (IPng) khu vực của các nhóm làm việc. Địa chỉ IPv4 cạn kiệt 1995-2010.
The Internet Engineering Task Force đã thông qua mô hình IPng trên 25 Tháng 7 năm 1994, với sự hình thành của một số nhóm IPng làm việc năm 1996., Một loạt các RFC được phát hành xác định giao thức Internet phiên bản 6 (IPv6), bắt đầu với RFC 1883.
Các phiên bản 6 IETF được giao cho giao thức mới như là một kế của phiên bản 4, vì phiên bản 5 trước đây đã được giao cho một giao thức thử nghiệm, mạng Internet Protocol Stream, tương tự như IPv4, nhằm mục đích hỗ trợ video và âm thanh.
Nó được nhiều người cho rằng IPv4 sẽ được hỗ trợ cùng với IPv6 trong tương lai gần. các nút chỉ IPv4 không thể liên lạc trực tiếp với các node IPv6 và cần trợ giúp từ một cổng trung gian hoặc phải sử dụng cơ chế chuyển đổi khác.
Ước tính đến thời điểm cạn kiệt địa chỉ IPv4 hoàn thành rất khác nhau vào đầu những năm 2000, nhưng hội tụ tất cả bây giờ trên khung thời gian 2011-2012. Năm 2003, Paul Wilson (giám đốc APNIC) cho rằng, dựa theo tỷ giá hiện hành sau đó, triển khai, không gian có thể kéo dài một hoặc hai thập kỷ. Vào tháng Chín năm 2005, một báo cáo của Cisco Systems cho rằng các hồ bơi của địa chỉ có sẵn sẽ khô cạn trong ít nhất là 4-5 năm. Tháng 9 năm 2010, một báo cáo cập nhật hàng ngày dự kiến rằng các hồ bơi IANA sẽ bị cạn kiệt vào giữa năm 2011, với cơ quan đăng ký khu vực khác nhau bằng cách sử dụng Internet lên. phân bổ của họ từ IANA trong đầu năm 2012 tính đến năm 2008,. một quá trình chính sách đã bắt đầu cho các trò chơi kết thúc và thời kỳ hậu kiệt sức.
So sánh với IPv4
IPv6 chỉ định một định dạng gói mới, được thiết kế để giảm thiểu xử lý tiêu đề gói tin của router. [1] [12] Vì các tiêu đề của gói IPv4 và IPv6 gói dữ liệu có ý nghĩa khác nhau, hai giao thức không tương thích. Tuy nhiên, trong hầu hết liên quan, IPv6 là một phần mở rộng bảo thủ của IPv4. Hầu hết các vận chuyển và giao thức tầng ứng dụng cần thay đổi ít hoặc không có để hoạt động trên IPv6; ngoại lệ là các giao thức ứng dụng nhúng internet lớp địa chỉ, chẳng hạn như FTP và NTPv3.
Không gian địa chỉ lớn hơn
Các tính năng quan trọng nhất của IPv6 là một không gian địa chỉ lớn hơn nhiều so với IPv4: địa chỉ IPv6 có 128 bit dài, so với 32 bit trong IPv4 [1] IPv6 rất lớn không gian địa chỉ hỗ trợ tổng cộng 2128 (khoảng 3,4 × 1038. ) địa chỉ, hoặc khoảng 5 × 1028 (khoảng 295) địa chỉ cho mỗi khoảng 6800000000 (6,8 × 109) người còn sống trong năm 2010 . Ở một góc độ khác, đây là cùng một số địa chỉ IP / người như số lượng các nguyên tử trong một tấn carbon. Trong khi những con số rất ấn tượng, nó không phải là ý định của các nhà thiết kế của không gian địa chỉ IPv6 để đảm bảo độ bão hòa, địa bàn có địa chỉ sử dụng được. Thay vào đó, các địa chỉ còn đơn giản hóa các cấp địa chỉ và cho phép kết hợp tuyến đường hiệu quả. Với IPv4, phức tạp Classless Inter-Domain Routing (CIDR) kỹ thuật được phát triển để làm cho việc sử dụng tốt nhất của không gian địa chỉ nhỏ. Kích thước của một subnet trong IPv6 là luôn luôn 264 địa chỉ, hình vuông kích thước của toàn bộ không gian địa chỉ IPv4, đó là 232. Như vậy, thực tế tỷ lệ sử dụng không gian địa chỉ sẽ được nhỏ trong IPv6, nhưng mạng lưới quản lý và hiệu quả định tuyến được cải thiện bởi các không gian mạng lớn và kết hợp đường phân cấp.
Đánh số lại một mạng lưới hiện có cho một nhà cung cấp kết nối mới với tiền tố khác nhau định tuyến là một nỗ lực lớn với IPv4 với IPv6,. Tuy nhiên, việc thay đổi tiền tố công bố một vài router có thể về nguyên tắc renumber một toàn bộ mạng kể từ khi nhận dạng máy chủ (ít nhất 64 bit có ý nghĩa của một địa chỉ) có thể được độc lập, tự cấu hình bởi một máy chủ.
Multicast
Multicast, việc truyền tải một gói tin tới nhiều trong một hoạt động gửi, là một phần của đặc tả kỹ thuật cơ bản trong IPv6. Trong IPv4 đây là một tùy chọn mặc dù tính năng thường được thực hiện [16] IPv6 multicast cổ phần giải quyết các tính năng phổ biến và các giao thức với multicast IPv4, mà còn cung cấp. Thay đổi và cải tiến bằng cách loại bỏ sự cần thiết cho các giao thức nhất định. IPv6 không thực hiện phát sóng truyền thống IP, tức là truyền một gói tin đến tất cả các host vào liên kết đính kèm bằng cách sử dụng một địa chỉ quảng bá đặc biệt, và do đó không xác định địa chỉ phát sóng. Trong IPv6, cùng một kết quả có thể đạt được bằng cách gửi một gói tin đến các nhóm tất cả các nút liên kết, địa phương theo địa chỉ multicast FF02:: 1, mà là tương tự như IPv4 multicast đến địa chỉ 224.0.0.1. IPv6 cũng hỗ trợ các giải pháp multicast mới, bao gồm nhúng Rendezvous điểm địa chỉ trong một địa chỉ IPv6 nhóm multicast mà đơn giản hoá việc triển khai các giải pháp liên miền.
Trong IPv4 nó đã rất khó khăn cho một tổ chức để có được ngay cả một phân nhóm trên toàn cầu định tuyến multicast và thực hiện các giải pháp liên miền là rất phức tạp [18] Unicast về địa chỉ của một đăng ký Internet IPv6 có địa phương. Ít nhất là 64-bit định tuyến tiền tố, năng suất kích thước nhỏ nhất có sẵn trong mạng IPv6 (cũng 64 bit). Với nhiệm vụ như vậy có thể nhúng các tiền tố địa chỉ unicast vào định dạng địa chỉ IPv6 multicast, trong khi vẫn cung cấp một khối 32-bit, các bit ít quan trọng nhất của địa chỉ, hoặc khoảng 4200000000 định danh nhóm multicast. Do đó mỗi người dùng của một mạng con IPv6 sẽ tự động có sẵn một tập hợp các nhóm multicast trên toàn cầu định tuyến nguồn cụ thể cho các ứng dụng multicast. [19] [Sửa] tự động cấu hình địa chỉ không quốc tịch (SLAAC)
IPv6 tự chủ có thể cấu hình tự động khi kết nối với mạng IPv6 được định tuyến bằng cách sử dụng Internet Control Message Protocol phiên bản 6 (ICMPv6) thông báo phát hiện router. Khi lần đầu tiên kết nối vào mạng, máy chủ gửi một yêu cầu liên kết, địa phương multicast router chào mời cho các tham số cấu hình của nó, nếu cấu hình phù hợp, định tuyến đáp ứng yêu cầu như vậy với một gói tin quảng cáo router có chứa các thông số cấu hình mạng lớp .
Nếu địa chỉ IPv6 tự động cấu hình không trạng thái không thích hợp cho một ứng dụng, một mạng lưới có thể sử dụng cấu hình stateful với Dynamic Host Configuration Protocol phiên bản 6 (DHCPv6) hoặc máy chủ có thể được cấu hình tĩnh.
Thiết bị định tuyến hiện một trường hợp đặc biệt yêu cầu cấu hình địa chỉ, vì họ thường là những nguồn thông tin tự động, chẳng hạn như quảng cáo router và tiền tố. Cấu hình cho router không quốc tịch có thể đạt được với một giao thức đặc biệt router đánh số lại. [21] [Sửa] Bắt buộc hỗ trợ cho an ninh lớp mạng
Internet Protocol Security (IPsec) được phát triển cho IPv6, nhưng hàng triển khai trên diện rộng đầu tiên trong IPv4, vào đó nó đã được trở lại chế. IPsec là một phần của bộ giao thức cơ bản trong IPv6 [1] IPsec hỗ trợ là bắt buộc trong IPv6;. Này là không giống như IPv4, mà nó là tùy chọn. [Sửa] giản thể được xử lý bởi các bộ định tuyến
Trong IPv6, tiêu đề gói tin và quá trình chuyển tiếp gói tin đã được đơn giản hóa để thực hiện xử lý gói tin của bộ định tuyến hiệu quả hơn, [1] [12] và từ đó mở rộng các nguyên tắc đầu cuối đến đầu cuối của thiết kế Internet. Cụ thể:
* Các tiêu đề gói tin trong IPv6 là đơn giản hơn là sử dụng trong IPv4, với nhiều lĩnh vực ít được sử dụng di chuyển đến các tùy chọn riêng biệt, như là kết quả, mặc dù các địa chỉ trong IPv6 là bốn lần lớn, tiêu đề tùy chọn-IPv6 không chỉ hai lần kích thước của tiêu đề IPv4 tùy chọn-ít hơn.
* IPv6 router không thực hiện phân mảnh. chủ IPv6 được yêu cầu hoặc thực hiện PMTU phát hiện, thực hiện end-to-end phân mảnh, hoặc để gửi các gói tin không lớn hơn kích thước mặc định MTU IPv6 tối thiểu là 1280 octet.
* Các tiêu đề IPv6 không được bảo vệ bằng cách kiểm tra một;. Bảo vệ toàn vẹn được giả định là đảm bảo bởi lớp liên kết cả hai và lớp cao hơn (TCP, UDP, vv) phát hiện lỗi [lưu ý 1] Do đó, IPv6 router không cần phải recompute một tổng kiểm tra khi tiêu đề các lĩnh vực (chẳng hạn như thời gian sống (TTL) hay hop count) thay đổi. [lưu ý 2]
* Các trường TTL của IPv4 đã được đổi tên thành Hop Limit, phản ánh một thực tế là các bộ định tuyến không còn dự kiến sẽ tính toán thời gian một gói tin đã chi trong hàng đợi.
Theo : Wikipedia
Mobility
Không giống như IPv4 điện thoại di động, điện thoại di động định tuyến IPv6 tránh hình tam giác và do đó hiệu quả như bản IPv6. IPv6 router cũng có thể hỗ trợ mạng di động cho phép toàn bộ mạng con để di chuyển đến một điểm kết nối mới router mà không cần đánh số lại. [22] [Sửa] Tùy chọn mở rộng
Các tiêu đề giao thức IPv4 có kích thước cố định (40 octet) cho các thông số tùy chọn. Trong IPv6, lựa chọn được thực hiện như các tiêu đề mở rộng thêm sau khi các tiêu đề IPv6, là giới hạn kích thước của chúng chỉ bằng kích thước của một gói toàn bộ. Cơ chế đầu mở rộng cung cấp mở rộng để hỗ trợ các dịch vụ trong tương lai cho chất lượng dịch vụ, an ninh, di động, và những người khác, mà không có thiết kế của giao thức cơ bản.
Jumbograms
IPv4 giới hạn các gói tin đến 65535 (216-1) octet của tải trọng. IPv6 hỗ trợ tùy chọn cho các gói tin vượt quá giới hạn này, được gọi là jumbograms, có thể lớn như 4294967295 (232 - 1) octet. Việc sử dụng jumbograms có thể cải thiện hiệu suất trên các liên kết cao MTU. Việc sử dụng jumbograms được chỉ định bởi các tiêu đề Jumbo Option Payload.
Định dạng gói Gói IPv6 header.
Các gói tin IPv6 gồm có hai phần: phần đầu của gói tin và tải trọng. Phần đầu bao gồm một phần cố định với chức năng tối thiểu cần thiết cho tất cả các gói dữ liệu và có thể chứa phần mở rộng tùy chọn để thực hiện các tính năng đặc biệt.
Các tiêu đề cố định chiếm 40 octet đầu tiên (320 bit) của gói tin IPv6. Nó chứa các địa chỉ nguồn và đích, các tùy chọn phân loại giao thông, một hop truy cập, và con trỏ cho tiêu đề gia hạn nếu có. The Next Header trường, hiện diện trong mỗi lần gia hạn là tốt, trỏ tới phần tử tiếp theo trong chuỗi các phần mở rộng. Các trường điểm cuối cùng để các giao thức lớp trên được tiến hành trong payload của gói tin.
Gia hạn thực hiện các tùy chọn tiêu đề được sử dụng để điều trị đặc biệt của một gói tin trong mạng, ví dụ, để định tuyến, phân mảnh, và để bảo mật bằng cách sử dụng khung IPsec.
Các tải trọng có thể có kích thước lên đến 64KiB mà không có tùy chọn đặc biệt, hoặc lớn hơn với một lựa chọn tải trọng jumbo trong một Hop-by-Hop tiêu đề mở rộng Options.
Phân mảnh là chỉ xử lý ở những điểm kết thúc phiên giao tiếp, bộ định tuyến không bao giờ đoạn một gói tin, và máy dự kiến sẽ sử dụng Path MTU Discovery để chọn một kích thước gói dữ liệu có thể đi qua các đường dẫn toàn bộ thông tin liên lạc.
Phát biểu
Các tính năng quan trọng nhất của IPv6 là một không gian địa chỉ lớn hơn nhiều so với IPv4. Địa chỉ IPv6 có 128 bit dài, so với chỉ 32 bit trước đây. [24] Trong khi không gian địa chỉ IPv4 chỉ có khoảng 4,3 × 109 (4300000000) địa chỉ, IPv6 hỗ trợ khoảng 3,4 × 1038 (340 undecillion) địa chỉ duy nhất, được coi là đủ trong tương lai gần .
địa chỉ IPv6 được viết nhóm bốn chữ số thập lục phân cách nhau bằng dấu hai chấm, ví dụ, năm 2001: db8: 1f70:: 999: de8: 7648:6 e8. địa chỉ IPv6 được một cách hợp lý chia làm hai phần: một 64-bit mạng (sub-) tiền tố, và một giao diện 64-bit định danh.
địa chỉ IPv6 được phân loại theo ba loại phương pháp kết nối mạng: địa chỉ unicast xác định mỗi giao diện mạng, địa chỉ anycast xác định một nhóm các giao diện, thông thường tại các địa điểm khác nhau trong đó gần nhất là tự động lựa chọn, và địa chỉ multicast được sử dụng để cung cấp một gói tin đến nhiều giao diện. Phương pháp phát sóng không thực hiện trong IPv6. Mỗi địa chỉ IPv6 có một phạm vi, mà xác định, trong đó một phần của mạng đó là hợp lệ và duy nhất. Một số địa chỉ là duy nhất chỉ có trên mạng tại địa phương (-sub), đã đưa được trên toàn cầu duy nhất.
Một số địa chỉ IPv6 được sử dụng cho mục đích đặc biệt, chẳng hạn như địa chỉ loopback. Ngoài ra, một số phạm vi địa chỉ được coi là đặc biệt, như địa chỉ liên kết, địa phương để sử dụng trong các mạng lưới địa phương duy nhất, và multicast trưng-node địa chỉ sử dụng trong giao thức Neighbor Discovery.
IPv6 trong Hệ thống tên miền
Trong hệ thống tên miền, tên máy chủ được ánh xạ tới địa chỉ IPv6 của các hồ sơ tài nguyên AAAA, cái gọi là hồ sơ quad-A. Đối với độ phân giải ngược lại, IETF dành các ip6.arpa miền, nơi không gian tên là phân cấp chia cho đại diện 1-chữ số thập lục phân của các đơn vị nibble (4 bit) của địa chỉ IPv6. Đề án này được định nghĩa trong RFC 3596.
Định dạng Địa chỉ
Trong nhiều trường hợp, địa chỉ IPv6 gồm có hai phần hợp lý: một hệ thống 64-bit tiền tố, và một 64-bit địa chỉ host-một phần, mà thường là tự động tạo ra từ địa chỉ MAC giao diện. Địa chỉ IPv6 gồm có 8 nhóm các giá trị thập lục phân 16-bit được phân cách bởi dấu hai chấm (:) cho thấy như sau:
Định dạng của địa chỉ IPv6 là: aaaa: aaaa: aaaa: aaaa: aaaa: aaaa: aaaa: aaaa
Ký hiệu của IPv6 được đơn giản hóa các quy định sau:
Nguyên tắc một: zero hàng đầu có thể được bỏ qua.
Ví dụ, dòng này: FE80: 0000:0000:0000:0202: B3FF: FE1E: 8329
Có thể được viết là: FE80: 0:0:0:202: B3FF: FE1E: 8329
Quy tắc thứ hai: Một số liên tiếp của zero trong một địa chỉ có thể được thay thế bằng một tràng tăng gấp đôi - nhưng chỉ một lần trong một địa chỉ.
Ví dụ: FE80: 0:0:0:202: B3FF: FE1E: 8329
trở thành: FE80:: 202: B3FF: FE1E: 8329
Trong môi trường mà IPv4 và IPv6 nodes là hỗn hợp, các giá trị thập phân của một địa chỉ IPv4 có thể được đưa vào bốn miếng để bit thấp của địa chỉ.
Ví dụ: 192.168.0.2 có thể được viết như 0:0:0:0:0:0:192.168.0.2 hay:: 192.168.0.2 hoặc trong hex như thế này::: C0A8:
0 Nhận xét:
Post a Comment