Câu 28: Ipv6: đặc điểm, cấu trúc, tiêu đề, các ưu điểm so với Ipv4. Các dải triển khai, chuyển đổi Ipv6 phổ biến hiện nay

1.      Các đặc trưng cơ bản và ưu điểm của Ipv6 so với Ipv4:

-          Không gian địa chỉ lớn hơn

Ipv4 là 32 bit địa chỉ trong khi Ipv6 là 128 bit địa chỉ

Với phạm vi của địa chỉ IPv6, việc cung cấp địa chỉ trở nên thoải mái hơn rất nhiều. (Về mặt lý thuyết, 128bit địa chỉ có khả năng cung cấp 2^128 địa chỉ, nhiều hơn địa chỉ của IPv4 khoảng 8 tỷ tỷ tỷ lần. Số địa chỉ này nếu rải đều trên bề mặt trái đất thì trung bình mỗi mét vuông sẽ có khoảng 665 570 tỷ tỷ địa chỉ.) Một số nhà phân tích tính toán và kết luận rằng, cho dù sử dụng như thế nào, chúng ta cũng không thể dùng hết địa chỉ IPv6. Số lượng địa chỉ này sẽ đáp ứng được sự bùng nổ của các thiết bị IP trong tương lai. Ngoài ra IPv6 còn cung cấp phương thức mới tự động cấu hình địa chỉ và xây dựng một phép kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ IP.

-          Header đơn giản hơn

 Phần Header của IPv6 được giảm xuống tới mức tối thiểu bằng việc chuyển tất cả các trường phụ thuộc hoặc không cần thiết xuống phần header mở rộng nằm ngay sau phần header của IPv6 . Việc này làm giảm thời gian xử lý và tăng thời gian truyền.

- Khả năng địa chỉ hóa và định tuyến linh hoạt hơn:  Địa chỉ IPv6 được thiết kế để tạo ra cơ sở định tuyến phân cấp, hiệu quả và có khả năng tập hợp lại dựa trên sự phân cấp thành nhiều mức của các nhà cung cấp dịch vụ (ISP). Ipv6 cho phép các mạng đa mức và phân chia thành các mạng con riêng lẻ. Có khả năng tự động trong việc đánh địa chỉ. Mở rộng khả năng định tuyến bằng cách thêm trường Scop vào địa chỉ quảng bá.

- Tự động cấu hình địa chỉ : Tương tự như IPv4, IPv6 cũng cung cấp khả năng cấu hình địa chỉ tự động bởi DHCP, ngoài ra còn đưa thêm khả năng tự động cấu hình địa chỉ khi không có DHCP Server. Trong một mạng, các host có thể tự động cấu hình địa chỉ của nó bằng cách sử dụng IPv6 Prefix nhận được từ router(gọi là địa chỉ link-local). Hơn nữa trong một mạng mà không có router thì host cũng có thể tự động cấu hình địa chỉ link-local để liên lạc với các host khác.

- Bảo mật : Hỗ trợ IPSec đã được hỗ trợ ở ngay bản thân của IPv6. Yêu cầu bắt buộc này như là một tiêu chuẩn cho an ninh mạng, đồng thời mở rộng khả năng làm việc được với nhau của các loại sản phẩm.

-          Mã hóa dữ liệu: Phía gửi sẽ tiến hành mã hóa gói tin trước khi gửi.

-           Toàn vẹn dữ liệu: Phía nhận có thể xác nhận gói tin nhận được để đảm bảo rằng dữ liệu không bị thay đổi trong quá trình truyền.

-          Xác nhận nguồn gốc dữ liệu: Phía nhận có thể biết được phía gửi gói tin.

-          Antireplay: Phía nhận có thể phát hiện và từ chối gói tin gửi lại.

-           Chất lượng dịch vụ tốt hơn (QoS) : Phần header của IPv6 được đưa thêm một số trường mới. Trường nhãn luồng (Flow Label) ở IPv6 header được dùng để đánh nhãn cho các luồng dữ liệu. Từ đó các router có thể có những xử lý khác nhau với các gói tin thuộc các luồng dữ liệu khác nhau. Do trường Flow Label nằm trong IPv6 header nên QoS vẫn được đảm bảo khi phần tải trọng được mã hóa bởi IPSec.

-           Khả năng mở rộng tốt : IPv6 có khả năng mở rộng tốt bằng việc sử dụng phần header mở rộng ngay sau phần IPv6 header. Điều này cho phép thêm vào các chức năng mạng mới. Không giống như IPv4, phần lựa chọn chỉ có 40 byte thì với IPv6, phần mở rộng chỉ bị hạn chế bởi kích thước của gói tin IPv6.

-          Giao thức phát hiện lân cận NDP (Neighbor Discovery Protocol) của Ipv6 là một dãy các thông báo ICMPv6 cho phép quản lý tương tác giữa các node lân cận, thay thế ARP trong Ipv4. Các thông báo ICMPv4 Router Discovery và ICMPv4 Redirect được thay thế bởi các thông báo Multicast, Unicast Neighbor Discovery.

-          Tính di động: Ipv4 không hỗ trợ cho tính di động. Ipv4 cho phép nhiều thiết bị di động kết nối vào internet theo chuẩn của PCMCIA qua mạng công cộng nhờ sóng vô tuyến.

2.      Cấu trúc Ipv6:

Địa chỉ Ipv6 có thể chia thành 3 loại như sau:

-          Địa chỉ Unicast: là địa chỉ của một giao diện. Mỗi gói tin được chuyển đến địa chỉ Unicast sẽ chỉ được định tuyến đến giao diện gắn với địa chỉ đó.

-          Địa chỉ Anycast: Là địa chỉ của một tập giao diện thuộc của nhiều node khác nhau . Mỗi gói tin gửi tới địa chỉ Anycast sẽ được chuyển tới chỉ một trong tập giao diện gắn với địa chỉ đó (là giao diện gần node gửi nhất và có Metrics nhỏ nhất)

-          Địa chỉ Multicast: Địa chỉ của tập các giao diện thuộc về nhiều node khác nhau. Một gói tin gửi tới địa chỉ Multicast sẽ được gửi tất cả các giao diện trong nhóm.

-           

3.       Chiến lược chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6

Do số lượng nút trên Internet là một con số khổng lồ, nên việc chuyển dịch từIPv4 sang IPv6 không thể xảy ra đột ngột. Phải mất một khoảng thời gian đáng kể đểcác hệ thống trên Internet có thể chuyển từ IPv4 sang IPv6. Việc chuyển dịch phải trôichảy để không có vấn đề gì giữa hệ thống IPv4 và IPv6.Ba chiến lược đã được IETF phát triển để sự chuyển dịch trôi chảy hơn, gồm:chồng giao thức kép, đường hầm và dịch tiêu đề.

Chồng giao thức kép

Chiến lược này khuyến nghị rằng mọi trạm trước khi di trú hoàn toàn sangIPv6, phải có một chồng giao thức kép. Nói cách khác, một trạm phải chạy IPv4 vàIPv6 đồng thời cho đến khi toàn bộ Internet đều sử dụng IPv6.

Đường hầm

Đường hầm là chiến lược được sử dụng khi hai đầu cuối IPv6 muốn truyềnthông với nhau, nhưng gói phải đi qua một khu vực sử dụng IPv4. Để qua khu vực này,gói phải có một địa chỉ IPv4. Gói IPv6 được đóng gói trong gói IPv4 khi nó đi vào khuvực, và được mở gói khi nó rời khỏi khu vực. Dường như gói IPv6 đi vào đường hầmở một đầu và ló ra ở đầu kia.

 Dịch tiêu đề 

Chiến lược dịch tiêu đề cần thiết khi phần lớn Internet đã chuyển sang IPv6 vàchỉ còn một phần nhỏ sử dụng IPv4. Máy gửi muốn sử dụng IPv6, nhưng trạm nhậnkhông hiểu IPv6. Đường hầm không hoạt động trong trường hợp này vì gói phải ở định dạng IPv4 để trạm nhận có thể hiểu được. Trong trường hợp này, định dạng tiêuđề phải được thay đổi toàn bộ thông qua quá trình dịch tiêu đề. Tiều đề IPv6 đượcchuyển đổi thành tiêu đề IPv4.