Giới thiệu về thế hệ địa chỉ internet mới IPV6

GIỚI THIỆU VỀ THẾ HỆ

Địa Chi Internet MÓI

IPv6


TRUNG TÂM INTERNET VIỆT NAM (VNNIC)

GIỚI THIỆU VỀ THẾ HỆ

Địa Chỉ Internet Mới

IP^G
—...

I ■ I

Đoi với một thanh niên, chủng ta không
thế tạo ân huệ nào lớn hơn là cho phép
anh ta được đọc sách không mât tiên ở
một thư viện công cộng tốt. (Braitơn)
Biên soạn: KS. Nguyễn Thị Thu Thủy

Hiệu đính: Th.s. Hồng Minh Cường

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ
_ _ _ _ _ _ _ _ THỦ ĐỨC_ _ _ _ _ _ _ _

THƯ VIỆN
ĐKCB.... ......... /lítáìA...

NHÀ XT BẢN BƯU ĐIỆN
TP. HỒ CHÍ MINH - 2006

-T
MUK
4 ft


LỜI GIỚI THIỆU
Địa chỉ của các mảy tính trên Internet hiện nay đang được đảnh số
theo thế hệ địa chỉ phiên bản 4 (IPv4) gồm 32 bit. Trên lý thuyết, không
gian IPv4 bao gồm hơn 4 ti địa chỉ (thực tế thì ít hơn). Tuy nhiên đứng
trước sự phát triển mạnh mẽ về số lượng các thiết bị trên mạng lưới thì
xảy ra nguy cơ thiếu hụt khơng gian địa chi IPv4; cùng với những hạn
chê trong công nghê và những nhược điểm của IPv4 đã thúc đẩy sự ra
đời của một thế hệ địa chỉ Internet mới IPv6.
IPv6 được thiết kế với hy vọng khắc phục những hạn chế vốn có
của địa chỉ IPv4 như bị hạn chế về không gian địa chỉ, cấu trúc định
tuyến và bảo mật, đồng thời đem lại những đặc tính mới thỏa mãn các
nhu cầu dịch vụ của thế hệ mạng mới như khả năng tự động cấu hĩnh
mà không cần hỗ trợ của mảy chủ DHCP, cấu trúc định tuyến tốt hơn,
ho trợ tốt hơn multicast, ho trợ bảo mật và cho di động tốt hơn. Hiện
nay IPv6 đã được chuẩn hóa từng bước, chuẩn bị đưa vào ứng dụng
thực tế trong tương lai. Trung tám Internet Việt Nam (VNNIC) biên soạn
cuốn sách "Giới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet mới IPv6 ” cho các
bạn có nhu cầu tìm hiếu về IPv6.

Cuốn sách gồm 5 chirơng: Chương 1: Giới thiệu về IPv4, IPv6;
Chương 2: cấu trúc địa chi IPv6; Chỉĩơng 3: Các thủ tục và quy trĩnh

họat động của IPv6; Chương 4: Các công nghệ chuyển đoi giao tiếp
giữa Ipv4-IPv6; Chương 5: Thiết lập một mạng thuần IPv6 (trong điều
kiện IPv4 vẫn đang được ứng dụng) cung cấp một so dịch vụ cơ bản
DNS, WEB, FTP.
Chúng tôi cảm ơn Nhà xuất bản Bưu điện đã góp phần trong việc
hồn thành cuốn sách này. Trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc và rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp để cuốn sách ngày càng hoàn
thiện hơn trong những lần xuất bàn sau. Mọi ý kiến xin gửi về: Trung
tâm Internet Việt Nam, 115 Trần Duy Hưng, cầu Giấy, Hà Nội; Điện

thoại: 04.5564944; Fax: 04.5564955.

Xin trăn trọng cảm ơn.

TRUNG TÂM INTERNET VIỆT NAM


MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU.......................................................................... 5
GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGŨ VÀ TÙ VIẾT TÁT......... 11

CHUÔNG 1: ĐỊA CHỈ INTERNET PHIÊN BẢN 4 (IPV4)
VÀ THẾ HỆ ĐỊA CHỈ INTERNET MỚI (IPV6)................... 17
I. ĐỊA CHỈ INTERNET PHIÊN BẢN 4 (IPV4)..................................................... 18
1.1. Các hệ số thập phân, nhị phân, hexa decimal..................................................... 18

I.2. Biểu diễn địa chì Internet phiên bản 4................................................................. 19

I.3. Chức năng của địa chỉ IPv4..................................................................................20
I.4. Cấu trúc địa chỉ IPv4............................................................................................. 21

I.5. Biểu diễn một dải địa chỉ IPv4...................

22

I.6. Khơng gian địa chì IPv4........................................................................................ 22
I.7. Quản lý địa chỉ Internet......................................................................................... 23

II. HẠN CHẾ CÙA THẾ HỆ Đ|A CHỈ IPV4 VÀ MỤC TIÊU PHÁT TRIỂN IPV6... 24
11.1 , Sự cạn kiệt địa chỉ IPv4...................................................................................... 24

II.2 . Hạn chế về công nghệ và nhược điểm cùa IPv4................................................ 26

II.3 . Mục tiêu trong thiết kế IPv6.......................................................................

27

III. HIỆN TRẠNG TRIỀN KHAI IPv6 TOÀN CẰU.............................................. 28
111, 1. Tiêu chuẩn hóa IPv6.......................................................................................... 28

III. 2. Tinh hình thừ nghiệm, phát triển IPv6............................................................... 29

CHUÔNG 2: CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPv6......................

35

I. CẢCH BIẾU DIỄN VÀ CẤU TRÚC Đ|A CHỈ IPV6.......................................... 36
I.2. Tổng quan về địa chỉ IPv6, khác biệt so với IPv4................................................. 36
I.2. Biểu diễn địa chì IPv6........................................................................................... 37

8

Giới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet mói - IPv6

1.3. Cấu trúc cùa một địa chỉ IPv6............................................................................... 39
1.4. Định danh giao diện trong địa chỉ IPv6.................................................................40

II. CẤU TRÚC ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ CÁC DẠNG ĐỊA CHỈ IPv6.......................... 43
11.1 Tổng quan về phân loại địa chỉ IPv6..................................................................... 43

II.2 Những dạng địa chỉ thuộc loại UNICAST............................................................ 44

II.3 . Những dạng địa chỉ thuộc loại Multicast............................................................ 51
II.4 . Loại địa chỉ ANYCAST.......................................................................

59

II.5 . Lựa chọn địa chỉ mặc định trong IPv6................................................................ 60

III. TÓM TẮT VỀ ĐỊA CHỈ IPv6......................... .........
111. 1. Thống kê về các dạng địa chỉ IPv6...................................

61
61

III. 2. Những dạng địa chỉ máy tính IPv6 nghe lưu lượng và xử lý............................ 62

III. 3. Những dạng địa chỉ router IPv6 nghe lưu lượng và xừ lý......................

63

IV. PHẰN MÀO ĐẦU IPV6................................................................................ 63
IV. 1. Phần mào đầu IPv4................................................................

65

IV .2. Mào đầu của IPv6 - Những thay đổi, cài tiến so với IPv4................................ 66

V. ĐẶC TÍNH CỦA ĐỊA CHỈ IPv6........................................

73

V .1. Tổng quát chung................................................................................................. 73
V. 2. Chát lượng dịch vụ QoS trong thế hệ địa chỉ IPv6............................................. 75
V.3 . Hỗ trợ tốt hơn về bào mật trong thế hệ địa chỉ IPv6.......................................... 79

VI. THỰC HÀNH KÍCH HOẠT IPV6 TRÊN HỆ ĐIÈU HÀNH WINDOWS,
LINUX. CẮU HÌNH KẾT NỐI BẰNG ĐỊA CHỈ IPV6............................................. 80
VI .1. Hỗ trợ IPv6 trong hệ điều hành Windows 2003 server..................................... 80

V I.2. Hỗ trợ IPv6 trên hệ điều hành Linux.................................................................84
VI .3. Một số tiện ích kiểm tra kết nối và kiểm tra cấu hình.....................

86

VI. 4. Thực hành...............................................................................,......................... 87

CHƯƠNG 3: CÁC THỦ TỤC VÀ QUY TRÌNH
HOẠT ĐỘNG Cơ BẢN CỦA ĐỊA CHỈ IPV6....................... 99
I. THỦ ĩục ICMPV6........................

101

1.1. Tổng quát về vai trò của thủ tục ICMPv6 trong hoạt động cùa IPv6.................. 101

I.2. Phân loại thông điệp ICMPV6....................................

102


9

Mục lục

II. THỦ TỰC ND............................................................................................... 106
11.1 . Thông điệp ICMPv6 sử dụng trong thủ tục ND................................................. 108

II.2 . Tim hiểu về gói tin ND

c.............................................................................. 111

II.3 . Những quy trình ND cung cấp......................................................................... 113

MỘT SỐ QUY TRÌNH HOẠT ĐỌNG cơ BẢN CỦA ĐỊA CHỈ IPv6......... 114

III.

111, 1. Quy trình phân giải địa chỉ lớp 2 từ địa chì IPv6 lớp 3..................................... 114

III. 2. Kiểm tra trùng lặp địa chỉ trên một đường kết nối.......................................... 116

III. 3. Kiểm tra khả năng có thể kết nối được tới node lân cận................................ 117

III. 4. Tim kiếm bộ định tuyến trên đường kết nối RD............................................... 118
III. 5. Tự động cấu hình địa chỉ khơng trạng thái của thiết bị IPv6........................... 120

III. 6. Đánh số lại thiết bị IPv6................................................................................... 123
III. 7. Quy trình tìm kiếm giá trị PathMTU phục vụ cho việc phân mành gói tin IPv6 ..124

IV.

THỦ TỤC QUẢN LÝ QUAN HỆ THÀNH VIÊN MULTICAST - MLD....... 125

IV. 1. Tổng quát về thủ tục MLD............................................................................... 125
IV .2. Ba thông điệp ICMPv6 sừ dụng trong thù tục MLD........................................127

V. THỰC HÀNH QUAN SÁT GIAO TIẾP VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC
NODE IPv6.....
................................................. .................................... 128
V.1. Cấu hlnh IPv6 trên bộ định tuyến Cisco...............................

128

V.2. Thực hành..........................................................................

131

CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ CHUYỂN ĐĨI
GIAO TIẾP IPV6 - IPV4......................................................... 141
I. TỔNG QUAN VÊ CƠNG NGHẸ CHUYỂN ĐỔI IPV6 - IPV4....................... 142

1.1. Dual-stack........................................................................................................... 142
I.2. Công nghệ đường hầm....................................................................................... 144
I.3. Công nghệ chuyển đổi.............................................

II. MỘT SỐ CƠNG NGHỆ TẠO ĐƯỜNG HẰM...................

146

146

11.1 . Cấu hình bằng tay đường hầm......................................................................... 146

II.2 . Tunnel Broker................................................................................................... 147

II.3 . Công nghệ đường hầm 6to4...............................................................................151

III. THỰC HÀNH THIẾT LẬP VÀ sử DỤNG ĐƯỜNG HẰM........................... 157


10

Giới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet mói - IPv6

CHUÔNG 5: THIẾT LẬP MẠNG THỬ NGHIỆM CHỈ
DÙNG ĐỊA CHỈ IPV6 CUNG CẤP MỘT SỐ DỊCH vụ
DNS, WEB, FTP..................................................................... 165
I. GIỚI THIỆU MỌT SỒ PHẦN MỀM HỖ TRỢ IPV6....................................... 166
1.1. IPv6 với dịch vụ DNS.......................................................................................... 166

I.2. Một số phần mềm cung cấp dịch vụhỗ trợ IPv6................................................. 167

I.3. Một số phần mềm Client dịch vụ hỗ trợ IPv6...................................................... 168

II. THỰC HÀNH THIẾT LẬP MẠNG................................................................ 169
11.1 . Mục tiêu thực hành............................................................................................169

II.2 . Chuẩn bị............................................................................................................ 169

II.3 . Các bước thực hiện.......................................................................................... 171

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................... 185


GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGŨ VÀ
TÙ VIẾT TẮT

6Bone
Mạng thử nghiệm về IPv6, bao gồm các site IPv6 kết nối thông các đường
hầm, sử dụng cơ sở hạ tầng mạng Internet IPv4. 6Bone được huỷ bỏ vào
06/06/2006.
Anycast

Cách thức gửi gói tin đến một đích bất kỳ trong một nhóm các máy.

APNIC

Asia Pacific Network Information Centre. Tổ chức quản lý địa chỉ IP, số hiệu
mạng cấp vùng, phụ trách khu vực châu Á - Thái Bình Dương.
ARIN
American Registry for Internet Number - Tổ chức quản lý địa chỉ IP, số hiệu
mạng cấp vùng, phụ trách khu vực Bắc Mỹ.

ARP
Address Resolution Protocol - Thủ tục phân giải địa chỉ, sử dụng trong IPv4
để phân giải địa chỉ IPv4 thành địa chỉ lớp 2 tương ứng, ví dụ địa chỉ Ethernet
MAC

Broadcast

Một gói tin có địa chỉ đích broadcast sẽ được truyền tải tới và được xử lý bởi
mọi máy trong một mạng.
DAD
Duplicate Address Detection, một quá trình cho phép node IPv6 đảm bảo
được rằng một địa chỉ chưa được sử dụng trên đường kết nối trước khi node
IPv6 quyết định sử dụng địa chỉ.

DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol - Thủ tục cấu hình địa chỉ động, cấp địa
chỉ tạm thời cho thiết bị IPv4. Được sử dụng cho phép một thiết bị IPv4 tìm
địa chỉ IP và những thông tin khác như máy chù tên miền nội bộ mà khơng
cần tới cấu hình thủ cơng và lưu trữ những thông tin này trên máy.


Giới thiệu về thé hệ địa chỉ Internet mới - IPv6

12

DHCPV6

Dynamic Host Configuration Protocol version 6 - Thủ tục cấu hình địa chì
động phiên bản 6.

Dual-stack
Một node dual-stack là một node làm việc với cả IPv4 và IPv6.
Đường kết nối

Đường kết nối, (hay đường link): Khái niệm sử dụng ở đây để chỉ một kết nổi
Ethernet.
Gateway
Máy tính, hoặc thiết bị thực hiện vai trò như một “cửa” đưa lưu lượng từ một
máy tính ra mạng ngồi hoặc sang một mạng khác.
Header

Mào đầu - phần chứa các thông tin phục vụ cho việc xử lý thông tin tại các
lớp trong mô hình hoạt động của thủ tục TCP/IP.
Hop limit
Một trường cùa Mào đầu IPv6, xác định số đường kết nối tối đa mà gói tin có
thể đi qua trước khi bị huỷ bỏ.
Host
Khái niệm dùng ở đây để chỉ máy tính, hoặc thiết bị khác, cung cấp dịch vụ,
không thực hiện chức năng định tuyến.

IANA
Internet Assigned Numbers Authority - Tổ chức quản lý tài nguyên số (địa chỉ
IP, số protocol, số port...) quốc tế

ICANN
Internet Corporation for Assigned Names and Numbers. Tổ chức phi lợi
nhuận, đàm nhiệm vai trò quản lý về tài nguyên số (địa chỉ IP, các thông số
thủ tục) và tên (hệ thống tên miền), đồng thời quản lý hệ thống máy chủ tên
miền gốc toàn cầu.

ICMP
Internet Control Message Protocol - Thủ tục của những thông điệp điều khiển,
sử dụng trao đổi những thông điệp báo lỗi giao tiếp, thơng điệp chẩn đốn
mạng trong hoạt động của IP.


Giải thích các thuật ngữ và từ viết tắt

13

ICMPv4

Internet Control Message Protoco version 4 - Thủ tục ICMP phiên bản 4. Khái
niệm này đồng nhất với khái niệm ICMP.

ICMPv6
Internet Control Message Protoco version 6 - Thủ tục ICMP phiên bản 6, là
phiên bản đã được sửa đổi, nâng cấp của ICMP, phục vụ cho hoạt động của
IPv6.
IETF

Internet Engineering Taskforce - Tổ chức tiêu chuẩn hoá, viết các tài liệu tiêu
chuẩn hố (RFC) phục vụ hoạt động Internet tồn cầu.
IGMP

Internet Group Management Protocol - Thủ tục sử dụng trong công nghệ
multicast IPv4 để thiết lập quan hệ thành viên nhóm multicast trong một
mạng. Thủ tục này cho phép một máy tính thông báo với bộ định tuyến trên
mạng của nỏ rằng nó muổn nhận lưu lượng của một địa chỉ multicast nhất
định.

ỈPSec
Một công nghệ cung cấp bảo mật, xác thực và những dịch vụ an ninh khác tại
tầng IP.

IPv4
Internet Protocol version 4 - Phiên bản 4 của thủ tục Internet. Hiện đang
được sử dụng phổ biến trong hoạt động mạng Internet toàn cầu.
IPv6

Internet Protocol version 6 - Phiên bàn 6 của thủ tục Internet, được phát triển
nhằm thay thế IPv4, khắc phục những hạn chế của phiên bản IPv4 và cải
thiện thêm nhiều đặc tính mới.
LACNIC
Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry - Tổ chức quản lý
địa chỉ IP, số hiệu mạng cấp vùng, phụ trách khu vực Mỹ Latinh và biển
Caribe.

Loopback
Kênh giao tiếp cho phép phần mềm khách (client) có thể giao tiếp với phần
mềm chủ (server) trên cùng một máy. Người sử dụng dùng một địa chỉ IP
thưởng là 127.0.0.1 để trỏ về máy tính này. Dài đja chì sử dụng cho chức
năng loopback là từ 127.0.0.0 đến 127.255.255.255 .


Giời thiệu về thê' hệ địa chỉ Internet mới - IPv6

14

MLD

Multicast Listener Discovery - Là một thủ tục, sử dụng các thông điệp
ICMPv6, cho phép các bộ định tuyến khám phá ra những địa chỉ IPv6
multicast nào đang được "nghe" lưu lượng trên một đường kết nối.

MTU

Maximum Transmission Unit - Kích thước gói tin lớn nhất có thể truyền tải
trên một đường kết nối.
Multicast

Cơng nghệ cho phép gửi một gói tin IP đồng thời tới một nhóm xác định các
thiết bị mạng. Các thiết bị mạng này có thể thuộc nhiều tổ chức và định vị ờ
các vị trí địa lý khác nhau.

NAT
Network Address Translation - Một công nghệ thay thế địa chỉ trong gói tin IP
khi gỏi tin đi ra, hoặc vào một mạng, cho phép nhiều thiết bị mạng đánh địa
chỉ riêng (private) có thể chia sẻ cùng một địa chỉ toàn cầu (public) và kết nối
vào Internet.

ND

Neighbor Discovery - Một thủ tục mới, được phát triển trong hoạt động IPv6.
ND sử dụng các thông điệp ICMPv6 để đảm nhiệm các quy trình giao tiếp
cần thiết giữa các node trên một đường kết nối như quy trình phân giải địa
chỉ (thực hiện bằng thủ tục ARP trong IPv4), quy trình tìm kiềm bộ định
tuyến...
Node

Khái niệm ở đây dùng để chỉ một thiết bị (bao gồm cả máy tính, bộ định

tuyến, hoặc thiết bị khác), là một điểm kết nối vào mạng.

PathMTU Discovery

Quy trình tìm kiếm giá trị MTU nhỏ nhất trên một đường kết nối từ nguồn tới
đích.
Prefix

Là một khối địa chỉ IPv4 hoặc IPv6, được quyết định bằng việc cố định một
số bít đầu tiên của địa chỉ. Ví dụ 203.119.9.0/24 là tập hợp các địa chỉ IPv4
từ 203.119.9.0 đến 203.119.9.255. Đối với IPv6, 200Ó::/3 là tập hợp các địa
chỉ IPv6 cỏ ba bit đầu tiên là 001 (chữ cải hexa đầu tiên trong địa chỉ là 2
hoặc 3).


Giải thích các thuật ngữ và tử viết tắt

15

QoS

Quality of Service: Khái niệm trong truyền tải lưu lượng, đảm bảo lưu lượng
mạng đi đến đích theo một chất lượng nhất định (mức độ lỗi, thời gian truyền
tải lưu lượng...)

RFC
Request For Comments - Những tài liệu tiêu chuẩn cho Internet, được soạn
thảo và xuất bản bởi IETF.

RIPE NCC

Réseaux IP Européens Tổ chức quản lý địa chỉ IP, số hiệu mạng cấp vùng,
phụ trách khu vực Châu Âu.

RIR
Regional Internet Registry - Tồ chức quản lý và phân bổ địa chỉ IP cấp vùng
cho các hoạt động Internet. Những tổ chức này cũng có những vai trị trong
việc hỗ trợ qn lý cơ sở hạ tầng Internet và phát triển chính sách quản lý tài
nguyên địa chỉ IP, sổ hiệu mạng ASN.

Router

Bộ định tuyến - Thiết bị mạng thực hiện chức năng chuyển tiếp lưu lượng
giữa câc mạng.
TCP/IP

Transmission Control Protocol/lnternet Protocol - Một bộ các giao thức giao
tiếp, phục vụ cho việc kết nối các thiết bị trên Internet.

Tunnel
Đường hầm - Là một cách thức truyền gói tin IPv6 từ một điểm tới một điểm
khác trên mạng, sử dụng cơ sở hạ tầng mạng IPv4 bằng cách bọc gỏi tin
IPv6 trong gói tin IPv4, do vậy chúng có thể đi được trong cơ sờ hạ tầng
mạng IPv4.
Unicast

Cách thức gửi gói tin thơng thường. Trong đó gói tin chỉ được gửi đến một
đích duy nhất. Những cách thức gửi gói tin khác bao gồm anycast, broadcast
và multicast
VPN

Virtual Private Network. Được nhắc tới như một mạng trong đó có các phần
mạng cách nhau bởi vị trí địa lý được kết nối thơng qua Internet cơng cộng
song dữ liệu truyền qua Internet được mã hoá, do vậy toàn bộ mạng được
xem như một mạng riêng “ảo”.


. i-'-i) >6? íí.ìi

• ưí

••

■n

.

j

. 1ST io

;■
:> >f; -

■

rjr lirfw ’ air ifflffioO ion ^9Upsf»
IT T i'ôri nèd Ịếux 6V oẽrtí

I i

OOM JIAIH
U -. '1 ’

I c Jib ỊT enqoiuă Al XUBƠ8ỐR

T! r J

■ ■
.

■

.ố

.

1

■ .

?

irii l Jan-5íni lột) Ịgorl oéo orto ị
pÀỂi ạrt Ò3 O0\l nfcup ỗrl oệiv ,

31 ể I isv-nô. I J I vsn 0ỳrt..> ớ
ãUr: rta .inlrto né-lý tịrít £ í:’

■ ụẠ

ó. • Ai ’rto ■■r' ■' ■ ■ 1'U Ị

19. juol
'■■ ■ tí > ■ ?>.'■ -

, n

. :

'

yngíú Of) si; g

‘TVKJT

13Ểí iịn tồ--! oiv oo v orta ,it

ã ô

Isrtr : r

3 'iiữ .’m iị/ • - lộfì! . ơv-ỉl nit W ré
'ừrt? fioBO lộm éj - cnổíi grrouG ;
nĩi iịg )d rtor- giisd £vẠI ỵrisHi r iề ộri < 5Ọt gnvb w onsm rail oèriH '
;-v?
3
.■>•■; . Ợ"ĩ ê -1-
'
ãã :
og

ãL
-c I
frvAI enrn
ôớbifU




r

ã>

Tớú:

ớo

k ninl BU; e.r ■

n>’ I

íồu í-

ị

d

; PH'iidVi JcdfiỵỊÌoib '
bOiHurn sv [

ub ỳVgĩb iĩ! Ị. K..i usrln rioiố gnẹrr. I

‘oé: jnồn prẹrú íộh vrln mex !


CHƯƠNG 1

ĐỊA CHỈ INTERNET PHIÊN BẢN 4
(IPV4) VÁ THẾ HỆ ĐỊA CHỈ
INTERNET MỚI (IPV6)

Trong phần đầu tiên cuốn sách, chúng tôi xin nhắc lại một cách tổng
quan về thế hệ địa chỉ Internet phiên bản 4 hiện tại đang đưọ’c sử dụng
(IPv4), nguyên nhân tại sao cần thiết phát triển phiên bản mới của địa
chỉ Internet. Từ đó giới thiệu với bạn đọc về địa chí Internet phiên bàn
6 - IPv6, phiên bản ứng dụng tiếp theo của thủ tục Internet. Đây là
phiên bản được thiết kế nhằm khắc phục những hạn chế của giao thức
Internet IPv4 và bổ sung những tính năng mới cần thiết trong hoạt
động và dịch vụ mạng thế hệ sau. Chúng tôi cũng chia sẻ với các bạn
những địa chỉ, nguồn thơng tin bạn có thể sử dụng để tìm hiểu thêm,
cập nhật những thơng tin mới nhất về công nghệ IPv6.
Chương 1 bao gồm những mục chính sau đây:

•

Nhắc lại về địa chỉ Internet phiên bàn 4 (IPv4).

•

Hạn chế của thế hệ địa chì IPv4. Mục tiêu phát triền IPv6.

•

Hiện trạng triển khai IPv6 tồn cầu.

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ
_ _ _ _ _ _ _ _ THỦ ĐỨC_ _ _ _

THƯ VIỆN
ĐKCB.......... .................................


18

Giói thiêu về thê hệ địa chí Internet mới - IPv6

I. ĐỊA CHỈ INTERNET PHIÊN BẢN 4 (IPV4)
Bạn làm gì khi muốn gọi điện thoại cho một người quen bên Mỹ, chắc
chắn là nhắc điện thoại lên và quay số cùa người đó, bao gồm cà mã
quốc gia, mã vùng theo quy định. Để gửi thư tới nhà một người thân,
bạn đề chính xác địa chỉ trên bì thư. Như vậy, để xác định một thực
thể trong một mạng nhất định, thực thể đó cần được định danh theo
một cách thức quy định sẵn và định danh này là duy nhất trên mạng.
Các thực thể muốn giao tiếp với nhau, cần theo một cách thức chung
quy định sẵn.

Khi nhiều mạng con kết nối với nhau để giao tiếp, trao đổi thơng tin,
người ta gọi đó là liên mạng (Internetwork). Internet là liên mạng toàn
cầu, kết nối các thiết bị mạng. Mỗi thiết bị tham gia mạng này cũng cần
một cách thức nào đó định danh duy nhất. Đồng thời phải có cách thức
chung đẻ chúng liên hệ, giao tiếp được với nhau. Cách thức để các
máy tính nói chuyện, giao tiếp với nhau trên mạng toàn cầu được gọi

là giao thức. Hiện nay, Internet toàn cầu sử dụng tập hợp giao thức
TCP/IP. Giao thức IP (Internet Protocol) xác định cách thức truyền tải
các gói tin đi trên liên mạng.
Thiết bị trong mạng Internet định danh duy nhất bằng một hệ thống số,
được gọi là địa chỉ Internet. Hệ thống số được thiết kế từ thời điểm ban
đầu của Internet được gọi là địa chỉ Internet phiên bản 4 (IPv4). Thiết
bị mạng tham gia hoạt động Internet toàn cầu được gắn các địa chĩ
trong hệ thống số này theo quy định của giao thức IP. Hiện nay, chúng
ta vẫn đang sử dụng phổ biến phiên bản địa chỉ này trong hoạt động
của mạng Internet toàn cầu.

1.1. Các hệ số thập phân, nhị phân, hexa decimal
Chữ số chúng ta sử dụng trong cuộc sống thường nhật được gọi là số
thập phân. Phép tính thực hiện với các con số thập phân được gọi là
cơ số 10. Mọi chữ số chỉ có thể biểu diễn được mười giá trị từ 0 đến 9.
Đối với con người, những con số hệ số thập phân vô cùng quen thuộc.

Hệ thập phân (cơ số 10)

2024 = 4x10° + 2X101 + OxlO2 + 2xl03 = 2024


Chương 1: Địa chí Internet phiên bán 4 (IPv4) va ... IPv6

19

Tuy nhiên, trong lĩnh vực kỹ thuật, máy móc lại sử dụng phổ biến hai
hệ số khác, như con người quen thuộc với hệ số thập phân: đó là hệ
nhị phân (binary - cơ số 2) và hệ số hexa decimal (cơ số 16).

Các máy tính lưu trữ và xử lý thông tin bằng một tập hợp những đoạn
thông tin với hai tình trạng đơn giản “có” và “khơng”. Hệ nhị phân chỉ
bao gồm hai số “1” và “0” tương ứng tình trạng này. Các giá trị bao
gồm dãy các chữ số 0 và 1. Với cơ số 2, con số nhị phân sẽ được quy
đổi ra giá trị thập phân như sau:

Hệ nhị phân (cơ số 2)
1101 = 1x2° + 0X21 + lx 22 + lx23 = 13
Con số 13 của hệ số thập phân tương ứng với dãy số 1101 biểu diễn
trong hệ nhị phân. Nếu chuyển đổi một dãy số 32 bít nhị phân
“11001011101000100011100110110111” sang dạng số thập phân
theo quy tắc như trên, giá trị thập phân nhận được sẽ vơ cùng lớn và
khó nhớ. Do vậy, người ta thường hay sử dụng cách thức nhóm các
số nhị phân, có thể theo 4 số (octet) hay 8 số (byte). Chuỗi số 32 bit
trên có thể phân ra như sau:

"1100.1011.1010.0010.0011.1001.1011.0111"
Nếu phân từng nhóm 4 số nhị phân, mỗi nhóm sẽ có 16 giá trị thập
phân từ 0 đến 15. Hồn tồn có thể xây dựng một hệ số cỏ 16 giá trị.
Hệ số đó được gọi là hệ số hexa decimal, còn gọi tắt là hexa, cơ số 16.
Tuy nhiên, có một vấn đề về các ký tự biểu diễn giá trị con số hexa:
chúng ta chỉ có 9 chữ số để biểu diễn mười giá trị từ 0 đến 9. Như vậy
từ giá trị 10 đến 15, cần phải dùng các ký tự dạng chữ để biểu diễn.
Các ký tự đó được sử dụng như sau: A biểu diễn giá trị 10, B-11, C-12,

D-13, E-14 và F-15.

Một số hexa tương ứng nhóm 4 số nhị phân. Chúng ta có thể quy đổi
qua lại giữa các hệ số nhị phân, thập phân, hexa decimal:

Hexa, decimal (cơ số 16)
0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, c, D, E, F

F= 15 (thập phân) = 1111 (nhị phân)

CA82 = 2x16° + 8X161 + 10xl62 + 12xl63 = 51842

1.2. Biểu diễn địa chỉ Internet phiên bản 4
Trong phiên bản 4, một địa chỉ Internet được thiết kế bao gồm 32 bit
nhị phân. Nếu viết 32 con số nhị phân để biểu diễn một địa chỉ IPv4 thì


Giời thiệu về thê' hệ địa chỉ Internet mới - IPv6

20

vơ cùng bất tiện và khó nhớ. Do vậy, ngồi hệ số nhị phân, người ta
còn sử dụng các hệ số thập phân và hexa decimal để biểu diễn địa chỉ
IPv4. Trong đó, cách thức biểu diễn địa chỉ IPv4 dưới dạng số thập
phân là thông dụng nhất.
Để chuyển đỗi 32 bit nhị phân IPv4 sang biểu diễn dưới dạng sổ thập

phân, 32 bit nhị phân này được chia thành các nhóm 8 bit phân cách
nhau bởi dấu chấm và chuyển đổi thành giá trị thập phân cho dễ nhớ:

Địa. chỉ IPv4
11001011101000100011100110110111 (32 bit)

I
11001011. 10100010 . 00111001. 10110111 (32 bit)

ị
203. 162 . 57 . 183
Nếu 32 bit này, thay vì chia thành các nhóm 8 bit như trên, được chia
thành các nhóm 4 bit nhị phân và chuyển đổi sang chữ số hexa. Rồi lại
tiếp tục nhóm 4 chữ số hexa thành một nhóm phân cách bởi dấu
khi đó địa chỉ IPv4 này được biểu diễn theo dạng số hexa decimal.

Biểu diễn dạng’ hexa decimal
1100-1011-1010-0010-0011-1001-1011-0111 (32 bit)
ĩ

12-11-10-2-3-9-11-7 (cụm 4 bit sang thập phân)

■ị
c—B—A—2—3-9-B-7 (hexa decimal)

I
CBA2:39B7 (biểu diễn dạng hexa decimal)

1.3. Chức năng của địa chỉ IPv4
Chắc hẳn bạn đọc sẽ nói rằng: chức năng cùa địa chì IPv4 là để định
danh các thiết bị trên mạng Internet chứ sao? Tuy nhiên, như vậy chưa
đù. Địa chỉ IPv4 có hai chức năng cơ bản sau đây:


Chương 1: Địa chỉ Internet phiên bán 4 (IPv4) và ... IPv6

•

21

Định danh các giao diện mạng

Địa chỉ IPv4 cung cấp số định danh duy nhất cho những giao diện
(card mạng) tham gia vào mạng Internet. Từ đó xác định một node
(máy tính, hoặc thiết bị mạng) duy nhất trên mạng Internet.
•

Hỗ trợ cho định tuyến

Để truyền tải thơng tin từ một mạng sang một mạng khác trên Internet,
có những thiết bị thực hiện chức năng làm cầu nối, chuyển tải thông tin
giữa các mạng gọi là các bộ định tuyến (router). Định tuyến là quy trình
trên các thiết bị này để dịch chuyển gói tin từ một mạng sang mạng

khác trên liên mạng. Thật ngạc nhiên khi nói địa chỉ IPv4 hỗ trợ cho
quy trình này. Nhưng thật sự, địa chỉ IPv4 được quy định theo một cấu
trúc hỗ trợ router quyết định thực hiện những gì với gói tin, dựa trên
giá trị của địa chỉ, từ đó hỗ trợ quy trình định tuyến.

1.4. Cấu trúc địa chỉ IPv4
Để hỗ trợ cho định tuyến, địa chỉ IPv4 có một cấu trúc nội bộ để xác
định các mạng và xác định các thiết bị (host) trong một mạng. 32 bit
trong một địa chỉ IPv4 được chia thành hai phần:

•

Phần xác định mạng

Một số nhất định các bit, tính từ trái qua trong địa chì IPv4 dùng để xác
định mạng (Network ID). Phần này còn được gọi là tiền tổ mạng
(network prefix) hay gọi tắt là tiền tố (prefix).
•

Phần xác định máy tính trong mạng

Số các bit cịn lại trong địa chỉ sẽ được sử dụng để xác định các máy
tính (Host ID) trong một mạng nhất định.
32 bít

Network ID
(n bit)

Host ID
(32 - n bit)

Hình 1: Cấu trúc địa chỉ IPv4

Địa chỉ IPv4 đầu tiên của một mạng, tức địa chỉ với phần Host ID toàn
giá trị 0 được sừ dụng để xác định mạng.
Ví dụ: