Giới thiệu về địa chỉ internet thế hệ mới ipv6

BAN CÔNG TÁC THÚC ĐẨY PHÁT TRIỂN IPV6 QUỐC GIA
TRUNG TÂM INTERNET VIỆT NAM

 Trung tâm 
 
 



GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA CHỈ
INTERNET THẾ HỆ MỚI IPV6














Hà nội 11/2014


1
MỤC LỤC

CHƢƠNG 1: LÝ DO RA ĐỜI IPV6 4
1. 4
 4
 5
 6
 8
 8
 8
 10
  14
CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC, CÁCH THỨC BIỂU DIỄN VÀ CÁC DẠNG ĐỊA CHỈ IPV6 15
 16
 16
 16
 18
 19
 22
 22
 22
 28
 34
 34
6 35
 35
 36
 36
  37
CHƢƠNG 3: GIAO THỨC IPV6 – CÁC ĐẶC ĐIỂM SO SÁNH VỚI IPV4 40
3.1 IPV6 HEADER 40
3.1.1 IPv4 header 41

2
3.1.2 IPv6 Header -  42
 47
 48
3.2.2 Quality-of- 49
 52
CHƢƠNG 4: CÁC THỦ TỤC VÀ QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN 55
NET CONTROL MESSAGE PROTOCOL VERSION 6) 57
 57
4.1.2 Phân  58
- ND 62
 63
 65
 67
 69
 69
- DAD) 70
 71
 71
 73
 75
4.3.7 Quy  75
 77
4.4. 77
 78

 79
 79
 81

 81
 81
Tóm t 82
 82
  86

3
CHƢƠNG 5: CÁC CÔNG NGHỆ CHUYỂN DỊCH TỪ IPV4 SANG IPV6 88
 89
5.1.1 Dual-stack 89
 90
 92
 92
 93
5.2.2 Tunnel Broker 93
 96
 101
 101
  106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 107


4
1: LÝ DO RA IPV6
1.1 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA IPV4
1.1.1 Sự cạn kiệt không gian địa chỉ IPv4
 IPv4 

 
   áp

), n IPv4 

IPv4 
 IPv4 
IPv4 
IPv6 

IPv4 
IPv4 IPv4 
IPv4 
IPv4 









IPv4  
IPv4 

IPv4 .



Bình D
PC
Server

Cell
phone
IPV4
cupper
wireless Others
PC
Server
Cell
IPV6
cupper
wireless
Fiber
Car TV
Sensor
Home
PLC …
Hình 1: Sự biến đổi của Internet

5


IPv4  
       IPv4            IPv4   
IPv6.

IPv4 IPv4 

IPv4 
 (tháng 11/2014), 
IPv4.

1.1.2 Hạn chế về công nghệ và nhƣợc điểm của IPv4
Cấu trúc định tuyến không hiệu quả:
IPv4  
IPv4 
IPv4, 
lý (gng gói tin).
Hạn chế về tính bảo mật và kết nối đầu cuối – đầu cuối:
IPv4 IPv4 
   

1
 
 
 .
IPv4 . 

riêng (private) 
IPv4 
-  
 
-server ngày
 .
- 



1
IPSec : Mt công ngh cung cp bo mt, xác thc và nhng dch v an ninh khác ti tng IP.

6

IPv4 
IPv4 
mà IETF
2

IPv4 là IPv6 (Internet Protocol Version 6),  IP 
(IP Next Generation  IPng). IPv4
bít.
1.1.3 Mục tiêu trong thiết kế IPv6:
IPv6 au:
- 
- -
- IPv4 
host. IPv6  k 

- IPv6 
- 

3
IPv4

- IPv4 
g internet 
thành m


2
IETF: Internet Engineering Taskforce - T chc tiêu chun hoá, vit các tài liu tiêu chun hoá (RFC) phc v
hong Internet toàn cu.
3
Multicast: Công ngh cho phép gi mng thi ti mnh các thit b mng.
NAT
NAT
PC
PC
Public IPV4
Private IPV4
Private IPV4
Kẻ xâm
nhập
Server
NAT
NAT
PC
PC
Public IPV4
Private IPV4
Private IPV4

Kẻ xâm
nhập
Server


Hình 2: Mô hình thực hiện NAT của địa chỉ IPv4

7
- IPv4 
 



8
1.2 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI IPV6
1.2.1 Tiêu chuẩn hóa IPv6
 
RFC1752
4
.
Quá trình nhóm
 IPv6 
RFC
IPv6 RFC 2460
5
IPv6, IPv6,
à: RFC2461
6
 de IPv6  và
RFC2463

7

IPv6, RFC2373
8


9
, IPv6  danh . Tr
  
10
, c 
RFC3587
11
IPv6 
, IPv6
IPv6 

song song 
IPv6IPv6 
IPv6  nhóm
IPv6 IETF (
IPv6 ETF.
1.2.2 Tình hình triển khai IPv6 trên thế giới
N
IPv4  
IPv6 .
IPv6 
IPv6 c
IPv4IPv6
IPv6

4
RFC1752 - The Recommendation for the IP Next Generation Protocol
5
RFC 2460 - Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification
6
RFC 2461 - RFC 2461 - Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)
7
RFC 2463 - Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6)
Specification
8
RFC2373 - IP Version 6 Addressing Architecture
9
RFC2374 - An IPv6 Aggregatable Global Unicast Address Format
10
RFC3513 - Internet Protocol Version 6 (IPv6) Addressing Architecture
11
RFC3587 - IPv6 Global Unicast Address Format

9
IPv6 5
11/2014).



Hình 3: Sự tăng trƣởng ngƣời sử dụng IPv6 trên thế giới tính đến tháng 11/2014 (nguồn Google)




    IPv6              
).

Quốc gia
Chỉ số phát
triển chung
Tỉ lệ
quảng bá
IPv6
Tỉ lệ số hiệu
mạng quảng
bá IPv6
Tỉ lệ nội
dung IPv6
Ngƣời sử
dụng
Tổng điểm
(trên 10)

28.16%
40.23%
59.97%
45.11%
6.83%
6.5
Pháp
30.14%
45.09%
73.74%
49.72%

4.9%
6.3

27.79%
45.91%
81.37%
28.7%
3.44%
4.9

10.56%
13.24%
38.2%
2.5%
0.73%
1.4
Úc
20.92%
28.15%
68.18%
46.86%
0.57%
3.3

10
Campuchia
9.01%
25%
30.36%
51.48%

0.07%
1.4
Indonesia
16.1%
28.52%
51.5%
48.81%
0.38%
2.6
Malaysia
21.64%
30.97%
66.52%
53.78%
0.83%
3.7
Philippines
14.59%
23.88%
55.37%
50.38%
0.02%
1.8
Thái Lan
22.22%
43.04%
80.14%
49.84%
0,17%
3


7.22%
21.43%
28.87%
35.04%
0%
0.8

Bảng 1: Đánh giá kết quả triển khai IPv6 theo một số tiêu chí cơ bản của Việt Nam trong tương quan so
sánh với một số quốc gia hàng đầu và các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á tại thời điểm tháng 3/2014
(nguồn
1.2.3. Tình hình thúc đẩy và triển khai IPv6 tại Việt Nam
- -
IPv6IPv6
IPv4 
             IPv6   IPv4        
03/2008/CT- IPv6 
- IPv6 
IPv6 
IPv6  IPv6 IPv6 
WWW.IPv6.VN).
- - IPv4 và
IPv6. 
IPv6  
IPv6 c
IPv6 IPv6).
IPv4 sang IPv6 
Giai đoạn 1 (Từ 2011- đến 2012): Giai đoạn chuẩn bị
- IPv6;
-    IPv6    IPv6 t

Nam;
- 
IPv6.

11
Giai đoạn 2 (Từ 2013- đến 2015): Giai đoạn khởi động
- IPv4 IPv4 và IPv6;
- IPv6 
- IPv6 
Giai đoạn 3 (Từ 2016- đến 2019): Giai đoạn chuyển đổi
- IPv6IPv6;
- IPv6.

, IPv6 
IPv6IPv6 
IPv6 
IPv6 
IPv6 - 

Tại NetNam:
- Kết nối trong nƣớcIPv6 IPv6 

- Kết nối quốc tếIPv6 

- Hệ thống DNSIPv6
- Dịch vụ truy cậpIPv6 

- Dịch vụ nội dung   IPv6.
IPv6 
- Các dịch vụ khác            


Tại Viettel:
- Kết nối trong nƣớc: CIPv6 
- Kết nối quốc tếIPv6 

- Hệ thống DNSIPv6
- Dịch vụ truy cậpIPv6 

IPv4 
   stack IPv4/IPv6       IPv6    

IPv6
IPv6 IPv6/IPv4
- Dịch vụ nội dung: Không có.

12
- Các công tác khác: IPv6


Tại FPT Telecom:
- Kết nối trong nƣớcIPv6 
- Kết nối quốc tếIPv6 

- Hệ thống DNSIPv6
- Dịch vụ truy cập
 song song IPv4/IPv6 dual-
IPv6 

- Dịch vụ nội dungIPv6



Tại Công ty VTC Công nghệ và Truyền thông số:
- Kết nối trong nƣớc và quốc tế
IPv6 
- Hệ thống DNSIPv6
- Dịch vụ nội dung-
 IPv6.
IPv6 
; .
  IPv6                 
.
Tại VNPT:
- Kết nối trong nƣớc-
và TP HCM.
- Kết nối quốc tế-

- Hệ thống DNSIPv6
- Dịch vụ truy cập
- Dịch vụ nội dung
IPv6.
- Các dịch vụ khác: Tháng 10/2013, VNPT IPv6 

Về phía mạng IPv6 Quốc gia:
IPv6 
 IPv4/IPv6     


13
 Promote IPv6 
IPv6 IPv6 

IPv6 
IPv6 

ghi IPv6 
IPv6 
IPv6 
IPv6 IPv6 
IPv6 

14
Hỏi – đáp cuối chƣơng 1:
1. 

T: -IPv6)
2. IPv6 
T: IPv6  
IPv4 IPv6 IPv4 
IPv4 
  
 
 

sang IPv6 ?
T : 2016, 2020


15
, CÁCH VÀ
CÁC IPV6
 IPv4 và IPv6IPv6 

IPv4
IPv4
IPv6.
 :
- IPv6
- IPv6.
- IPv6.

16
2.1 CÁCH THỨC BIỂU DIỄN VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6
2.1.1 Tổng quan về địa chỉ IPv6, khác biệt so với IPv4
IPv6 IPv4
IPv6IPv4 
 Địa chỉ IPv6 có nhiều loại
IPv6 
giao
 IPv4 


- IPv6 
nhau.
- IPv6 IPv6.
 Địa chỉ IPv6 được gắn cho giao diện (interface). Một giao diện có thể đồng thời gắn nhiều
địa chỉ.
IPv4 
IPv4 IPv4 
IPv4  IPv4 
IPv4 

IPv6 IPv6 


IPv6 


12
.
2.1.2 Biểu diễn địa chỉ IPv6
IPv6 IPv6 
ho
IPv6 
IPv6 thành dãy 

IPv6 



12
Công ngh ng hm (tunnel) c mô t trong chng 4 ca tài liu

17









2.1.2.1 Rút gọn cách viết địa chỉ IPv6

IPv6 
IPv6 IPv6

 

 IPv6
IPv6

IPv6 
IPv6:




Địa chỉ IPV6: 128 bit
0010 0000 …00… 1100 1011 1010 0010 0011 1001 1011 0111
2000:0000:0000:0000:0000:0000:CBA2:39B7
32 cụm 4 bit = 32 chữ số hexa = 8 cụm 4 chữ số hexa

18

                

IPv6 IPv4. IPv6 
IPv4 IPv4
2.1.2.2 Biểu diễn một dải địa chỉ IPv6
IPv4IPv6 IPv6 
Địa chỉ IPv6/số bít mạng

-                

FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF.
- 0:0::     
2001:0DC8:0:0:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

2.1.3 Cấu trúc của một địa chỉ IPv6
IPv6 IPv6 
này):





Hình 4: Cấu trúc thƣờng thấy của một địa chỉ IPv6
IPv6IPv4:
 Bít xác định loại địa chỉ IPv6 (bít tiền tố - prefix):
IPv6  
IPv6 

gian chung IPv6.

IPv6
IPv4 
 Các bít định danh giao diện (interface ID):

Định danh giao diện
(INTERFACE ID)
Tiền tố (prefix)
n bít
64 –n bít
64 bít

128 bít

19
IPv6 
nk-IPv6 -
 

IPv6 /64.
2.1.4 Định danh giao diện (interface identifier) trong địa chỉ IPv6
IPv6


 EUI-
 
  .
2.1.4.1 Tự động tạo 64 bít định danh giao diện từ địa chỉ MAC của card mạng
h EUI-48 và EUI-
, 
Dạng thức EUI-48:
-
b



Dạng thức EUI-64:

-


Ánh xạ từ EUI-48 sang EUI-64:

-- 
 -48 .





20











Cấu thành 64 bít định danh giao diện IPv6 từ địa chỉ MAC:
trong IPv6 -


xxxx). 
IPv6.
Ví dụ :
IPv6  -90-27-17-FC-0F :
1. -48 (00-90-27-17-FC-
-64 (00-90-27-FF-FE-17-FC-0F)
2. --90-27-FF-FE-

17-FC-0F









Định danh nhà sản xuất
Định danh giao diện
EUI - 48
EUI - 64
00 90 27 17 FC 0F
FF FE
00 90 27 17 FC 0F
00 90 27 17 FC 0FFF FE
Ethernet MAC
(48 bit)
0000 00X0
Đảo bit X (thuật toán bù) . 0
trở thành 1
02 90 27 17 FC 0FFF FE
Interface ID
(64 bit)
00 90 2700 90 27 17 FC 0F17 FC 0F
FF FEFF FE
00 90 27 17 FC 0F00 90 2700 90 27 17 FC 0F17 FC 0F
00 90 27 17 FC 0FFF FE00 90 2700 90 27 17 FC 0FFF FE

Ethernet MAC
(48 bit)
0000 00X0
Đảo bit X (thuật toán bù) . 0
trở thành 1
0000 00X00000 00X0
Đảo bit X (thuật toán bù) . 0
trở thành 1
02 90 2702 90 27 17 FC 0FFF FE
Interface ID
(64 bit)

Hình 5: Ánh xạ từ EUI-48 tới EUI-64
Hình 6: Tự động cấu hình 64 bít định danh giao diện từ địa chỉ MAC

21
2.1.4.2 Tự động tạo 64 bít định danh giao diện một cách ngẫu nhiên

IPv4 
 
IPv6
 


13
 



13
RFC3041: Privacy Extensions for Stateless Address Autoconfiguration in IPv6


22

2.2 CÁC DẠNG ĐỊA CHỈ IPV6
2.2.1 Tổng quan về phân loại địa chỉ IPv6
 IPv4
- Broadcast: 
node IPv4 nh host
                

- Unicast: IPv4 
IPv4 
IPv4.
- Multicast:    IPv4           
239.255.255.255               


IPv6 không còn duy trì kIPv6 

- Unicast: 

 
- Multicast:   
                   
mu 
IPv6 
broadcast trong IPv4         IPv6     

   IPv4      multicast
IPv6 
- Anycast:     IPv6
 


IPv6 

, IPv6 unicast và IPv6 ác
nhau. Các  
2.2.2 Những dạng địa chỉ thuộc loại UNICAST

23
 
1) Địa chỉ đặc biệt
2) Địa chỉ Link-local
3) Địa chỉ Site-local
4) Địa chỉ định danh toàn cầu (Global unicast address)
5) Địa chỉ tương thích (Compatibility address)
2.2.2.1 Địa chỉ đặc biệt
IPv6 
 0:0:0:0:0:0:0:0  "::" IPv6 
 
   IPv6          
 IPv6   

 0:0:0:0:0:0:0:1 hay "::1" 
IPv4. Cá

vi node

2.2.2.2 Địa chỉ link-local
Khái niệm node lân cận (neighbor node) trong hoạt động của địa chỉ IPv6:
Trong IPv6
IPv6IPv6 

-
Địa chỉ link-local:
Link-IPv6 IPv6 
-and-cho phép IPv6 host 
IPv6 node luôn luôn có
-local.
Địa chỉ link-local luôn được node IPv6 cấu hình một cách tự động, khi bắt đầu hoạt động, ngay cả khi không
có sự tồn tại của mọi loại địa chỉ unicast khác . 
IPv6 -local là do IPv6 

14
. - Iinterface
ID) và -local là FE80::/10.
Cấu trúc địa chỉ link-local


14
Tham kho mc 2.1.4 v nh danh giao din trong a ch IPv6

24
Khi không có router, các node IPv6 -

-

-
(Interface ID).
2.2.2.3 Địa chỉ site-local
IPv6, dIPv6 Site-
IPv4ày là

router biên IPv6 không  -
-local có IPv6
-
-





-
 
- IPv6IPv6
-IPv6 
. Do vậy, IETF đã sửa đổi RFC3513, loại bỏ đi dạng địa chỉ site-local.
-IPv6

2.2.2.4 Địa chỉ unicast định danh toàn cầu (Global unicast address)
 IPv4 


Hình 7: Cấu trúc địa chỉ link-local
Hình 8: Cấu trúc địa chỉ Site-local