GIỚI THIỆU VỀ THẾ HỆ ĐỊA CHỈ INTERNET MỚI IPV6

M ã số: KT 02 SM 06

TR U N G TÂ M IN TE R N E T V IỆ T N A M (VNNIC)










B iên soạn : KS. N guyễn T hị T hu T hủy
H iệu đín h: T h.S . H oàng M inh C ƣ ờ ng







N H À X U Ấ T B Ả N B Ƣ U Đ IỆ N
T P . H Ồ C H Í M IN H - 2006

LỜ I G IỚ I T H IỆ U
Đ ịa chỉ của các m áy tính trên Internet hiện nay đang được đánh số
theo thế hệ địa chỉ phiên bản 4 (IP v4) gồm 32 bit. T rên lý thuyết, không
gian IPv4 bao gồm hơn 4 tỉ địa chỉ (thực tế thì ít hơn). T uy nhiên đứ ng
trước sự phát triển m ạnh m ẽ về số lư ợ ng các thiết bị trên m ạng lư ớ i thì
xảy ra nguy cơ thiếu hụt không gian địa chỉ IP v4; cùng với những hạn
chế trong công nghệ và những nhược điểm của IP v4 đã thúc đẩy sự ra
đời của m ột thế hệ địa chỉ Internet m ới IP v6.
IP v6 đượ c thiết kế với hy vọng khắc phục nhữ ng hạn chế vốn có
của địa chỉ IP v4 như bị hạn chế về không gian địa chỉ, cấu trúc định
tuyến và bảo m ật, đồng thời đem lại những đặc tính m ới thỏa m ãn các
nhu cầu dịch vụ của thế hệ m ạng m ớ i như khả năng tự động cấu hình
m à không cần hỗ trợ của m áy chủ D H C P , cấu trúc định tuyến tốt hơn,
hỗ trợ tốt hơn m ulticast, hỗ trợ bảo m ật và cho di động tốt hơn. H iện
nay IP v6 đã được chuẩn hóa từng bướ c, chuẩn bị đưa vào ứng dụng
thực tế trong tư ơng lai. T rung tâm Internet V iệt N am (V N N IC ) biên soạn
cuốn sách “ G iới thiệu về thế hệ địa chỉ In tern et m ới IP v6” cho các
bạn có nhu cầu tìm hiểu về IP v6.
C uốn sách gồm 5 chư ơ ng: C hư ơ ng 1: G iớ i thiệu về IP v4, IP v6;
C hương 2: C ấu trúc địa chỉ IP v6; C hư ơ ng 3: C ác thủ tục và quy trình
họat động của IP v6; C hương 4: C ác công nghệ chuyển đổi giao tiếp
giữa Ipv4-IP v6; C hương 5: T hiết lập m ột m ạng thuần IP v6 (trong điều
kiện IP v4 vẫn đang được ứng dụng) cung cấp m ột số dịch vụ cơ bả n
DNS, WEB, FTP.
C húng tôi cảm ơn N hà xuất bản B ưu điện đã góp phần trong việc
hoàn thành cuốn sách này. T rân trọng giớ i thiệu cùng bạn đọc và rất
m ong nhận được những ý kiến đóng góp để cuốn sách ngày càng hoàn
thiện hơn trong những lần xuất bản sau. M ọi ý kiến xin gửi về: Trung
tâm In ternet V iệt N am , 115 T rần D uy H ư ng, C ầu G iấy, H à N ội; Đ iện
thoại: 04.5564944; F ax: 04.5564955.

X in trân trọng cảm ơn.
T R U N G T Â M IN T E R N E T V IỆ T N A M






M Ụ C LỤ C

LỜ I G IỚ I T H IỆ U .................................................................................... 6
G IẢ I T H ÍC H C Á C T H U Ậ T N G Ữ V À T Ừ V IẾ T T Ắ T ............................. 13
C H Ư Ơ N G 1: Đ ỊA C H Ỉ IN T E R N E T P H IÊ N B Ả N 4 (IP V 4) V À T H Ế H Ệ
Đ ỊA C H Ỉ IN T E R N E T M Ớ I (IP V 6) ......................................................... 19
I. Đ ỊA C H Ỉ IN T E R N E T P H IÊ N B Ả N 4 (IP V 4) ...................................................... 20
I.1. C ác hệ số thập phân, nhị phân, hexa decim al ..................................................... 20
I.2. B iểu diễn địa chỉ Internet phiên bản 4 .................................................................. 21
I.3. C hứ c năng của địa chỉ IP v4 ................................................................................ 22
I.4. C ấu trúc địa chỉ IP v4 ........................................................................................... 23
I.5. B iểu diễn m ột dải địa chỉ IP v4 ............................................................................. 24
I.6. K hông gian địa chỉ IP v4 ...................................................................................... 24
I.7. Q uản lý địa chỉ Internet ....................................................................................... 25
II. H Ạ N C H Ế C Ủ A T H Ế H Ệ Đ ỊA C H Ỉ IP V 4 V À M Ụ C T IÊ U P H Á T T R IỂ N IP V 6 ... 26
II.1. S ự cạn kiệt địa chỉ IP v4 ..................................................................................... 26
II.2. H ạn chế về công nghệ và nhƣ ợ c điểm của IP v4 ................................................ 28
II.3. M ục tiêu trong thiết kế IP v6 ................................................................................ 29
III. H IỆ N T R Ạ N G T R IỂ N K H A I IP v6 T O À N C Ầ U ............................................... 30
III.1. T iêu chuẩn hóa IP v6 ......................................................................................... 30
III.2. T ình hình thử nghiệm , phát triển IP v6 ............................................................... 31
C H Ư Ơ N G 2: C Ấ U T R Ú C Đ ỊA C H Ỉ IP v6 .............................................. 37

I. CÁC H B IỂ U D IỄ N V À C Ấ U T R Ú C Đ ỊA C H Ỉ IP V 6 ........................................... 38
I.2. T ổng quan về địa chỉ IP v6, khác biệt so vớ i IP v4 ................................................. 38
I.2. B iểu diễn địa chỉ IP v6.......................................................................................... 39
10 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


I.3. C ấu trúc của m ột địa chỉ IP v6.............................................................................. 41
I.4. Đ ịnh danh giao diện trong địa chỉ IP v6 ................................................................ 42
II. C Ấ U T R Ú C Đ Á N H Đ ỊA C H Ỉ V À C Á C D Ạ N G Đ ỊA C H Ỉ IP v6 ........................... 45
II.1 T ổng quan về phân loại địa chỉ IP v6 ................................................................... 45
II.2 N hữ ng dạng địa chỉ thuộc loại U N IC A S T ............................................................ 46
II.3. N hữ ng dạng địa chỉ thuộc loại M ulticast ............................................................. 53
II.4. Loại địa chỉ A N Y C A S T ....................................................................................... 61
II.5. Lự a chọn địa chỉ m ặc định trong IP v6 ................................................................ 62
III. T Ó M T Ắ T V Ề Đ ỊA C H Ỉ IP v6 .......................................................................... 63
III.1. T hống kê về các dạng địa chỉ IP v6 .................................................................... 63
III.2. N hữ ng dạng địa chỉ m áy tính IP v6 nghe lƣ u lƣ ợ ng và xử lý .............................. 64
III.3. N hữ ng dạng địa chỉ router IP v6 nghe lƣ u lƣ ợ ng và xử lý ................................... 65
IV . P H Ầ N M À O Đ Ầ U IP V 6 ................................................................................. 65
IV .1. P hần m ào đầu IP v4 .......................................................................................... 67
IV .2. M ào đầu của IP v6 - N hữ ng thay đổi, cải tiến so vớ i IP v4................................... 68
V . Đ Ặ C T ÍN H C Ủ A Đ ỊA C H Ỉ IP v6 ....................................................................... 75
V .1. T ổng quát chung................................................................................................ 75
V .2. C hất lƣ ợ ng dịch vụ Q oS trong thế hệ địa chỉ IP v6 .............................................. 78
V .3. H ỗ trợ tốt hơ n về bảo m ật trong thế hệ địa chỉ IP v6 ........................................... 81
V I. T H Ự C H À N H K ÍC H H O Ạ T IP V 6 T R Ê N H Ệ Đ IỀ U H À N H W IN D O W S ,
LIN U X . C Ấ U H ÌN H K Ế T N Ố I B Ằ N G Đ ỊA C H Ỉ IP V 6. ........................................... 82
VI.1. H ỗ trợ IP v6 trong hệ điều hành W indow s 200 3 server ....................................... 82
V I.2. H ỗ trợ IP v6 trên hệ điều hành Linux .................................................................. 86
V I.3. M ột số tiện ích kiểm tra kết nối và kiểm tra cấu hình ......................................... 88

V I.4. T hự c hành ........................................................................................................ 89
C H Ư Ơ N G 3: C Á C T H Ủ T Ụ C V À Q U Y T R ÌN H
H O Ạ T Đ Ộ N G C Ơ B Ả N C Ủ A Đ ỊA C H Ỉ IP V 6 ...................................... 101
I. T H Ủ T Ụ C IC M P V 6 ....................................................................................... 103
I.1. T ổng quát về vai trò của thủ tục IC M P v6 trong hoạt động của IP v6 ................... 103
M ục lục 11


I.2. P hân loại thông điệp IC M P V 6 ........................................................................... 104
II. T H Ủ T Ụ C N D ............................................................................................... 108
II.1. T hông điệp IC M P v6 sử dụng trong thủ tục N D ................................................. 110
II.2. T ìm hiểu về gói tin N D ...................................................................................... 114
II.3. N hữ ng quy trình N D cung cấp .......................................................................... 115
III. M Ộ T S Ố Q U Y T R ÌN H H O Ạ T Đ Ộ N G C Ơ B Ả N C Ủ A Đ ỊA C H Ỉ IP v6 ............. 117
III.1. Q uy trình phân giải địa chỉ lớ p 2 từ địa chỉ IP v6 lớ p 3 ...................................... 117
III.2. K iểm tra trùng lặp địa chỉ trên m ột đƣ ờ ng kết nối ............................................ 118
III.3. K iểm tra khả năng có thể kết nối đƣ ợ c tớ i node lân cận. ................................. 119
III.4. T ìm kiếm bộ định tuyến trên đƣ ờ ng kết nối R D ............................................... 120
III.5. T ự động cấu hình địa chỉ không trạng thái của thiết bị IP v6 ............................. 122
III.6. Đ ánh số lại thiết bị IP v6................................................................................... 126
III.7. Q uy trình tìm kiếm giá trị P athM T U phục vụ cho việc phân m ảnh gói tin IP v6 .. 126
IV . T H Ủ T Ụ C Q U Ả N LÝ Q U A N H Ệ T H À N H V IÊ N M U LT IC A S T - MLD ............ 128
IV .1. T ổng quát về thủ tục M LD ............................................................................... 128
IV .2. B a thông điệp IC M P v6 sử dụng trong thủ tục M LD .......................................... 130
V . T H Ự C H À N H Q U A N S Á T G IA O T IẾ P V À H O Ạ T Đ Ộ N G C Ủ A C Á C
NODE IPv6 ...................................................................................................... 131
V .1. C ấu hình IP v6 trên bộ định tuyến C isco ........................................................... 131
V .2. T hự c hành ....................................................................................................... 134
C H Ư Ơ N G 4: C Ô N G N G H Ệ C H U Y Ể N Đ Ổ I
G IA O T IẾ P IP V 6 – IPV4.................................................................... 145

I. T Ổ N G Q U A N V Ê C Ô N G N G H Ệ C H U Y Ể N Đ Ổ I IP V 6 - IPV4 ......................... 146
I.1. Dual-stack......................................................................................................... 146
I.2. C ông nghệ đƣ ờ ng hầm ..................................................................................... 148
I.3. C ông nghệ chuyển đổi ...................................................................................... 150
II. M Ộ T S Ố C Ô N G N G H Ệ T Ạ O Đ Ƣ Ờ N G H Ầ M ................................................ 150
II.1. C ấu hình bằng tay đƣ ờ ng hầm ......................................................................... 150
II.2. Tunnel Broker .................................................................................................. 151
12 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


II.3. C ông nghệ đƣ ờ ng hầm 6to4 ............................................................................ 155
III. T H Ự C H À N H T H IẾ T L Ậ P V À S Ử D Ụ N G Đ Ƣ Ờ N G H Ầ M ............................ 161
C H Ư Ơ N G 5: T H IẾ T LẬ P M Ạ N G T H Ử N G H IỆ M C H Ỉ D Ù N G Đ ỊA C H Ỉ
IP V 6 C U N G C Ấ P M Ộ T S Ố D ỊC H V Ụ D N S , W E B , FTP ................... 169
I. G IỚ I T H IỆ U M Ộ T S Ố P H Ầ N M Ề M H Ỗ T R Ợ IP V 6 ....................................... 169
I.1. IP v6 vớ i dịch vụ D N S ........................................................................................ 169
I.2. M ột số phần m ềm cung cấp dịch vụ hỗ trợ IP v6 ................................................ 170
I.3. M ột số phần m ềm client dịch vụ hỗ trợ IP v6 ...................................................... 172
II. T H Ự C H À N H T H IẾ T L Ậ P M Ạ N G ................................................................. 173
II.1. M ục tiêu thự c hành .......................................................................................... 173
II.2. C huẩn bị .......................................................................................................... 173
II.3. C ác bƣ ớ c thự c hiện ......................................................................................... 175
T À I LIỆ U T H A M K H Ả O ..................................................................... 189

G IẢ I T H ÍC H C Á C T H U Ậ T N G Ữ V À T Ừ V IẾ T
T Ắ T


6Bone
M ạng thử nghiệm về IP v6, bao gồm các site IP v6 kết nối thông các đƣ ờ ng

hầm , sử dụng cơ sở hạ tầng m ạng Internet IP v4. 6B on e đƣ ợ c huỷ bỏ vào
06/06/2006.
Anycast
C ách thứ c gử i gói tin đến m ột đích bất kỳ trong m ột n hóm cá c m á y.
APNIC
A sia P acific N etw ork Inform ation C entre. T ổ chứ c q uản lý đ ịa chỉ IP , số hiệu
m ạ n g cấp vùng, p hụ trá ch kh u vự c châu Á – T hái B ình D ƣ ơ n g .
ARIN
American Registry for Internet Number - T ổ chứ c quản lý địa chỉ IP , số hiệu
m ạ n g cấp vùng, p hụ trá ch khu vự c B ắc M ỹ.
ARP
Address Resolution Protocol - T h ủ tụ c phân giải địa chỉ, sử dụng trong IP v4
để phân giải địa ch ỉ IP v4 thà nh địa chỉ lớ p 2 tƣ ơ ng ứ ng, ví dụ đ ịa chỉ E thernet
MAC.
Broadcast
M ột g ó i tin có địa ch ỉ đích broadcast sẽ đ ƣ ợ c tru yền tải tớ i và đƣ ợ c xử lý bở i
m ọ i m áy trong m ột m ạng.
DAD
D uplicate A ddre ss D etection, m ột qu á trình cho phép no de IP v6 đ ả m b ảo
đƣ ợ c rằng m ột địa chỉ chƣ a đ ƣ ợ c sử dụng trên đƣ ờ ng kế t nối trƣ ớ c khi n ode
IP v6 quyết địn h sử d ụng địa chỉ.
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol - T hủ tục cấu hình địa chỉ động , cấ p đ ịa
chỉ tạm thờ i cho thiết b ị IP v4. Đ ƣ ợ c sử dụ ng cho phép m ột th iết bị IPv4 tìm
14 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


địa chỉ IP và nhữ ng thông tin khác nhƣ m áy ch ủ tê n m iền nộ i bộ m à không
cần tớ i cấu h ình thủ công và lƣ u trữ nhữ ng thông tin này trên m áy.
DHCPv6

Dynamic Host Configuration Protocol version 6 - T hủ tục cấu hình đ ịa ch ỉ
động phiên bản 6.
Dual-stack
M ột node dual-stack là m ột node là m việc vớ i cả IP v4 và IP v6.
Đ ƣ ờ ng kết nối
Đ ƣ ờ ng kết nối, (hay đƣ ờ ng lin k): K há i niệm sử dụng ở đây để chỉ m ột kết nối
Ethernet.
Gateway
M áy tín h , hoặc thiết bị thự c hiện vai trò nhƣ m ột “cử a” đ ƣ a lƣ u lƣ ợ ng từ m ột
máy tính ra m ạng ngoài ho ặ c sang m ột m ạng khác.
Header
M ào đ ầ u - phần chứ a các thông tin ph ụ c vụ cho việc xử lý thông tin tại các
lớ p trong m ô hình hoạt động của th ủ tục T C P /IP .
Hop limit
M ột trƣ ờ ng của M ào đầu IP v6, xác định số đƣ ờ ng kết nối tối đa m à gó i tin có
thể đi q ua trƣ ớ c kh i bị huỷ bỏ.
Host
K hái n iệm dùng ở đây để chỉ m áy tính, ho ặ c thiết b ị khác, cung cấp dịch vụ,
không thự c h iện chứ c năng định tu yến.
IANA
Internet Assigned Numbers Authority - T ổ chứ c quản lý tài nguyê n số (đ ịa chỉ
IP , số protocol, số port...) quốc tế
ICANN
Intern et C orporation for A ssigned N a m es and N um bers. T ổ ch ứ c phi lợ i
nhuận, đảm n h iệm vai trò quản lý về tài n guyên số (địa ch ỉ IP , các thông số
thủ tục) và tên (h ệ thống tên m iền), đồn g thờ i quản lý hệ thống m áy chủ tên
m iề n gốc toà n cầu.
ICMP
G iải thích các thuật ngữ và từ viết tắt 15

Internet Control Message Protocol - T hủ tục củ a nhữ ng thông điệp điều khiển,
sử dụng trao đổi nhữ ng thôn g điệp báo lỗi giao tiế p , thông đ iệp ch ẩn đoán
m ạ n g tron g hoạt động của IP .
ICMPv4
Internet Control Message Protoco version 4 - T hủ tục IC M P ph iên bản 4 . K hái
niệm này đồn g nhất vớ i khái niệm IC M P .
ICMPv6
Internet Control Message Protoco version 6 - T hủ tụ c IC M P phiên bản 6, là
phiên bản đã đƣ ợ c sử a đổ i, nâng cấp của IC M P , phục vụ cho hoạ t động củ a
IPv6.
IETF
Internet Engineering Taskforce - T ổ chứ c tiêu chuẩn hoá, viế t các tài liệu tiêu
chuẩn hoá (R F C ) phục vụ hoạt động Internet toàn cầ u.
IGMP
Internet Group Management Protocol - T hủ tục sử d ụng trong công n ghệ
m u lticast IP v4 để thiế t lậ p quan hệ thành viên nhóm m ulticast trong m ộ t
m ạ n g. T hủ tụ c nà y cho phép m ột m áy tính thông b á o vớ i bộ định tuyến trên
m ạ n g của nó rằng nó m uốn nhận lƣ u lƣ ợ ng của m ột đ ịa chỉ m ulticast nhất
định.
IPSec
M ột công nghệ cun g cấp bảo m ật, xác thự c và nhữ ng dịch vụ an ninh khác tại
tầng IP .
IPv4
Internet Protocol version 4 – P hiên bản 4 của thủ tục Intern et. H iệ n đang
đƣ ợ c sử dụng p hổ biến trong h oạt động m ạng In ternet toàn cầu.
IPv6
Internet Protocol version 6 – P hiên bản 6 của thủ tụ c Interne t, đƣ ợ c phát triển
nhằm thay th ế IP v4, khắc phục nhữ ng hạn ch ế của phiên bả n IP v4 và cải
thiện th ê m n h iều đặc tính m ớ i.

LACNIC
Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry - T ổ chứ c quả n lý
địa chỉ IP , số hiệu m ạng cấp vùng, phụ trách khu vự c M ỹ L a tinh và b iển
Caribe.
Loopback
16 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


K ênh gia o tiếp cho ph ép phần m ềm khách (clien t) có thể gia o tiếp vớ i phần
m ề m chủ (server) trên cùng m ột m á y. N gƣ ờ i sử dụng d ùng m ột địa chỉ IP
thƣ ờ n g là 127.0 .0.1 để trỏ về m áy tính n à y. D ải đ ịa chỉ sử dụng cho chứ c
năng loopback là từ 127.0.0.0 đế n 127.2 55.255.255 .
MLD
Multicast Listener Discovery – Là m ột thủ tục, sử dụng các thông điệp
IC M P v6, cho phép cá c bộ định tuyến khám phá ra nhữ ng địa chỉ IP v6
m u lticast nào đang đƣ ợ c "nghe" lƣ u lƣ ợ ng trên m ộ t đƣ ờ ng kết nối.
MTU
Maximum Transmission Unit – K ích thƣ ớ c g ó i tin lớ n n hất có thể truyền tải
trên m ộ t đƣ ờ ng kết nối.
Multicast
C ông nghệ cho phép gử i m ột gói tin IP đồng thờ i tớ i m ột n h ó m xác định các
thiết bị m ạng. C ác thiết bị m ạn g này có thể thu ộ c nhiều tổ chứ c và định vị ở
các vị trí địa lý khác nhau.
NAT
Network Address Translation - M ột công nghệ thay th ế địa chỉ trong gói tin IP
khi gói tin đ i ra, h oặc vào m ột m ạng, cho phép nhiều thiết bị m ạng đán h địa
chỉ riêng (private) có thể chia sẻ cùng m ộ t địa chỉ toàn cầu (public) và kết nối
vào Internet.
ND
Neighbor Discovery - M ột thủ tục m ớ i, đƣ ợ c phát triển trong hoạt động IP v6.

N D sử dụng các thôn g điệp IC M P v6 để đảm nhiệm cá c quy trình g iao tiếp
cần thiết giữ a các node trên m ột đƣ ờ ng kết nối nhƣ qu y trình phân giải địa
chỉ (thự c hiện bằng thủ tụ c A R P trong IP v4), quy trìn h tìm kiếm b ộ định
tuyến …
Node
K hái niệm ở đây dùn g để chỉ m ột thiết bị (bao g ồm cả m áy tính, bộ định
tuyến, hoặc th iết bị khác), là m ột điểm kết nối vào m ạng.
PathMTU Discovery
Q uy trình tìm kiếm g iá trị M T U nhỏ nhất trên m ột đƣ ờ ng kế t nối từ ngu ồn tớ i
đích.
Prefix
G iải thích các thuật ngữ và từ viết tắt 17


Là m ột khố i đ ịa ch ỉ IP v4 h o ặ c IP v6, đ ƣ ợ c q u yế t đ ịnh b ằ n g việc cố đ ịnh m ột
số bit đầu tiên của đ ịa chỉ. V í dụ 203.119.9.0/24 là tập hợ p các đ ịa ch ỉ IP v4
từ 203.119.9.0 đ ế n 203.119.9.255. Đ ối vớ i IP v6 , 2000::/3 là tập hợ p cá c địa
chỉ IP v6 có ba b it đầu tiên là 001 (chữ cái hexa đ ầ u tiên trong địa chỉ là 2
hoặc 3).
QoS
Quality of Service - C hấ t lƣ ợ ng dịch vụ: K hái niệm trong truyền tải lƣ u lƣ ợ ng,
đảm b ảo lƣ u lƣ ợ ng m ạn g đ i đến đích theo m ột chất lƣ ợ ng n hất định (m ứ c độ
lỗi, thờ i gian truyền tả i lƣ u lƣ ợ ng...)
RFC
Request For Comments - N hữ ng tài liệu tiêu chuẩn cho Internet, đƣ ợ c so ạn
thảo và xuất bản bở i IE T F .
RIPE NCC
Réseaux IP Européens - Tổ chứ c quản lý địa chỉ IP , số hiệu m ạng cấp vùng ,
phụ trá ch khu vự c C hâu  u.
RIR

Regional Internet Registry - T ổ chứ c qu ản lý và phân bổ địa chỉ IP cấp vùng
cho các hoạt động In te rnet. N hữ ng tổ chứ c này cũng có nhữ ng vai trò tron g
việc hỗ trợ quản lý cơ sở hạ tầng Inte rnet và phát triển chín h sá ch q uản lý tài
nguyên địa ch ỉ IP , số hiệu m ạ ng A S N .
Router
B ộ địn h tuyến - T hiết b ị m ạng thự c hiện chứ c năng chuyển tiếp lƣ u lƣ ợ n g
giữ a cá c m ạ ng.
TCP/IP
Transmission Control Protocol/Internet Protocol - M ộ t bộ các gia o thứ c g iao
tiếp, ph ụ c vụ cho việ c kết nối các thiết b ị trên Internet.
Tunnel
Đ ƣ ờ ng hầm - Là m ột cách thứ c truyền gói tin IP v6 từ m ột đ iểm tớ i m ột điểm
khác trên m ạng, sử dụng cơ sở h ạ tầng m ạng IP v4 b ằng cách bọc gói tin
IP v6 tro ng gói tin IP v4, do vậy chúng có thể đi đƣ ợ c trong cơ sở hạ tầng
m ạ n g IP v4.
Unicast
C ách thứ c gử i gói tin thông thƣ ờ n g. T rong đó gói tin chỉ đƣ ợ c gử i đ ến m ột
đích duy nhất. N hữ ng cách th ứ c g ử i gó i tin khác bao gồm anycast, broadcast
và multicast
18 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


VPN
V irtual P rivate N etw ork. Đ ƣ ợ c nhắc tớ i n hƣ m ột m ạng trong đó có các phầ n
m ạ n g cách nhau bở i vị trí địa lý đƣ ợ c kết nối thông qua Internet công cộng
song dữ liệu truyền qua Interne t đ ƣ ợ c m ã h oá, d o vậy toàn bộ m ạ ng đ ƣ ợ c
xem nhƣ m ột m ạng riêng “ảo”.
C H Ư Ơ N G 1

Đ ỊA C H Ỉ INTERNET P H IÊ N B Ả N 4 (IP V 4) V À

T H Ế H Ệ Đ ỊA C H Ỉ INTERNET M Ớ I (IPV6)



T rong phần đầu tiên cuốn sách, chúng tôi xin nhắc lại m ột cách tổng
quan về thế hệ địa chỉ Internet phiên bản 4 hiện tại đang đƣ ợ c sử dụng
(IP v4), nguyên nhân tại sao cần thiết phát triển phiên bản m ớ i của địa
chỉ Internet. T ừ đó giớ i thiệu vớ i bạn đọc về địa chỉ Internet phiên bản
6 - IPv6, phiên bản ứ ng dụng tiếp theo của thủ tục Internet. Đ ây là
phiên bản đƣ ợ c thiết kế nhằm khắc phục nhữ ng hạn chế của giao thứ c
Internet IPv4 và bổ sung nhữ ng tính năng m ớ i cần thiết trong hoạt
động và dịch vụ m ạng thế hệ sau . C húng tôi cũng chia sẻ vớ i các bạn
nhữ ng địa chỉ, nguồn thông tin bạn có thể sử dụng để tìm hiểu thêm ,
cập nhật nhữ ng thông tin m ớ i nhất về công nghệ IPv6.
C hƣ ơ ng 1 bao gồm nhữ ng m ục chính sau đây:
 N hắc lại về địa chỉ Internet p hiên bản 4 (IP v4).
 H ạn chế của thế hệ địa chỉ IPv4. M ục tiêu phát triển IPv6.
 H iện trạng triển khai IPv6 toàn cầu.

20 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


I. Đ ỊA C H Ỉ INTERNET P H IÊ N B Ả N 4 (IPV4)
B ạn làm gì khi m uốn gọi điện thoại cho m ộ t ngƣ ờ i quen bên M ỹ, chắ c
chắn là nhấc điện thoại lên và quay số của n gƣ ờ i đó, ba o gồ m cả m ã
quốc gia, m ã vùng theo quy định . Đ ể g ử i thƣ tớ i nhà m ộ t n gƣ ờ i thân,
bạn đề chính xác địa chỉ trên bì thƣ . N hƣ vậy, để xác định m ột th ự c
thể trong m ộ t m ạng nhấ t định, thự c thể đó cần đƣ ợ c định danh theo
m ộ t cách th ứ c q uy định sẵn và định dan h này là duy nhấ t trên m ạng.
C ác th ự c thể m uốn giao tiếp vớ i nhau, cần theo m ột cá ch th ứ c chun g

quy định sẵn.
K hi nhiều m ạng con kết nối vớ i nhau để giao tiếp, trao đổi thông tin,
ngƣ ờ i ta gọi đó là liên m ạng (Internetwork). Internet là liên m ạng toàn
cầu, kết nối các thiết bị m ạng. M ỗi thiết bị tham g ia m ạng này cũng cần
m ột cách thứ c nào đó định danh duy nhất. Đ ồng thờ i phải có cách thứ c
chung để chúng liên hệ, giao tiếp đƣ ợ c vớ i nhau. C ách thứ c để các
m áy tính nói chuyện, giao tiếp vớ i nhau trên m ạng toàn cầu đƣ ợ c gọi
là giao thứ c. H iện nay, Internet toàn cầu sử dụng tập hợ p giao thứ c
TCP/IP. G iao thứ c IP (Internet P rotocol) xác định cách thứ c truyền tải
các gói tin đi trên liên m ạng.
T hiết bị trong m ạng Internet định danh duy nhất bằng m ột hệ thống số,
đƣ ợ c gọi là địa chỉ Internet. H ệ thống số đƣ ợ c thiết kế từ thờ i điểm ban
đầu của Internet đƣ ợ c gọi là địa chỉ Internet phiên bản 4 (IP v4). T hiết
bị m ạng tham gia hoạt động Internet toàn cầu đƣ ợ c gắn các địa chỉ
trong hệ thống số này theo quy định của giao thứ c IP . H iện nay, chúng
ta vẫn đang sử dụng phổ biến phiên bản địa chỉ này trong hoạt động
của m ạng Internet toàn cầu.
I.1. C ác hệ số thập phân, nhị p hân, hexa decim al
C hữ số chúng ta sử dụng trong cuộc sống thƣ ờ ng nhật đƣ ợ c gọi là số
thập phân. P hép tính thự c hiện vớ i các con số thập phân đƣ ợ c gọi là
cơ số 10. M ọi chữ số chỉ có thể biểu diễn đƣ ợ c m ƣ ờ i giá trị từ 0 đến 9.
Đ ối vớ i con ngƣ ờ i, nhữ ng con số hệ số thập phân vô cùng quen thuộc.
Hệ thập phân (cơ số 10)
2024 = 4x10
0
+ 2x10
1
+ 0x10
2
+ 2x10

3
= 2024
T uy nhiên, trong lĩnh vự c kỹ thuật, m áy m óc lại sử dụng phổ biến hai
hệ số khác, nhƣ con ngƣ ờ i quen thuộc vớ i hệ số thập phân: đó là hệ
nhị phân (binary – cơ số 2) và hệ số hexa decim al (cơ số 16).
C hư ơng 1: Đ ịa chỉ Internet phiên bản 4 (IP v4) và … IP v6 21


C ác m áy tính lƣ u trữ và xử lý thông tin bằng m ột tập hợ p nhữ ng đoạn
thông tin vớ i hai tình trạng đơ n giản “có” và “không”. H ệ nhị phân chỉ
bao gồm hai số “1” và “0” tƣ ơ ng ứ ng tình trạng này. C ác giá trị bao
gồm dãy các chữ số 0 và 1. V ớ i cơ số 2, con số nhị phân sẽ đƣ ợ c quy
đổi ra giá trị thập phân nhƣ sau:
Hệ nhị phân (cơ số 2)
1101 = 1x2
0
+ 0x2
1
+ 1x 2
2
+ 1x2
3
= 13
C on số 13 của hệ số thập phân tƣ ơ ng ứ ng vớ i dãy số 1101 biểu diễn
trong hệ nhị phân. N ếu chuyển đổi m ột dãy số 32 bit nhị phân
“11001011101000100011100110110111” sang dạng số thập phân
theo quy tắc nhƣ trên, giá trị thập phân nhận đƣ ợ c sẽ vô cù ng lớ n và
khó nhớ . D o vậy, ngƣ ờ i ta thƣ ờ ng hay sử dụng cách thứ c nhóm các
số nhị phân, có thể theo 4 số (octet) hay 8 số (byte). C huỗi số 32 bit
trên có thể phân ra nhƣ sau:

“1100.1011.1010.0010.0011.1001.1011.0111”
N ếu phân từ ng nhóm 4 số nhị phân, m ỗi n hóm sẽ có 16 giá trị thập
phân từ 0 đến 15. H oàn toàn có thể xây dự ng m ột hệ số có 16 giá trị.
H ệ số đó đƣ ợ c gọi là hệ số hexa decimal, còn gọi tắt là hexa, cơ số 16.
T uy nhiên, có m ột vấn đề về các ký tự biểu diễn giá trị con số hexa:
chúng ta chỉ có 9 chữ số để biểu diễn m ƣ ờ i giá trị từ 0 đến 9. N hƣ vậy
từ giá trị 10 đến 15, cần phải dùng các ký tự dạng chữ để biểu diễn.
C ác ký tự đó đƣ ợ c sử dụng nhƣ sau: A biểu diễn giá trị 10, B -11, C-12,
D-13, E-14 và F-15.
M ột số hexa tƣ ơ ng ứ ng nhó m 4 số nh ị phân. C húng ta có thể quy đổi
qua lại giữ a các hệ số nhị phân, thập phân, hexa decim al:
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
0
+ 8x16
1
+ 10x16
2
+ 12x16
3
= 51842
I.2. B iểu d iễn địa chỉ Internet phiên bản 4
T rong phiên bản 4, m ột địa chỉ Internet đƣ ợ c thiết kế bao gồm 32 bit
nhị phân. N ếu viết 32 con số nhị phân để biểu diễn m ột địa chỉ IPv4 thì
vô cùng bất tiện và khó nhớ . D o vậy, ngoài hệ số nhị phân, ngƣ ờ i ta
còn sử dụng các hệ số thập phân và hexa decim al để biểu diễn địa chỉ
22 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6

IPv4. T rong đó, cách thứ c biểu diễn địa chỉ IPv4 dƣ ớ i dạng số thập
phân là thông dụng nhất.
Đ ể chuyển đổi 32 bit nhị phân IPv4 sang biểu diễn dƣ ớ i dạng số thập
phân, 32 bit nhị phân này đƣ ợ c chia thành các nhóm 8 bit phân cách
nhau bở i dấu chấm và chuyển đổi thành giá trị thập phân cho dễ nhớ :







N ếu 32 bit này, thay vì chia thành các nhóm 8 bit nhƣ trên, đƣ ợ c chia
thành các nhóm 4 bit nhị phân và chuyển đổi sang chữ số hexa. R ồi lại
tiếp tục n hóm 4 chữ số hexa thành m ột nhóm phân cách bở i dấu “:”,
khi đó địa chỉ IPv4 này đƣ ợ c biểu diễn theo dạng số hexa decim al.









I.3. C hứ c năng củ a địa chỉ IPv4
C hắc hẳn bạn đọc sẽ nói rằng: chứ c năng của địa chỉ IPv4 là để định
danh các thiết bị trên m ạng Internet chứ sao? T uy nhiên, nhƣ vậy chƣ a
đủ. Đ ịa chỉ IPv4 có hai chứ c năng cơ bản sau đây:

 Đ ịnh d anh các giao diện m ạng
Địa chỉ IPv4
11001011101000100011100110110111 (32 bit)
11001011. 10100010 . 00111001. 10110111 (32 bit)
203. 162 . 57 . 183
Biểu diễn dạng hexa decimal
1100–1011–1010–0010–0011–1001–1011-0111 (32 bit)
12–11–10–2–3–9–11-7 (cụm 4 bit sang thập phân)
C–B–A–2–3–9–B-7 (hexa decimal)
CBA2:39B7 (biểu diễn dạng hexa decimal)
C hư ơng 1: Đ ịa chỉ Internet phiên bản 4 (IP v4) và … IP v6 23


Đ ịa chỉ IPv4 cung cấp số đ ịnh d anh d uy nhất cho n hữ ng giao d iện
(card m ạng) tham g ia vào m ạng Internet. T ừ đ ó xác đ ịnh m ột node
(m áy tính, hoặc thiết bị m ạng) duy nhất trên m ạng Internet.
 H ỗ trợ cho đ ịnh tuyến
Để truyền tải thông tin từ m ột m ạng sang m ột m ạng khác trên Internet,
có nhữ ng thiết bị thự c hiện chứ c năng làm cầ u nối, chu yển tải thông tin
giữ a các m ạng gọi là các bộ định tuyến (router). Đ ịnh tuyến là quy trình
trên các thiết bị này để dịch chuyển gói tin từ m ột m ạng sang m ạng
khác trên liên m ạng. T hật ngạc nhiên khi nói địa chỉ IPv4 hỗ trợ cho
quy trình này. N hƣ ng thật sự , đ ịa chỉ IPv4 đƣ ợ c quy định theo m ột cấu
trúc hỗ trợ router quyết định thự c hiện nhữ ng gì vớ i gói tin, dự a trên
giá trị của địa chỉ, từ đó hỗ trợ quy trình định tuyến.
I.4. C ấu trú c địa chỉ IPv4
Đ ể hỗ trợ cho định tuyến, địa chỉ IPv4 có m ột cấu trúc nội bộ để xác
định các m ạng và xá c định các thiết bị (host) trong m ột m ạng. 32 bit
trong m ột địa chỉ IPv4 đƣ ợ c chia thành hai phần:

 P h ần xác địn h m ạng
M ột số nhất định các bit, tính từ trái qua trong địa chỉ IPv4 dùng để xác
định m ạng (Network ID). P hần này còn đƣ ợ c gọi là tiền tố m ạng
(network prefix) hay gọi tắt là tiền tố (prefix).
 P h ần xác địn h m áy tính trong m ạng
S ố các bit còn lại trong địa chỉ sẽ đƣ ợ c sử dụng để xác định các máy
tính (Host ID) trong m ột m ạng nhất định.




H ình 1: C ấu trúc địa chỉ IPv4
Đ ịa chỉ IPv4 đầu tiên của m ột m ạng, tứ c địa chỉ vớ i phần Host ID toàn
giá trị 0 đƣ ợ c sử dụng để xác định m ạng.
V í dụ:
Network ID
(n bit)
Host ID
(32 – n bit)
32 bit

24 G iới thiệu về thế hệ địa chỉ Internet m ới - IPv6


 N ếu lấy 8 bit làm Network ID và 24 bit còn lại làm H ost ID , thì
không gian địa chỉ IPv4 sẽ bao gồm 2
8
= 256 m ạng, m ỗi m ạng có
2
24

= 16777216 máy.
 Đ ịa chỉ 203.0.0.0 sẽ xác định m ạng 203 trong số 256 m ạng trên.
I.5. B iểu diễn m ộ t dải địa chỉ IPv4
M ột m ạng IPv4 nhƣ trên bao gồm m ột dải các địa chỉ IPv4. N gƣ ờ i ta
sử dụng địa chỉ đầu tiên trong m ạng kết h ợ p vớ i độ dài các bit tiền tố
để biểu diễn m ột dải địa chỉ IPv4, cụ thể nhƣ sau:
Đ ịa chỉ IPv4 đầu tiên của m ạng /độ dài các bit tiền tố
(Viết tắt là Đ ịa chỉ/P refix)
V í dụ:
 203.162.57.0/24 xác định m ột dải đ ịa chỉ từ 203.162.57.0 đến
203.162.57.255.
 203.162.0.0/16 xác định m ột dải địa chỉ từ 203.162.0.0 đến
203.162.255.255.
I.6. K h ôn g gian địa chỉ IPv4
V ớ i 32 bit, địa chỉ IPv4 có thể tạo nên 2
32
con số định danh thiết bị. C ó
nghĩa trên lý thuyết, không gian IPv4 bao gồm 4.294.967.296 địa chỉ
(hơ n 4 tỉ). Con số có vẻ tƣ ơ ng đối lớ n. T uy nhiên, theo phƣ ơ ng thứ c
truyền tải thông tin theo giao thứ c Internet, không phải toàn bộ 2
32
số
này có thể đƣ ợ c sử dụng để đánh số thiết bị m ạng. H ơ n nữ a, địa chỉ
Internet đƣợ c thiết kế tại thờ i điểm số lƣ ợ ng thiết bị nối m ạng ít, vấn đề
tiết kiệm không gian địa chỉ chƣ a đƣ ợ c quan tâm . V í dụ, chỉ vớ i m ột
m ục đích cho chứ c năng loopback, theo thiết kế sử dụng vùng địa chỉ
127.0.0.0/8, làm m ất đi 1/256 không gian địa chỉ IPv4.
T hờ i gian trôi qua, Internet phát triển vớ i m ột tốc độ chóng m ặt, n ảy
sinh vấn đề về thiếu hụt không gian địa chỉ IPv4. T ổ chứ c quản lý địa
chỉ Internet toàn cầu quy định trong không gian địa chỉ IPv4 m ột số

vùng địa chỉ dành riêng (địa chỉ private), vớ i m ục đích kết nối trong
phạm vi m ạng nội bộ của m ột tổ chứ c (site) m à không định tuyến ra
ngoài m ạng toàn cầu. N hƣ vậy, các vùng địa chỉ này có thể đƣ ợ c dùng
trùng lặp tại nhiều m ạng m à không gây xung đột định tuyến toàn cầu.


C hư ơng 1: Đ ịa chỉ Internet phiên bản 4 (IP v4) và … IP v6 25


H iện nay nhữ ng vùng địa chỉ sau đƣ ợ c quy định là địa chỉ private:
 10.0.0.0/8.
 172.16.0.0/12.
 192.168.0.0/16.
V iệc sử d ụng nh ữ ng vùng địa chỉ nà y nảy sin h nh u cầu kế t nối n hữ n g
m ạ n g có địa chỉ dành riêng vào Internet toàn cầu, tron g khi không
đƣ ợ c phép địn h tuyến to àn cầu nh ữ ng vùng địa chỉ đó. C ô ng nghệ
biên dịch địa chỉ NAT (Network Address Translation) của IPv4 đ ƣ ợ c
thiế t kế, sử dụ ng ch o m ục đích này, cho ph ép kế t nối n h ữ ng m ạ ng
sử d ụn g địa chỉ dành riêng và o m ạ ng Internet toàn cầu . T uy NAT
giúp tiết kiệm kh ông gian địa chỉ IPv4, nhƣ ng nó lại là m ột n h ƣ ợ c
điểm củ a IPv4.
N guy cơ thiếu hụt không gian địa chỉ IPv4, cùng vớ i nhữ ng hạn chế
của công nghệ N A T là nhữ ng nguyên nhân thúc đẩy sự ra đờ i của thế
hệ địa chỉ Internet m ớ i phiên bản 6 – IPv6.
I.7. Q uản lý địa chỉ Internet
K hông gian địa chỉ Internet hiện nay đang đƣ ợ c quản lý bở i hệ thống
phân cấp các tổ chứ c quản lý địa chỉ toàn cầu. T rong đó cấp quản lý
cao nhất là Tổ chứ c quản lý tài nguyên số quốc tế IA N A , tiếp đó là các
tổ chứ c quản lý địa chỉ khu vự c R IR :
 K hu vự c châu Á – T hái B ình D ƣ ơ ng: A P N IC ,

 K hu vự c châu Âu: RIPE NCC,
 K hu vự c B ắc M ỹ: A R IN ,
 K hu vự c M ỹ Latinh và biển C aribe: LA C N IC ,
T ổ chứ c quản lý địa chỉ Internet trong từ ng khu vự c có cấu trúc quản lý
tài nguyên tƣ ơ ng ứ ng. A P N IC của khu vự c châu Á – T hái B ình D ƣ ơ ng
phân cấp chuyển giao quyền quản lý địa chỉ Internet trong phạm vi m ột
quốc gia cho m ột số tổ ch ứ c gọi là T ổ chứ c quản lý địa chỉ cấp quốc
gia NIR (National Internet Registry). Trung tâm Internet V iệt N am ,
V N N IC , hiện nay đang thự c hiện vai trò của N IR tại V iệt N am .