Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN ISDN

Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

1

KĐ91

Mục lục
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
mở đầu
CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ IP Và CáC CÔNG NGHệ

1
3
7
7
9
11

MớI XÂY DựNG TRÊN NềN IP
1.1. TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ IP...............................................
1.1.1. Lịch sử phát triển..................................................................
1.1.2. IP phiên bản 4.......................................................................
1.1.3. IP phiên bản 6.......................................................................
1.1.3.1. Lịch sử phát triển Ipv6............................................
1.1.3.2. Sự khác nhau giữa Ipv4 và Ipv6..............................
1.1.3.3. Lợi ích khi sử dụng Ipv6.........................................

1.1.3.4. Thời kỳ chuyển tiếp của Ipv6; Ai sẽ sử dụng và sử dụng
ở đâu ?.........................................................................
1.1.3.5. Ipv6.........................................................................
1.2. Các công nghệ mới xây dựng trên nền IP..................
1.2.1. VoIP......................................................................................
1.2.1.1. Sự ra đời của VoIP...................................................
1.2.1.2. Các hình thức truyền thoại trên Internet..................
1.2.1.3. Các ứng dụng và u điểm của VoIP........................
1.2.1.4. Mô hình mạng VoIP................................................
1.2.2. Mạng riêng ảo VPN...............................................................
1.2.2.1. Khái niệm................................................................
1.2.2.2. Các giao thức VPN..................................................
1.2.3. MPLS.....................................................................................
1.2.3.1. Giới thiệu.................................................................
1.2.3.2. MPLS và các thiết bị trên mạng MPLS...................
1.2.3.3. Hoạt động của MPLS..............................................
1.2.3.4. Đờng hầm trong MPLS.........................................

11
11
13
18
18
19
20
20
25
30
30
30

32
33
35
42
43
44
46
46
46
53
53

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

2

1.2.3.5. Các ứng dụng của MPLS.........................................
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CứU XÂY DựNG MạNG WAN-ISDN...............
2.1. Công nghệ mạng diện rộng.............................................
2.1.1. Xây dựng mạng diện rộng dùng các đờng leased line.........
2.1.2. Kết nối mạng diện rộng dùng đờng ISDN..................................
2.1.3. Kết nối mạng diện rộng dùng mạng chuyển mạch gói Frame
Relay....................................................................................
2.2. Xây Dựng Mạng WAN-ISDN tại phòng thí nghiệm Hệ
thống Viễn thông.................................................................
2.2.1. Mục đích xây dựng hệ thống viễn thông trong phòng thí
nghiệm.............................................................................................

2.2.2. Thiết kế hệ thống...................................................................
2.2.2.1. Hệ thống báo hiệu QSIG.........................................
2.2.2.2. ứng dụng thực tế của báo hiệu QSIG......................
2.2.3. Kiến trúc hệ thống ................................................................
2.2.3.1. Hệ thống tổng đài Hicom 150E của hãng Siemmen
2.2.3.2. DIVA LAN ISDN MODEM...................................
2.2.3.3. Router Cisco805..............................................
2.2.3.4. Router Cisco2650...................................................
2.2.3.5. DSL modem AM64..............................................
2.2.3.6. SonicWALL TELE3 SP...........................................
2.2.4. Xây dựng hệ thống trong phòng thí nghiệm..........................
CHƯƠNG 3. KIếN TRúC MạNG IP Và CáC CÔNG NGHệ MớI......
3.1. Kiến trúc mạng IP ..................................................................
3.1.1. Một số bài thí nghiệm...........................................................
3.1.2. Triển khai mạng VPN...........................................................
3.2. Đo kiểm trên các giao diện...............................................
3.2.1. Giới thiệu về thiết bị đo kiểm DominoWAN........................
3.2.2. Đo kiểm trên giao diện 30B+D dùng DoninoWAN..............

KĐ91

55
56
56
56
61
65
71
71
73

73
79
80
81
83
86
88
90
91
93
97
97
99
103
104

CHƯƠNG 4: XÂY DựNG MạNG HộI Tụ MPLS....................................

105
106
112

Kết luận..........................................................................................

118

Ti liu tham kho...............................................................................

119

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

3

KĐ91

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
DES
AIM
AMI
ANF
AR
ARP
ARPAnet
ASCII
B8ZS
BECN
BGP
BGP
BRI
CBMOD
CHAP
CIR
CLI
CorNet
CoS
CR

CRC-4
CSU/DSU
DCE
DLCI
DSL
DTE
DTMF
EBCDIC
ESF
ETSI
FCS
FDDI
FE
FEC
FECN
FR
GE
GK
HDB3
HDLC
IETF
IGP

Data Encryption Standard
Advanced Integration Module
Alternate Mark Inversion
Additonal Network Feature
Access Rate
Address Resolution Protocol
Advanced Research Projects Agency

American Standard Code for Information Interchange
Binary 8 with Zero Substitution
backward explicit congestion notification
Border Gateway Protocol
Border Gateway Protocol
Basic Rate Interface
Clock Generator Module Combined
Challenge Handshake Authentication Protocol
Committed Information Rate
Command-Line Interface
Corporation Network
Class of Service
Constraint-base Routing
Cyclic Redundancy Check
Channel Service Unit/Data Service Unit
Data Communication Equipment
Data Link Connection Identifier
Digital Subscriber Line
Data Terminal Equipment
Dual Tone Multi Frequence
Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code
Extended Super Frame
European Telecommunications Standards Institute
Frame Check Sequence
Fiber Distributed Data Interface
Fast Ethernet
Forward Equivalence Class
forward explicit congestion notification
Frame Relay
Gigabit Ethernet

GateKeeper
High-Density Bipolar 3
High-Level Data Link
Internet Engineering Task Force
Interior Gateway Protocol

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

IPCP
IPSec
IPX
ISDN
ISO
ISP
ITU
IVN
L2TP
LAN
LAPD
LAPF
LDP
LER
LIB
LMI
LQM
LSP
LSP

LSR
MAC
MD5
MGW
MGWC
MP
MPLS
NBMA
NIC
NT1
NT2
OAM&P
OSPE
PAP
PBX
PCM
PDU
PIM
PINX
PISN
PNNI
PNNI
PPP
PPTP
PRI
PSTN

4

KĐ91

IP Control Protocol
IP Security
Internetwork Packet Exchange
Intergrated Sevices Digital Network
International Organization for Standardization
Internet Service Provider
International Telecommunication Union
Intervening Network
Layer 2 Tunnel Protocol
Local Aria Network
Link Access Protocol - Channel D
Link Access Procedure Frame Bearer Services
label distribution protocol
label edge router
Label Information Base
Local management Interface
Link Quality Monitoring
Label-Switched Path
label-switched path
label switching router
Media Access Control
Message-Digest Algorithm
Media Gateway
Media Gateway Controller
MaPing
Multi Protocol Label Switch
Nonbroadcast multiaccess
Network interface controler
Network Terminal 1

Network Terminal 2
Operation, Administration, Maintenance and Provisioning
Open Shortest Path First
Password Authentication Protocol
Private Branch eXchange
Pulse Code Modulation
Protocol Data Unit
Protocol-Independent Multicast
Private Intergrated Services Network Exchanges
Private Integrated Services Network
Private Network-Network Interface
Private network-to-network interface
Point to Point Protocol
Point-to-Point Tunneling Protocol
Primary Rate Interface
Public Switched Telephone Network

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

PVC
QoS
QSIG
RARP
RAS
RD
RIP
RSVP

RTP/RTCP
SCTP
SDH
SDLC
SF
SGW
SHA-1
Sigtran
SIP
SLA
SLIP
SLMO8
SMDS
SONET
SPID
SPX
SS7
SVC
TA
TCP
TE1
TE2
TMS2
UDP
UNI
VCI
VoIP
VPI
VPN
WAN

5

KĐ91

Permanent Virtual Circuit
Quality of Service
Q reference point SIGnaling System
Reverse Address Resolution Protocol
Remote Access Server
Routing Distinguishers
Routing Information Protocol
Resource Reservation Protocol
Real Time Transport Protocol/ Real Time Control Protocol
Stream Control Transmission Protocol
Synchoronous Digital Hierarchy
Synchronous Data Link Control
Super Frame
Signalling Gateway
Secure Hash Algorithm
Signaling Transport group
Session Initial Protocol
Service Level Agreement
Serial Line Internet Protocol
subscriber line module cost optimized UP0/E
Switched Multi-megabit Data Service
Synchronous Optical Network
service profile identifier
Sequenced Packet Exchange
Signaling System 7

Switch Virtual Channel
Terminal Adapter
Transmission Control Protocol
Terminal Equipment 1
Terminal Equipment 2
Trunk module S2M
User Datagram Protocol
User-Network Interface
Virtual Channel Identifier
Voice over IP
Virtual path identifier
Virtual Private Network
Wide Area Network

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

6

KĐ91

Danh mục các bảng:
Bảng 1.1: Các lớp địa chỉ IPv4
Bảng 2.1: Các điểm tham chiếu chuẩn
Bảng 2.2: Các thuật ngữ dùng trong mạng Frame Relay
Bảng 2.3: Các mode lệnh của Router 805
Danh mục các hình vẽ, đồ thị:
Hình 1.1: So sánh hai mô hình phân lớp OSI và IP

Hình 1.2: Định dạng gói IP
Hình 1.3: Địa chỉ IPv4
Hình 1.4: Các phân lớp địa chỉ IP
Hình 1.5: Ví dụ về subnet mask
Hình 1.6: Thực hiện phép toán AND
Hình 1.7. Phần tiêu đề của IPv6 và so sánh giữa tiêu đề của IPv4 với IPv6
Hình 1.8: Địa chỉ global Unicast
Hình 1.9: Mô hình mạng VoIP
Hình 1.10: Cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP
Hình 1.11: Mô hình PC to PC
Hình 1.12: Mô hình PC to Phone
Hình 1.13: Mô hình Phone to Phone
Hình 1.14: Cấu hình và các giao diện chuẩn của mạng VoIP
Hình 1.15: Mô hình mạng VPN
Hình 1.16: Định dạng nhãn trong MPLS
Hình 1.17: Định dạng nhãn đối với mạng ATM
Hình 1.18: Định dạng nhãn trong mạng Frame Relay
Hình 1.19: Định dạng nhãn đối với kiểu kết nối PPP/Ethernet
Hình 1.20. Các cơ cấu báo hiệu
Hình 1.21. Tạo LSP và chuyển hớng gói tin qua miền MPLS
Hình 1.22. Tunneling trong MPLS
Hình 2.1. Mô hình kết nối WAN leased-line
Hình 2.2: Các trờng trong khung của HDLC và PPP
Hình 2.3: Một số kiểu kết nối mạng khi sử dụng ISDN
Hình 2.4: Thiết lập cuộc gọi Q.931
Hình 2.5: Các nhóm chức năng và điểm tham chiếu của ISDN
Hình 2.6 Các thành phần cơ bản nhất trên mạng Frame Relay
Hình 2.7: Định dạng khung FR

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN

Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

7

KĐ91

Hình 2.8: So sánh tốc độ WAN tơng ứng với các kiểu kết nối
Hình 2.9: Sơ đồ đấu nối tổng thể hệ thống viễn thông trong phòng thí nghiệm HTVT
Hình 2.11: Các điểm tham chiếu trên mạng thực tế
Hình 2.12 Mô hình tổng thể đấu nối các tổng đài PINX với các thiết bị đầu cuối
Hình 2.13: Khả năng tơng thích của mạng QSIG
Hình 2.14: Kết nối end-to-end
Hình 2.15: Tính đa ứng dụng
Hình 2.16: Ngăn xếp giao thức QSIG
Hình 2.17: Qsig Basic Call
Hình 2.18: Các điểm tham chiếu trên mô hình thực tế của Phòng thí nghiệm
Hình 2.19: Các giao diện trên DIVA LAN ISDN MODEM
Hình 2.20: Kết nối một mạng LAN nhỏ
Hình 2.21: Kết nối Internet bằng DIVA LAN
Hình 2.22: Kết nối với mạng Corporate
Hình 2.23: Kết nối thành mạng VPN
Hình 2.24: Kết nối nhiều máy tính dùng chung một đờng ISDN
Hình 2.25: Kết nối cả thoại và Fax
Hình 2.27: Giao diện đăng nhập để cấu hình cho thiết bị
Hình 2.28: Giao diện Menu chính
Hình 2.29: Cửa sổ Profiles
Hình 2.30: Giao diện thông báo kết nối thành công
Hình2.31: Cách thức đấu nối Cisco 805 Router

Hình 2.33: Remote Office đến Corporate Office
Hình 2.34: Small Office đến ISP
Hình 2.35: DSL Modem AM64/512
Hình 2.36: Ví dụ về một ứng dụng sử dụng modem AM64/512
Hình 2.37: Mặt trớc và mặt sau của SonicWAll TELE3 SP
Hình 2.38: Sơ đồ mạng dùng SonicWALL
Hình 2.39: Kết nối mạng WAN dùng DIVA LAN ISDN MODEM
Hình 2.40 : Sơ đồ kết nối giữa hai modem AM64/512A
Hình 2.41: Sơ đồ kết nối WAN giữa hai site
Hình 3.1: Sơ đồ đấu nối IP trong phòng thí nghiệm HTVT
Hình 3.2: Giao diện Connection Profiles của DIVA LAN ISDN Modem

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

8

KĐ91

Hình 3.3: Các thông số cấu hình trong Connection Profiles
Hình 3.4: Giao diện cấu hình cho Internet Connection Wizard
Hình 3.5: Giao diện thông báo kết nối thành công
Hình 3.6: Kiểm tra sự tồn tại của kết nối
Hình 3.7: Kiểm tra dùng lệnh tracert
Hình 3.8: Thử nghiệm dùng Netmeeting
Hình 3.9: Sơ đồ kết nối VPN Site to site
Hình 3.10: Sơ đồ kết nối VPN Site to Client
Hình 3.11: Kết nối giữa thiết bị Domino WAN với máy tính

Hình 3.12: Vị trí điểm đo và phân tích giao thức luồng 30B+D giữa Hicom Pro và
Router Cisco 2650
Hình 3.13: Màn hình lựa chọn cấu hình cho module đo 30B+D bằng DominoNAS
Hình 3.14: Giám sát trạng thái các kênh B trên luồng 30B+D
Hình 3.15: Các số liệu về thống kê lu lợng, lỗi bít và trạng thái mạng đo đợc
bằng thiết bị DominoWAN
Hình 3.16: Bản tin CorNet thu đợc bởi DominoWAN
Hình 3.17: Phần tử thông tin CLASSMARK và khả năng dịch vụ của CorNet
Hình 4.1: Cơ sở triển khai mạng MPLS tại phòng thí nghiệm
Hình 4.2: Mô hình mạng dùng IGX
Hình 4.3: Mô hình theo hớng triển khai tiếp theo của phòng TN HTVT

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

9

KĐ91

mở đầu
Trong những năm gần đây, các công nghệ và chuẩn viễn thông mới đã không
ngừng đợc nghiên cứu và đa ra ứng dụng vào thực tế. Xu hớng phát triển hiện
nay của các hãng viễn thông là xây dựng một hệ thống viễn thông thế hệ mới hội tụ
đầy đủ các dịch vụ viễn thông truyền thống và dịch vụ viễn thông mới hiện đại.
Những ngời làm nhiệm vụ chuyển giao công nghệ cũng nh sinh viên đang học
chuyên ngành viễn thông không những phải nắm vững những kiến thức cơ bản đợc
học mà họ còn cần phải dành nhiều thời gian và công sức để tìm hiểu về các công
nghệ mới. Để từ đó có thể tiếp cận với các công nghệ mới một cách nhanh hơn và có

chiều sâu hơn. Hiện nay, Phòng thí nghiệm Hệ thống viễn thông (HTVT) thuộc
Khoa Điện tử Viễn thông, trờng ĐH Công nghệ đã đợc đầu t những thiết bị viễn
thông hiện đại, cho phép xây dựng một hệ thống viễn thông với các dịch vụ tiên tiến
thu nhỏ. Luận văn này đợc tiến hành trong quá trình xây dựng phòng thí nghiệm
cũng nh kế thừa một loạt các kết quả của các đề tài khoa học đã đợc thực hiện
trớc đây. Mô hình thu nhỏ đợc xây dựng trong phòng thí nghiệm đã đáp ứng đợc
nhu cầu tìm hiểu và tiếp cận với các công nghệ mới của sinh viên và học viên cao
học.
Luận văn đợc thực hiện với mục đích xây dựng một mạng WAN-ISDN, tên
đề tài là: Nghiên cứu và triển khai công nghệ wan-isdn. Đây
cũng chính là một trong những nhiệm vụ cần phải thực hiện để tiến tới hoàn thiện hệ
thống viễn thông thu nhỏ của phòng thí nghiệm HTVT. Luận văn đợc trình bày
trong 4 chơng.
Chơng 1 trình bày về những tìm hiểu lý thuyết cơ bản về mạng IP gồm cả
hai phiên bản, IPv4 IPv6, và một loạt các công nghệ mới đợc xây dựng dựa trên
IP nh VoIP, VPN, MPLS.
Chơng 2 và chơng 3 trình bày về cấu trúc mạng WAN-ISDN và mô hình
mạng WAN-ISDN thực tế trong phòng thí nghiệm HTVT. Mạng này đợc xây dựng
từ các tổng đài ISDN PBX. Hệ thống báo hiệu dùng để đấu liên đài cho các nút
mạng là hệ thống báo hiệu QSIG. Hệ thống báo hiệu này đợc trình bày chi tiết
trong chơng 3. Một cơ sở hạ tầng mạng IP đã đợc xây dựng trên mô hình kết nối
vật lý của các thành phần mạng. Trên cơ sở mô hình mạng viễn thông thu nhỏ này,
luận văn đã tiến hành các bài thực nghiệm về xây dựng mạng WAN-ISDN, mạng

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

10

KĐ91

VPN và đo kiểm trên cơ sở sử dụng các thiết bị của phòng thí nghiệm HTVT nh
DIVA LAN ISDN Modem, bộ đo kiểm DominoWAN,...
Xu hớng phát triển hiện nay là từng bớc tiến tới xây dựng các mạng hội tụ.
Chơng 4 sẽ trình bày tiếp về kế hoạch xây dựng mạng MPLS, xu hớng mạng hội
tụ, đây là một hớng phát triển tiếp theo của phòng thí nghiệm Hệ thống viễn thông.
Phần cuối của luận văn đa ra những kết luận về các kết quả mà luận văn đã đạt
đợc.
Việc xây dựng hoàn thiện mạng WAN-ISDN trong phòng thí nghiệm đã cho
phép sinh viên thực hiện một loạt các bài thực tập. Sinh viên đợc thực tập trong
phòng thí nghiệm đã giúp nhà trờng tiết kiệm đợc rất nhiều chi phí và giảm thiểu
tối đa những khó khăn gặp phải khi muốn cho sinh viên thực tập trên mạng công
cộng.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

11

KĐ91

CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ IP
Và CáC CÔNG NGHệ MớI XÂY DựNG TRÊN NềN IP
Cho đến nay công nghệ IP đã đợc sử dụng rất phổ biến và trở thành một
khái niệm rất quen thuộc với những ngời làm công nghệ thông tin hay điện tử viễn
thông và với cả những ngời sử dụng nữa. Tuy nhiên, trong những năm gần đây đã

có những nghiên cứu mới về công nghệ IP nhằm đa ra đợc phiên bản mới đáp ứng
những đòi hỏi của nhu cầu sử dụng. Chơng đầu tiên của luận văn sẽ trình bày về
công nghệ IP phiên bản 4 (IPv4), những lý do dẫn tới việc nghiên cứu IP phiên bản 6
(IPv6) và khả năng của IPv6. Công nghệ IP là cơ sở cho sự ra đời một loạt những
công nghệ mới nh VoIP, VPN, MPLS,.... Những nghiên cứu tìm hiểu về các công
nghệ mới này cũng đợc đề cập đến tơng đối chi tiết trong chơng này của luận
văn. Để từ đó có thể triển khai xây dựng hệ thống và tiến hành thực nghiệm trong
các chơng sau.
1.1. TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ IP [1, 2]
1.1.1. Lịch sử phát triển
Thiết kế TCP/IP đợc nh ngày hôm nay là nhờ vai trò mang tính lịch sử của
nó. Internet, giống nh rất nhiều thành tựu công nghệ khác, bắt nguồn từ nghiên cứu
của Bộ quốc phòng Mỹ. Vào cuối những năm 60, các quan chức Bộ này bắt đầu
nhận thấy lực lợng quân sự đang lu giữ một số lợng lớn các loại máy tính, một
số không đợc kết nối, số khác đợc nhóm vào các mạng đóng, do các giao thức cá
nhân không tơng thích.
Cá nhân, trong trờng hợp này, có nghĩa là công nghệ đó do một nhóm nào
đó kiểm soát. Nhóm này có thể không muốn tiết lộ các thông tin liên quan về giao
thức của mình để những ngời sử dụng có thể kết nối.
Họ bắt đầu băn khoăn về khả năng chia sẻ thông tin giữa các máy tính này.
Vốn quen với vấn đề an ninh, Bộ Quốc phòng Mỹ lập luận rằng nếu có thể xây dựng
đợc một mạng lới nh thế thì nó dễ trở thành mục tiêu tấn công quân sự. Một
trong những yêu cầu trớc hết của mạng lới này là phải nằm phân tán. Các dịch vụ
quan trọng không đợc phép tập trung tại một số chỗ. Bởi vì bất kỳ điểm nào cũng
có thể bị tấn công trong thời đại tên lửa. Họ muốn nếu một quả bom đánh vào bất kỳ
bộ phận nào trong cơ sở hạ tầng đều không làm cho toàn bộ hệ thống bị đổ vỡ. Kết
quả là mạng ARPAnet đã ra đời. Hệ thống giao thức hỗ trợ sự kết nối qua lại, phi
tập trung là khởi điểm của TCP/IP ngày nay.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN

Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

12

KĐ91

Một vài năm sau, khi Hiệp hội Khoa học Quốc gia Mỹ muốn xây dựng một
mạng lới để kết nối với các tổ chức, họ áp dụng giao thức của ARPAnet và bắt đầu
hình thành Internet. Yếu tố phi tập trung của ARPAnet chính là một phần của sự
thành công của TCP/IP và Internet.
Hai đặc điểm quan trọng của TCP/IP tạo ra môi trờng phi tập trung gồm:
Xác nhận mút đầu cuối hai máy tính đang kết nối với nhau đóng vai trò hai
đầu mút ở mỗi đầu của dây truyền. Chức năng này xác nhận và kiểm tra sự trao đổi
giữa 2 máy. Về cơ bản, tất cả các máy đều có vai trò bình đẳng.
Định tuyến động các đầu mút đợc kết nối với nhau thông qua nhiều đờng
dẫn, và các bộ định tuyến làm nhiệm vụ chọn đờng cho dữ liệu dựa trên các điều
kiện hiện tại.
Giao thức Internet là giao thức hệ thống mở phổ biến nhất trên thế giới vì
chúng đợc sử dụng để thông tin qua bất kỳ mạng nào và phù hợp với cả thông tin
trên mạng LAN và WAN. Giao thức Internet gồm có các giao thức truyền tin, điển
hình là TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol). Giao thức
Internet không chỉ có các giao thức lớp thấp (chẳng hạn nh TCP và IP), mà còn
gồm cả các giao thức lớp ứng dụng nh th điện tử, truyền file ...
Giao thức Internet đợc bắt đầu tìm hiểu từ giữa những năm 1970, khi
DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) quan tâm tới việc thiết lập
mạng chuyển mạch gói để thông tin giữa các hệ thống máy tính tại các viện nghiên
cứu. Với mục đích đó, DARPA đã cung cấp một quỹ nghiên cứu cho trờng đại học
Stanford và Bolt, Beranek, và Newman (BBN). Và kết quả là giao thức Internet đã

đợc hoàn thành vào cuối những năm 1970.
TCP/IP ra đời sau đó gồm có Berkeley Software Distribution (BSD) UNIX và
đã trở thành tiền đề để phát triển Internet và World Wide Web (WWW).
Tài liệu về giao thức Internet và các tiêu chuẩn đã đợc đa ra thành các báo
cáo chuyên môn gọi là Request For Comments (RFCs), chúng đợc phổ biến rộng
rãi. Những cải tiến mới của các giao thức đợc trình bày trong các RFC. Hình 1.1
minh hoạ các lớp của giao thức TCP/IP tơng ứng với các lớp trong mô hình OSI.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

Mô hình OSI

KĐ91

13

Mô hình phân lớp giao thức IP
NFS

Application
Presentation

FTP, Telnet,
SMTP, SNMP

XDR
RPC

Session
TCP, UDP

Transport
Network

Routing Protocol

IP

ICMP

ARP, RARP

Link
Not Specified

Physical

Hình 1.1: So sánh hai mô hình phân lớp OSI và IP

1.1.2. IP phiên bản 4 (IPv4) [1]
Giao thức mạng IP là giao thức nằm ở lớp mạng (lớp 3) của mô hình OSI,
gồm có các thông tin về địa chỉ và một số các thông tin điều khiển cho phép định
tuyến các gói tin. Tài liệu về IP có trong RFC 791 và IP là giao thức lớp mạng ở bên
phía giao thức mạng. Cùng với TCP, IP chính là trái tim của giao thức Internet. IP có
hai nhiệm vụ: cung cấp kết nối không hớng đối tợng, phân phát các datagram hiệu
quả nhất qua mạng; phân đoạn và ghép đoạn các datagram.
Định dạng gói IP

Một gói IP gồm có các trờng thông tin nh đợc minh hoạ trên hình 1.2.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

KĐ91

14

32 bit
Version

IHL

Type of Service

Identification

Time to live

Protocol

Total Length

Flag

Fragment offset

Header checksum

Source address

Destination address

Option (+padding)
Data (variable)

Hình 1.2: Định dạng gói IP

-

Version (4 bit): phiên bản IP hiện tại

-

IP Header Length (IHL, 4 bit): chiều dài phần header của datagram là 32
bit

-

Type-of-Service (8 bit): Phơng thức gói tin đợc xử lý, 3 bit đầu tiên là
bit kiểm tra chẵn lẻ

-

Total Length (16 bit): chiều dài tính theo byte của toàn bộ gói IP, bao
gồm cả phần dữ liệu và phần header

-

Identification (16 bit): là số nhận dạng gói tin. Trờng này dùng để ghép
các datagram với nhau

-

Flag (3 bit): gồm 3 bit, hai bit thấp điều khiển fragmentation. Bit thấp
nhất sẽ chỉ ra xem liệu gói tin có đợc phân chia không. Bit ở giữa chỉ ra
gói tin nào đợc fragment cuối cùng trong chuỗi các gói tin đã đợc
fragment. Bit thứ 3 hay bit có ý nghĩa nhất không đợc dùng đến

-

Fragment Offset (13 bit): cho phép IP đích khôi phục lại đợc datagram
gốc.

-

Time-to-live (8 bit): thời gian sống của datagram trớc khi nó bị loại bỏ.

-

Protocol (8 bit): chỉ ra giao thức lớp cao hơn nhận các gói tin tới sau khi
hoàn thành xử lý IP

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

KĐ91

15

-

Header Checksum (16 bit): Bảo đảm tính nguyên vẹn của phần header

-

Source Address (32 bit): địa chỉ nguồn gửi tin

-

Destination Address (32 bit): địa chỉ đích

-

Option ( 0 hoặc 32 bit): hỗ trợ một số tuỳ chọn, chẳng hạn nh độ bảo
mật

-

Data (số bit thay đổi): Dữ liệu ở lớp cao hơn gửi tới

Địa chỉ IP
Nh bất kỳ một giao thức lớp mạng khác, lu đồ địa chỉ IP không thể thiếu
khi xử lý việc định tuyến các datagram qua mạng. Mỗi một địa chỉ IP có các thành
phần cụ thể và tuân theo một định dạng. Các địa chỉ IP này có thể đợc chia nhỏ ra

và sử dụng để tạo thành địa chỉ của các mạng con.
Mỗi một host trên mạng TCP/IP đợc gán một địa chỉ logic 32 bit duy nhất,
địa chỉ này đợc chia thành 2 phần: số mạng (network number) và số host (host
number). Số mạng nhận biết mạng và do InterNIC cung cấp (Internet Network
Infomation Center) nếu mạng đó là một thành phần nằm trong mạng Internet. Một
nhà cung cấp mạng internet ISP (Internet Service Provider) có thể gồm các khối địa
chỉ mạng từ InterNIC và có thể tự gán địa chỉ khi cần thiết. Số host xác định một
host trên mạng và đợc cung cấp bởi ngời quản trị mạng cục bộ.
Hình 1.3 minh hoạ dạng cơ bản của một địa chỉ IP.
32 bit
Network

Host

8 bit

8 bit

8 bit

8 bit

172

16

122

204

Hình 1.3: Địa chỉ IPv4

Các lớp địa chỉ IP
Địa chỉ IP phân thành 5 phân lớp địa chỉ khác nhau: A, B, C, D và E. Chỉ có
các lớp A, B, C đợc sử dụng. Các bit nằm bên trái chỉ ra kiểu phân lớp mạng. Bảng
1.1 cung cấp thông tin tham chiếu về 5 phân lớp địa chỉ IP.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

KĐ91

16

Bảng 1.1: Các lớp địa chỉ IPv4
Lớp
địa
chỉ IP

Định
dạng

Bit có
trọng số
cao

Dải địa chỉ

Số
Mạng/
Host

Số Host cực
đại

A

N.H.H.H

0

1.0.0.0 đến 126.0.0.0

7/24

16,777,214

B

N.N.H.H

1,0

128.1.0.0 đến 223.225.0.0

14/16

65,534

C

N.N.N.H

1,1,0

192.0.1.0 đến 223.255.254.0

22/8

254

D

N/A

1,1,1,0

224.0.0.0 đến 239.255.255.255

N/A

N/A

E

N/A

1,1,1,1

240.0.0.0 đến 254.255.255.255

N/A

N/A

N: Network number
H: Host number
Hình minh hoạ:
7
Class A

Class B

Class C

24

Network

Network

Network

Host

Host

Host

Network

Host

Host

Network

Network

Host

Hình 1.4: Các phân lớp địa chỉ IP

Địa chỉ IP subnet
Các mạng IP có thể đợc chia thành từng mạng nhỏ hơn đợc gọi là
subnetwork (hoặc là subnets). Việc phân nhỏ mạng cung cấp cho ngời quản lý
mạng một số lợi ích, nh linh hoạt hơn, sử dụng các địa chỉ mạng hiệu quả hơn, và
khả năng truyền thông mạng quảng bá. Các mạng subnet có giá trị ở cấp cục bộ.
Một địa chỉ mạng cho trớc có thể đợc phân thành nhiều mạng con.
IP Subnet mask
Một địa chỉ subnet đợc tạo ra bằng cách mợn các bit từ trờng host và chỉ định
thành trờng subnet. Số bit đợc mợn thay đổi và đợc chỉ ra cụ thể bằng subnet
mask.
Câu trúc địa chỉ Subnet mask có cùng một định dạng giống nh địa chỉ IP.
Tuy nhiên, nếu subnet mask có tất cả các bit là 1 nó chỉ ra đó là các trờng mạng và

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN

Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

KĐ91

17

subnetwork, nếu toàn bit 0 thì đó là trờng host. Hình 1.5 minh hoạ một ví dụ đơn
giản về subnet mask.
Network

Network

Subnet

Host

11111111

11111111

11111111

00000000

255

255

255

0

Hình 1.5: Ví dụ về subnet mask

Cách tính số mạng từ subnet mask
Bộ định tuyến thực hiện một loạt quá trình xử lý để tính toán địa chỉ mạng.
Đầu tiên, bộ định tuyến trích địa chỉ IP đích từ gói tin và khôi phục lại subnet mask.
Sau đó thực hiện phép toán logic AND để tìm ra network number. Đó là vì vị trí host
trong địa chỉ IP đích đã đợc bỏ đi, trong khi vẫn giữ lại số của mạng đích. Sau đó
bộ định tuyến sẽ kiểm tra số của mạng đích và match nó với một ghép nối ra ngoài.
Cuối cùng, nó chuyển khung tới địa chỉ IP đích.
Hình 1.6 minh hoạ quá trình thực hiện phép toán AND giữa địa chỉ IP đích
với subnet mask, số subnetwork đợc giữ lại, bộ định tuyến sẽ sử dụng số này để
tiếp tục gửi gói tin di.
Subnet

Host

Địa chỉ IP đích 171.16.1.2

00000001

00000010

Subnet Mask 255.255.255.0

11111111

00000000

00000001

00000000

1

0

Network

Hình 1.6: Thực hiện phép toán AND

ARP
Giả sử cho trớc hai thiết bị trên mạng thông tin với nhau, chúng phải biết
đợc địa chỉ vật lý của thiết bị kia (hoặc biết đợc MAC). Bằng ARP, một máy host
có thể tự động tìm ra đợc địa chỉ lớp MAC tơng ứng với địa chỉ lớp mạng IP cụ
thể.
Sau khi nhận đợc địa chỉ lớp MAC, thiết bị IP tạo ra một ARP cache để nhớ
lại ánh xạ địa chỉ từ IP sang MAC, để khi muốn tơng tác lại với thiết bị thì có thể

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

18

KĐ91

dùng ARP tìm ra địa chỉ IP. Nếu thiết bị không đáp lại trong khoảng thời gian một
khung, cache sẽ bị loại bỏ.
RARP dùng để ánh xạ từ địa chỉ lớp MAC sang địa chỉ IP. RARP, là phép
đảo logic của ARP.
Định tuyến Internet
Các thiết bị định tuyến internet cổ điển đợc gọi là gateway. Tuy nhiên, với
công nghệ hiện nay thuật ngữ gateway dùng để chỉ tới một thiết bị thực hiện việc
vận chuyển giao thức lớp ứng dụng giữa hai thiết bị. Interior gateway là các thiết bị
dùng trong các hệ thống tự trị, chẳng hạn nh mạng bên trong của một tập đoàn.
Exterior gateway sẽ kết nối các mạng độc lập với nhau.
Các bộ định tuyến bên trong Internet đợc tổ chức theo phân cấp. Các bộ
định tuyến dùng để trao đổi thông tin bên trong các hệ thống tự trị đợc gọi là
interior router, dùng giao thức IGP. Giao thức RIP là một ví dụ của IGP.
Các bộ định tuyến mà trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự trị đợc gọi là
exterior routers. Các bộ định tuyến này sử dụng giao thức riêng để trao đổi thông tin
giữa các hệ thống tự trị. Giao thức BGP là một ví dụ của giao thức exterior gateway.
1.1.3. IP phiên bản 6 (IPv6) [2, 3]
1.1.3.1. Lịch sử phát triển IPv6
Nhóm nghiên cứu về giao thức Internet thế hệ mới (IPng) của IETF đã đợc
thành lập vào đầu những năm 1990 có nhiệm vụ đa ra đợc giao thức Internet mới
phù hợp với nhu cầu thực tế và hỗ trợ cho việc đánh địa chỉ mạng theo IPv4. Khi
giao thức IPv4 đợc tạo ra, những ngời sáng chế đã nghĩ rằng một địa chỉ dùng 32
bit, cho phép tới 4 tỉ host, cũng cung cấp đủ cho việc định địa chỉ các máy tính ở
U.S. Nhng trong thực tế, các địa chỉ host có khả năng sử dụng lại nhỏ hơn 4 tỉ
(network hosts). Theo khuyến cáo RFC3194 của IETF, các nhà khoa học đã tính
toán số lợng địa chỉ máy host cần dùng là 250 triệu. Đến cuối những năm 2002, đã
có tới 600 triệu ngời sử dụng Internet (Internet users), và số lợng đã tăng lên đến
950 triệu đến cuối năm 2004. Sự tăng trởng này sẽ đòi hỏi một không gian địa chỉ
mở rộng hơn. Ngày nay, chúng ta sử dụng các công nghệ nh NAT (Network
Address Translation) để cung cấp các địa chỉ IPv4 nhiều hơn, nhng NAT lại hạn

chế các kết nối host-to-host, đó là mục đích thiết kế của những ngời sáng tạo ra
Internet. Các kỹ s của tổ chức IETF đã tạo ra IPv6 là một giao thức có thể tạo ra

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

19

KĐ91

hàng tỉ hàng tỉ địa chỉ; với một địa chỉ có chiều dài là 128 bit, IPv6 có thể tạo ra
3.4x1038 địa chỉ.
1.1.3.2. Sự khác nhau giữa IPv4 và IPv6
IPv6 cũng có nhiều điểm giống với IPv4, nhng nó có thêm những cải tiến
mới. Phần lớn các áp dụng đã tơng thích với IPv4 thì đều có thể tơng thích đợc
với IPv6. TCP, UDP, ICMP và IPSec đều có thể đợc vận chuyển một cách trực tiếp
bằng IPv6 nh là chúng đợc thực hiện với IPv4. Chỉ có một số áp dụng cần đợc
thiết kế lại chẳng hạn nh SQL và SNMP.
IPv6 có địa chỉ không gian lớn hơn. IPv6 tuân theo việc đánh địa chỉ theo địa
lý và vùng, các tổ chức sẽ có một prefixes chung dựa trên vị trí của các tổ chức và
nhà cung cấp mà họ sẽ kết nối tới.
IPv6 cũng có chế độ bảo mật theo IPSec cho các kết nối host. Việc đánh địa
chỉ cho hệ thống đầu cuối đã đợc đơn giản với sự ra đời của tự động phát hiện địa
chỉ (address auto-discovery). Điển hình là, một trạm đầu cuối sẽ học địa chỉ IPv6
cho bộ định tuyến nội bộ, và sau đó xây dựng địa chỉ của chính nó bằng cách tổ hợp
giá trị prefix nội bộ với địa chỉ MAC của chính nó. Quá trình phát triển giao thức
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) cũng đang đợc thực hiện cho phiên
bản 6.

Nhợc điểm của IPv6 là không thể broadcast gói tin đến mạng. IPv6 hỗ trợ
Unicast Addressing cho các liên lạc kiểu one-to-one, Multicast Addressing cho liên
lạc kiểu one-to-nearest. Nó là sự mở rộng của những áp dụng mà đợc sử dụng để
trả lời quá trình IP broadcasting sẽ chuyển thành multicasting. Để điều hành mạng
IPv6 cần tới các giao thức có chức năng định tuyến và cũng tơng tự với các giao
thức cần thiết chạy trên mạng IPv4. RIP, OSPF, ISIS, BGP và PIM đều đợc hỗ trợ
cho IPv6. Một mạng hoạt động trên các trạm có hỗ trợ cả IPv4 và IPv6 sẽ chạy đồng
thời các phiên bản giao thức IPv4 và IPv6; có nghĩa là nếu một mạng hoạt động với
giao thức OSPFv2 cho IPv4, nó cũng hoạt động đợc với OSPFv3 cho IPv6.
Tổ chức IETF có ý định thay thế IPv6 cho IPv4, nhng IETF cuối cùng đã
thay đổi ý định đó và chỉ ra rằng IPv4 sẽ vẫn còn đợc sử dụng trong một thời gian
dài. Tơng lai có thể sẽ có một số lợng lớn các mạng sử dụng đồng thời hai loại
giao thức cho cả IPv4 và IPv6. IETF đã thành lập một nhóm nghiên cứu gọi là NGTRANS (Next-Generation Transition), nhóm này đang phát triển các công nghệ cho
phép các giao thức chia sẻ cho cùng mạng và chuyển đổi giữa hai giao thức.
1.1.3.3. Lợi ích khi sử dụng IPv6

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

20

KĐ91

Lợi ích cơ bản của công nghệ IPv6 sẽ đợc thấy về khả năng đặt địa chỉ cho
tất cả các máy trong mạng của một tổ chức hoặc tập đoàn lớn một cách trực tiếp, có
thể là một máy tính lớn, một máy trạm sử dụng hệ điều hành Linux/Windows, điện
thoại không dây, PDA, camera bảo mật, .... IPv6 sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các
liên lạc liên tục giữa các host mà không cần những giới hạn bị áp đặt bởi NAT. Các

hệ thống IPv4 sẽ có khả năng liên lạc trực tiếp với bất kỳ hệ thống nào trên mạng
Internet thế hệ mới. Các tổ chức có thể cùng vận hành tất cả các hệ thống bảo mật
vào trong một mạng lớn. IPv6 sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho một cơ sở hạ tầng rộng
khắp, bởi vậy ngời sử dụng có thể sử dụng các điện thoại hoặc laptop hoặc PDA IP
di động bất kỳ nơi nào trên thế giới.
Đối với các mạng doanh nghiệp lớn hiện nay, không có một mạng nào
chuyển hoàn toàn sang mạng IPv6, do bị hạn chế bởi sự không thông suốt của mạng
IPv6. Trong khi hiện nay đã có HTTP6, FTP6 và Telnet6 hỗ trợ cho IPv6, nhng
ERP (Enterprise Resource Planning), CRM hoặc ứng dụng quản lý tự động cũng cần
hỗ trợ cho IPv6. Microsoft Exchange sẽ hoạt động đợc trên IPv6, nhng Microsoft
SQL lại không hoạt động đợc trên IPv6. Đó là một cản trở chính để có thể mở rộng
IPv6 vì các doanh nghiệp chạy các ứng dụng ERP của họ trên SQL. Cuối cùng phần
lớn các mạng lớn đã quyết định sử dụng một mạng chỉ có IPv4. Hiện nay, chỉ có
một số tổ chức lớn có nhu cầu kết nối trên khắp thế giới theo kiểu host-to-host, trên
thực tế, nhiều tổ chức lớn tận dụng NAT nh là một cơ cấu bảo mật và sẽ vẫn không
thay đổi trong thời gian tới.
1.1.3.4. Thời kỳ chuyển tiếp của IPv6; Ai sẽ sử dụng và sử dụng ở đâu?
IPv6 là một chuẩn mới dùng để liên lạc trên các mạng và đang là một vấn đề
đợc quan tâm nhiều. Sẽ có một thời kỳ quá độ trớc khi chuyển sang dùng IPv6.
Trên thế giới hiện nay, một khu vực đang hớng tới sử dụng IPv6 là Châu á,
sau là Châu âu. Lý do rất đơn giản. Châu á là khu vực đợc cung cấp các địa chỉ IP
muộn, và vì lý do đó, có một sự thiếu hụt trầm trọng về địa chỉ, và ở Châu âu cũng
tơng tự. Vì Châu á là khu vực tăng trởng mạng nhanh nhất, khu vực này càng
ngày càng đòi hỏi ngày càng nhiều các địa chỉ IPv4. Nói chung, các tổ chức ở Châu
á coi IPv6 nh là một giải pháp của họ.
Sau Châu á, sự chấp nhận IPv6 sẽ là vấn đề quan trọng nhất ở Châu Mỹ la
tinh và miền Nam Mỹ, và cuối cùng là bắc Mỹ. Lý do để có đợc sự chấp nhận đó
liên quan đến cách mà họ đã chấp nhận IPv4. Các vùng mà đã chấp nhận IPv4 trớc

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN

Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

21

KĐ91

đây đã quản lý đăng ký đủ địa chỉ đến mức họ lo lắng về quá trình vợt khỏi dải địa
chỉ. Hơn nữa, có nhiều tổ chức đã chấp nhận các công nghệ xử lý các địa chỉ mới
bên trong mạng của họ trong khi vẫn duy trì các địa chỉ đã đăng ký bên ngoài. Một
ví dụ là chúng ta có thể quan sát một tổ chức điển hình sau. Một công ty có thể đã
đăng ký miền địa chỉ ở lớp C. Nh vậy cho phép đăng ký 255 địa chỉ Internet. Tất cả
nhân viên và mọi thiết bị bên trong công ty có thể sở hữu một địa chỉ Internet,
nhng chỉ với số lợng đó nhỏ hơn 255 ngời và thiết bị. Nếu có nhiều ngời và
thiết bị hơn, khi đó họ sẽ cần phải tạo ra các cơ cấu địa chỉ dựa trên những địa chỉ
dành riêng. Các địa chỉ đó không có giá trị đối với mạng bên ngoài. Để có thể liên
lạc đợc với mạng bên ngoài, luồng dữ liệu sẽ đi qua một firewall và thiết bị NAPT
(Network Address Port Translation) tại biên của mạng bên trong. Đó là một thiết bị
có chức năng chuyển đổi một địa chỉ từ phía mạng dành riêng thành một địa chỉ ở
bên phía mạng công cộng. Theo cách này một số địa chỉ đã đợc đăng ký cần thiết
đợc sử dụng. Nhiều tổ chức đã lựa chọn mô hình đó, thậm chí khi họ đã có đủ địa
chỉ rồi. Công nghệ này khiến cho việc sử dụng IPv6 không còn trở nên khẩn cấp nữa
mà đã có sẵn một số có ý nghĩa của các địa chỉ IPv4 đã đăng ký và có một chiến
lợc để chuyển đổi từ địa chỉ dành riêng sang địa chỉ công cộng.
Những lựa chọn khi chuyển đổi sang IPv6
Khi một tổ chức lựa chọn sử dụng IPv6, họ sẽ phải quyết định cách thực hiện
quá trình chuyển đồi từ miền địa chỉ IPv4 sang IPv6. Theo cùng cách mà NAPT đã
sử dụng để truyền dữ liệu giữa miền địa chỉ công cộng và miền địa chỉ dành riêng,
sẽ cần có một thời kỳ chuyển đổi giữa IPv4 và IPv6. Sẽ tồn tại những khu vực sử

dụng IPv6 và vẫn đồng thời sử dụng IPv4 trong một vài năm. Trong thời kỳ quá độ
này, nhiều công nghệ và kỹ thuật mới đang đợc triển khai. Quá trình chuyển đổi
đợc tiến hành theo một số cách khác nhau và đợc phân chia giữa đờng hầm và
quá trình chuyển đổi.
Các phơng pháp đờng hầm:
-

IPv6 IPv4 IPv6. Đờng hầm từ IPv6 sang IPv4

-

IPv4 IPv6 IPv4. Đờng hầm từ IPv4 sang IPv6

Các phơng pháp chuyển đổi:
-

Đồng thời hai ngăn xếp: mỗi một thiết bị và host đều có cả các ngăn xếp
cho cả IPv4 và IPv6

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

-

22

KĐ91

IPv4 NAT-PT (NAPT) IPv6: là quá trình chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang
IPv6 và ngợc lại. Phải cần dùng đến thiết bị ALG (Application Layer
Gateway) để hỗ trợ cho các áp dụng mà không làm việc với NAT-PT.

Riêng với IPv6:
-

IPv6. Thay thế toàn cho IPv4 hoặc chỉ sử dụng IPv6 bên trong mạng
không có đờng hầm hoặc quá trình biến đổi sang môi trờng IPv4

-

Mỗi một phơng pháp có thể đợc sử dụng trong các vùng khác nhau tuỳ
thuộc vào các mục đích khác nhau.

Hiện tại đã có các phơng pháp để giải quyết, một câu hỏi tiếp nữa sẽ là:
những tổ chức nào sẽ chấp nhận chuyển đổi sang IPv6? những tổ chức và các
nhóm nghiên cứu về IPv6 sẽ chấp nhận IPv6 có thể là:
-

Các trờng đại học
Các cơ quan
Các cơ quan chính phủ
Các công ty t
Ngời sử dụng tại nhà riêng

Các trờng đại học không ngừng nghiên cứu và phát triển IPv6. Điều đó
không có gì là ngạc nhiên khi họ đã là những ngời mở đờng cho Internet, và nói
chung họ làm nghiên cứu có tính chất cơ bản. Các trờng đại học cũng xem số
lợng các địa chỉ đã tăng vì họ có khuynh hớng sử dụng NAT-PT giữa mạng bên

trong của họ với Internet. Nói chung, họ gán các địa chỉ công cộng cho tất cả các
thiết bị của họ và tạo cho chúng khả năng truy cập ra mạng toàn cầu.
Khi các trờng đại học bắt đầu triển khai IPv6, họ sẽ tạo ra các miền mà các
thiết bị có khả năng sử dụng IPv6. Cần phải có các bộ định tuyến tại biên của mạng
để cho phép liên lạc giữa miền dùng IPv6 với miền dùng IPv4 và tạo một đờng hầm
qua các mạng IPv4.
Nhiều hãng cũng băn khoăn khi chuyển sang dùng IPv6, cụ thể họ phải
chuyển sang sử dụng các thiết bị liên lạc thế hệ 3G. Các thiết bị này nói chung đã
đợc gán các địa IPv6 để liên lạc. Khi các thiết bị này đã trở nên phổ biến, IPv6 sẽ
trở nên quan trọng đối với các hãng. Khi sự chấp nhận IPv6 bắt đầu xuất hiện trên
các mạng của các hãng, nó sẽ trở nên cần thiết đối với các tổ chức mà vẫn cha chấp
nhận IPv6 để tiếp tục liên kết với các mạng khác. Trong trờng hợp này sẽ có một
yêu cầu triển khai các bộ định tuyến tại biên mạng mà nó cho phép tạo đờng hầm
để lu lợng của mạng IPv4 có thể đi qua đợc đám mây IPv6.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

23

KĐ91

Khi các hãng đã cung cấp một cơ sở hạ tầng dùng cho IPv6, các trờng đại
học sẽ có thể kết nối bằng cách sử dụng các đờng trục IPv6. Một ví dụ cụ thể của
kiểu liên kết IPv6 này đôi khi đợc gọi là 6bone. Đó là một đờng trục IPv6. Các tổ
chức chính phủ sẽ có hai lý do để chuyển sang dùng IPv6: Họ có sở hữu các bộ môn
chuyên nghiên cứu (bao gồm cả các viện nghiên cứu) mà có hợp tác với các trờng
đại học, và bản thân họ đã là một nguồn tiêu dùng lớn các địa chỉ Internet. IPv6

mang lại cho họ khả năng sử dụng ngày càng nhiều các địa chỉ theo nhu cầu của họ.
Các tổ chức chính phủ sẽ có khả năng sử dụng bất kỳ một phơng pháp chuyển đổi
nào nh đã trình bày ở trên và tuỳ thuộc vào nhu cầu.
Sau đó là đến các tổ chức cá nhân. Những rào cản để các vùng cá nhân
chuyển sang dùng mạng IPv6 là rất nhiều; giá thành, độ phức tạp và một số giá trị
thơng mại khác. Các công ty sẽ chuyển sang mạng IPv6 khi xem xét thấy rằng khả
năng thực thi thuyết phục hơn giá thành triển khai. Chi phí để triển khai IPv6 có thể
xem xét đợc. Nó liên quan tới việc thanh toán vì phải thay thế một thiết bị nào đó
không phù hợp với việc sử dụng IPv6. Có một số cách để chuyển đồi giữa IPv4 và
IPv6. Phơng pháp thứ nhất liên quan tới hai ngăn xếp liên lạc trên mỗi thiết bị: một
là IPv4 và một là IPv6. Khi một thiết bị (hoặc là host hoặc là bộ định tuyến) cần liên
lạc với một thiết bị khác, nó sẽ gửi một yêu cầu tới cả hai ngăn xếp và chờ sự trả lời
lại. Ngăn xếp mà có đáp ứng lại sẽ đợc sử dụng cho các liên lạc. Một phơng pháp
chuyển đổi khác nữa liên quan đến sử dụng quá trình chuyển đổi địa chỉ mạng và
các gateway tại lớp ứng dụng. ở phơng pháp này, một thiết bị (điển hình là bộ định
tuyến) đặt tại biên của các mạng và có chức năng phiên dịch cuộc hội thoại từ IPv4
sang IPv6.
Điểm quan tâm nữa là ngời sử dụng tại nhà sẽ cũng có khả năng chấp nhận
IPv6. Những ngời sử dụng tại nhà sẽ bắt đầu chấp nhận IPv6 sớm hơn các công cy
riêng. Lý do là vì họ sẽ phải mua các thiết bị điện tử hoặc các hệ thống, mà bắt đầu
sử dụng IPv6 nh là mặc định. Khi mà phần lớn các khách hàng đều không lo lắng
thay đổi các thiết lập mặc định trên thiết bị của họ hoặc của phần mềm, đó là một
dấu hiệu của việc bắt đầu chấp nhận IPv6. Nếu nh một khách hàng đã có sẵn một
mạng, gần giống với IPv4. Bất kỳ một thiết bị mới nào khi đặt vào trong mạng này
sẽ đều có sự chấp nhận hỗ trợ cho IPv4 hoặc IPv6. Thiết bị cho ngời sử dụng sẽ là
các thiết bị mới có đợc u điểm và trạng thái mặc định của IPv6. Đối với các hộ gia
đình, sẽ cần có một thời gian dài trớc khi họ thay thế các thiết bị IPv4 đã có bằng
các thiết bị IPv6.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN

Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

24

KĐ91

IPv6 sẽ đợc sử dụng ở đâu trên mạng
-

Các trờng đại học sẽ tạo ra các miền của IPv6 để kiểm tra và đánh giá
Các miền IPv6 cần thiết phải liên lạc đợc với những vùng khác.
Có các mạng IPv4 ở giữa; các đờng hầm IPv6 bên trong IPv4

-

Các hãng sẽ phát triển các mạng đờng trục IPv6
Đợc sử dụng để kết nối các thiết bị của IPv6, chẳng hạn nh các điện
thoại tế bào mới và các thiết bị khác mà không cần đến việc tạo ra các
đờng hầm.
Đợc mở rộng để cho phép các tổ chức liên lạc giữa các mạng IPv6
trên các đờng trục này không cần tạo ra các đờng hầm
Cuối cùng là cho phép kết nối giữa các mạng IPv4 qua các đờng trục
IPv6 này các đờng hầm IPv4 bên trong IPv6 cần đợc sử dụng

-

Tổ chức chính phủ/các hãng/các trờng đại học sẽ vẫn đồng thời tạo ra
các mạng Internet IPv6

Chính phủ sẽ kết nối tới các đờng trục IPv6 của các hãng và xúc tiến
việc sử dụng chúng
Bản thân các tổ chức lúc đó cũng sẽ chuyển sang IPv6 để liên lạc với
chính phủ

-

Dần dần IPv6 sẽ trở thành chuẩn đợc dùng trong nhiều thiết bị ở phía
ngời sử dụng
Theo quan điểm này, có nhiều thiết bị dùng trong gia đình đã sẵn sàng
dùng cho IPv6
Nó sẽ trở thành một phần mặc định của các thiết bị

-

Nhiều tổ chức sẽ chuyển một cách từ từ sang dùng IPv6 khi đã có một số
ứng dụng chuyển hớng sang IPv6. Sẽ chuyển hớng khi:
Có một ngời chuyển
Quá trình tiến hành IPv6 trở nên dễ dàng hơn
Kết nối IPv6 giữa hai phía trở thành chuẩn
Quá trình biên dịch và quá trình tạo đờng hàm trở nên dễ xử lý hơn

1.1.3.5. IPv6

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN


Luận văn cao học - Nguyễn Thị Hồng

25

KĐ91

IPv6 là một sự thay đổi về mạng từ quan điểm của ngời sử dụng. Các thiết bị
trên mạng sẽ tham gia vào mạng LAN, WAN, mạng điện thoại không dây và có dây.
Các mạng IPv4 hiện nay đã trở nên nhanh hơn, tin cậy hơn, di động hơn, bảo mật
hơn, và trở nên quan trọng hơn, hiệu quả hơn. IPv6 sẽ cho phép thực hiện điều đó;
tốt hơn, nhanh hơn, rẻ hơn và quan trọng hơn, dùng cho nhiều thiết bị hơn. Phần lớn
các thiết bị trên mạng sẽ bắt đầu có hỗ trợ không chỉ một cách hoàn chỉnh các đặc
tính của IPv4 mà còn cả các đặc tính của IPv6. Các thiết bị đã đợc gắn liền với
mạng sẽ có bổ sung thêm IPv6 để dùng cho áp dụng sau. Khi bắt đầu sử dụng thiết
bị có hỗ trợ IPv6, cơ sở hạ tầng mạng phải hỗ trợ đồng thời cả hai giao thức và cũng
cần cung cấp khả năng chuyển đổi dễ dàng từ một giao thức này sang giao thức còn
lại. ở Châu á, khi các địa chỉ IPv4 có thể dùng đang bị thu nhỏ lại, chính phủ đã sẵn
sàng hỗ trợ để chuyển dần sang mạng IPv6.
Các hòn đảo IPv6 này sẽ cần phải có đờng hầm thông suốt và chuyển
đổi qua phần còn lại của mạng Internet. IPv6 có khả năng cung cấp miền địa chỉ
lớn hơn. Nhng IPv6 lại có trờng địa chỉ lớn hơn trờng địa chỉ của IPv4. Nhiều
chức năng cung cấp bởi IPv4 sẽ có những đổi mới hơn hiệu quả hơn khi sử dụng
IPv6 hoặc sẽ lỗi thời hơn. Các chức năng mạng giống nh NAT sẽ đợc thiết kế theo
tình trạng thực tế.
Những thay đổi từ IPv4
Miền địa chỉ
Miền địa chỉ là một bớc chuyển hớng chính và nhân tố điều khiển chính về
kỹ thuật. Gần đây mọi ngời hiểu rằng IPv6 có địa chỉ lớn hơn. Các địa chỉ có chiều
dài 128 bit đợc sử dụng trong IPv6 lớn gấp 4 lần địa chỉ IPv4 32 bit, cung cấp tới
hàng tỉ địa chỉ mạng.
Định dạng phần tiêu đề đơn giản
Phần tiêu đề có chiều dài cố định mới dài gấp hai lần phần tiêu đề trong IPv4
và không có các phần Option (20 byte) nhng đó thực sự là sự xem xét rất tốt chúng

ta đã gấp 4 lần hai trờng địa chỉ trong đó. Phần địa chỉ chiếm 32 byte trong số 40
byte phần tiêu đề. Các trờng khác nh phần phiên bản, quyền u tiên, nhãn luồng,
chiều dài tải, và giới hạn chặng, tất cả đều là những phần đợc đòi hỏi và cần thiết
của giao thức. Chỉ có trờng khác là trờng Next Header; đó là trờng cho phép đối
với phần mở rộng tuỳ ý của gói tin bao gồm các phần tiêu đề khác không hạn chế
chiều dài.

Nghiên cứu và triển khai công nghệ WAN-ISDN