nghiên cứu ipv6 và các vấn đề chuyển đổi địa chỉ ip giữa ipv4 và ipv6

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

(a)

(b) Trung tâm phát triển cntt - ĐHQG TP. Hồ

Chí Minh

II. Trung tâm o t o công ngh cao bách khoa đà ạ ệ

Họ và tên học viên:

Nguyễn quốc tuấn

Tạ hoàng anh

Nguyễn thị thuý

Nghiên cứu IPv6 và các vấn đề

chuyển đổi địa chỉ Ip giữa

ipv4 và ipv6

III.

Đồ án kỹ thuật viên tin học

Chuyên ngành : Công nghệ máy tính

IV.

V.

VI.

VII.

VIII.

IX.

X.

XI. H N i, tháng 06 n m 2005 à ộ ă

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

1

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

Trung tâm phát triển CNTT- ĐHQG TP. Hồ Chí Minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

Họ và tên học viên:

Nguyễn Quốc tuấn

Tạ hoàng anh

Nguyễn thị thuý

Nghiên cứu IPv6 và các vấn đề

chuyển đổi địa chỉ Ip giữa

ipv4 và ipv6

Đồ án kỹ thuật viên tin học

Chuyên ngành : Công nghệ máy tính

Giáo viên hướng dẫn : Th .s Hà mạnh đào

Niên khoá: 2003 - 2005

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

2

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

Lời cảm ơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo thạc

sỹ Hà Mạnh Đào đã trực tiếp hướng dẫn chúng em xây

dựng và hoàn thành đồ án.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô

trong trung tâm công nghệ cao Bách Khoa HTC đã tạo

mọi điều kiện giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, tháng 06 năm 2005

Học viên

Nguyễn Quốc Tuấn

Tạ Hoàng Anh

Nguyễn Thị Thuý

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

3

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

Lời giới thiệu

Phiên bản IPv6 là một phiên bản mới của Internet. Nó được xây dựng trên

cơ sở của giao thức IPv4 nhằm tận dụng các ưu điểm và khắc phục hạn chế

của IPv4. Thay đổi của IPv6 chủ yếu vào những phạm trù sau:

Mở rộng những khả năng định vị.: IPv6 có địa chỉ nguồn và đích dài

128 bít, không gian địa chỉ lớn của IPv6 được thết kế dự phòng đủ lớn cho

phép phân bổ địa chỉ và mạng con từ trục xương sống Internet đến từng

mạng con trong một tổ chức. Tính biến đổi được lộ trình nhiều sắc thái

được cải thiện gần thêm một phạm vi giải quyết tới những địa chỉ nhiều sắc

thái.

Sự đơn giản hoà khuôn dạng đầu mục (Header): Header của IPv6

được thiết kế để giảm chi phí đến mức tối thiểu. Điều này đạt được bằng

cách chuyển các trường không quan trọng và các trường lựa chọn sang các

header mở rộng được đặt phía sau của IPv6 header. Khuôn dạng header

mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại các ruoter.

Tiến bộ hỗ trợ cho những mở rộng và những tuỳ chọn: Thay đổi

trong cách mà những tuỳ chọn đầu mục IP được mã hoá kể cả hiệu quả hơn

đẩy tới ít hơn những giới hạn về khó khăn trên những tuỳ chọn mới trong

tương lai.

Khả năng ghi nhãn luồng: Một khả năng mới được thêm để cho phép

sự ghi nhãn của những gói thuộc về tới giao thông “chảy” đặc biệt cho

người gửi nào những yêu cầu đặc biết điều khiển, như không mặc định chất

lượng của dịch vụ hoặc “ thời gian thực “ dịch vụ.

Những khả năng chứng thự và riêng tư: Những mở rộng để chứng

thực sự toàn vẹn dữ liệu được chỉ rõ cho IPv6.

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

4

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

Chương 1

Những hạn chế của IPv4 và đặc điểm của IPv6

1.1 Những hạn chế của IPv4:

- Giao thức tầng mạng trong bộ giao thức TCP/IP hiện tại đang là IPv4

(Internet- working protocol verision 4). IPv4 cung cấp truyền thông host￾to-host giữa những hệ thống trên Internet. Mặc dù IPv4 được thiết kế khá

tốt, sự thông đại thông tin đã tiến triển từ lúc khởi đầu IPv4 vào những năm

1970, nhưng IPv4 có những sự thiếu hụt khiến cho nó không đồng bộ cho

sự phát triển nhanh của Internet, gồm những thứ sau:

+ IPv4 có 2 level cấu trúc địa chỉ (netid và hostid) phân nhóm vào 5 lớp (A,

B, C, D và E). Sự sử dụng những ô địa chỉ là không hiệu quả. Ví dụ như

khi cos một tổ chức được cấp cho 1 địa chỉ lớp A, 16 triệu địa chỉ từ ô địa

chỉ được phân phối duy nhất cho tổ chức sử dụng. Nếu 1 tổ chức được cấp

cho 1 địa chỉ lớp C, mặt khác chỉ có 256 địa chỉ được phân phối cho tổ

chức, đây không phải là một số đủ. Cũng vậy, nhiều triệu địa chỉ bị lãng

phí trong nhóm D và E. Phương thức phân địa chỉ này đã dùng hết những ô

địa chỉ của IPv4, và mau chóng sẽ không còn địa chỉ nào còn để cấp cho

bất kỳ một hệ thống mới nào muốn kết nối vào Internet. Mặc dù sách lược

subnet và supernet đã giảm bớt những vấn đề về địa chỉ, nhưng subnet và

suprnet đã làm cho đường truyền trở lên khó khăn hơn.

+ Internet phải thích nghi được với sự chuyển giao audio và video thời gian

thực. Loại chuyển giao này yêu cầu những sách lược trì hoãn ít nhất và sự

đặt trước của tài nguyên không được cung cấp trong thiết kế.

+ Internet phải thích nghi được với sự mã hoá và sự chứng nhận của dữ liệu

cho một số ứng dụng. Không một sự mã hoá và sự chứng nhận nào được

cung cấp trong IPv4.

- Để khắc phục thiếu sót trên IPv6 được biết đến như là IPng (Internet

working Protocol, next generation), được đề xướng và nay là một chuẩn.

1.2 Đặc điểm của IPv6:

- Trong IPv6 giao thức Internet được cải tiến một cách rộng lớn để thích

nghi được sự phát triển không biết trước được của Internet. Định dạng và

độ dài của những địa chỉ IP cũng được thay đổi với những gói định dạng.

Những giao thức liên quan, như ICMP cũng đựơc cải tiến. Những giao thức

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

5

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

khác trong tầng mạng như ARP, RARP, IGMP đã hoặc bị xoá hoặc có

trong giao thức ICMPv6. Những giao thức tìm đường như RIP, OSPF cũng

được cải tiến khả năng thích nghi với những thay đổi này. Những chuyên

gia truyền thông dự đoán là IPv6 và những giao thức liên quan với nó sẽ

nhanh chóng thay thế phiên bản IP hiện thời.

Thế hệ mới của IP hay IPv6 có những ưu điểm như sau:

1.2.1 Không gian địa chỉ lớn:

- IPv6 có địa chỉ nguồn và đích dài 128 bít. Mặc dù 128 bít có thể tạo hơn

3,4*1038 tổ hợp, không gian địa chỉ của IPv6 được thiết kế dự phòng đủ

lớn cho phép phân bổ địa chỉ và mạng con từ trục xương sống internet đến

từng mạng con trong một tổ chức. Các địa chỉ hiện đang phân bổ để sử

dụng chỉ chiếm một lượng nhỏ và vẫn còn thừa rất nhiều địa chỉ sẵn sàng

cho sử dụng trong tương lai. Với không gian địa chỉ lớn này, các kỹ thuật

bảo tồn địa chỉ như NAT sẽ không còn cần thiết nữa.

1.2.2 Địa chỉ phân cấp, hạ tầng định tuyến hiệu quả:

- Các địa chỉ toàn cục của Ipv6 được thiết kế để tạo ra một hạ tầng định

tuyến hiệu qủa, phân cấp và có thể tổng quát hoá dựa trên sự phân cấp

thường thấy của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) trên thực tế. Trên

mạng Internet dựa trên IPv6, các router mạng xương sống (backbone) có số

mục trong bảng định tuyến nhỏ hơn rất nhiều.

1.2.3 Khuôn dạng header đơn giản hoá:

- Header của IPv6 được thiết kế để giảm chi phí đến mức tối thiểu. Điều

này đạt được bằng cách chuyển các trường không quan trọng và các trường

lựa chọn sang các header mở rộng được đặt phía sau của IPv6 header.

Khuôn dạng header mới của IPv6 tạo ra sự xử lý hiệu quả hơn tại các

router.

1.2.4 Tự cấu hình địa chỉ:

- Để đơn giản cho việc cấu hình các trạm, IPv6 hỗ trợ cả việc tự cấu hình

địa chỉ stateful như khả năng cấu hình server DHCP và tự cấu hình địa chỉ

stateless (không có server DHCP). Với tự cấu hình địa chỉ dạng stateless,

các trạm trong liên kết tự động cấu hình chúng với địa chỉ IPv6 của liên kết

(địa chỉ cục bộ liên kết) và với địa chỉ rút ra từ tiền tổ được quảng bá bởi

router cục bộ. Thậm trí nếu không có router, các trạm trên cùng một liên

kết có thể tự cấu hình chúng với các địa chỉ cục bộ liên kết và giao tiếp với

nhau mà không phải thiết lập cấu hình thủ công.

1.2.5 Khả năng xác thực và bảo mật an ninh:

- Tích hợp sẵn trong thiết kế IPv6 giúp triển khai dễ dàng đảm bảo sự

tương tác lẫn nhau giữa các nút mạng.

1.2.6 Hỗ trợ tốt hơn về chất lượng dịch vụ QoS:

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

6

Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh

Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa

- Lưu thông trên mạng được phân thành các luồng cho phép sử lý mức ưu

tiên khác nhau tại các router.

1.2.7 Hỗ trợ tôt hơn tính năng di động :

- Khả năng di động MobileIP tận dụng được các ưu điểm của IPv6 so với

IPv4.

1.2.8 Khả năng mở rộng:

- Thiết kế của IPv6 có dự phòng cho sự phát triển trong tương lai đồng thời

dễ dàng mở rộng khi có nhu cầu.

1.3 Cấu trúc địa chỉ IPv6:

1.3.1 Địa chỉ IPv6:

- Một địa chỉ gồm có 16 bytes, đó là 128 bít độ dài. Kiểu ký hiệu dấu 2

chấm trong hệ đếm 16 ( Hexadecimal Colon Notation):

- Để làm cho những địa chỉ trở nên có thể đọc được nhiều hơn, IPv6 trình

bầy rõ trong kiểu ký hiệu dấu 2 chấm trong hệ đếm 16. Trong kiểu ký hiệu

này, 128 bít được chia thàng 8 phần, mỗi phần rộng 2 byte. 2 byte trong

kiểu ký hiệ hệ đếm 16 yêu cầu 4 chữ số trong hệ đếm 16 này. Vì thế cho

nên địa chỉ gồm có 32chữ số trong hệ đếm 16 với mỗi 4 chữ số một lại có

một dấu : chấm. Hình1.

128 bít= 16 bytes= 32chữ số trong hệ đếm 16



FDEC : : 7654 3210 ADBF 2922 FFFF

Hình 1: Địa chỉ IP phiên bản 6 ( IPv6 Address)

- Sự rút gọn:

+ Mặc dù là địa chỉ IP ngay cả khi ở trong định dạnh hệ số đếm 16, vẫn rất

dài, nhiều chữ số 0 trong một địa chỉ.

Thí dụ: 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A

Do đó cơ chế nén địa chỉ được dùng để biểu diễn dễ dàng hơn các loại địa

chỉ dạng này. Ta không cần viết các số 0 ở đầu các nhóm, nhưng những số

0 bên trong thì không thể xoá.

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào

7

111111101111101100…………………………..111111111111