THIẾT LẬP CẤU HÌNH CHUYỂN ĐỔI IPv4 – IPv6 (tiếp theo)

[lamvantu]

CHƯƠNG 2: CHI TIẾT CẤU TRÚC IPv6

Sinh viên thực hiện: ĐẶNG QUANG HUY
Link baif trước: http://vnpro.org/forum/showthread.php/49707-THIẾT-LẬP-CẤU-HÌNH-CHUYỂN-ĐỔI-IPv4-–-IPv6

2.1 Cách biểu diễn và cấu trúc địa chỉ IPv6.
2.1.1 Cách biểu diễn địa chỉ IPv6.
Người ta không biểu diễn địa chỉ IPv6 dưới dạng số thập phân. Địa chỉ IPv6 được viết hoặc theo 128 bit nhị phân, hoặc thành một dãy chữ số hexa. Tuy nhiên, nếu viết một dãy số 128 bit nhị phân quả là không thuận tiện, và để nhớ chúng thì không thể. Do vậy, địa chỉ IPv6 được biểu diễn dưới dạng một dãy chữ số hexa.
Để biểu diễn 128 bit nhị phân IPv6 thành dãy chữ số hexa decimal, người ta chia 128 bit này thành các nhóm 4 bit, chuyển đổi từng nhóm 4 bit thành số hexa tương ứng và nhóm 4 số hexa thành một nhóm phân cách bởi dấu “:”. Kết quả, một địa chỉ IPv6 được biểu diễn thành một dãy số gồm 8 nhóm số hexa cách nhau bằng dấu “:”, mỗi nhóm gồm 4 chữ số hexa.

2.1.2 Cấu trúc của một địa chỉ IPv6.
Cấu trúc chung của một địa chỉ IPv6 thường thấy như sau (một số dạng địa chỉ IPv6 không tuân theo cấu trúc này):

Hình 2.1 : Cấu trúc thường thấy của một địa chỉ IPv6.

Trong 128 bit địa chỉ IPv6, có một số bit thực hiện chức năng xác định:

• Bit xác định loại địa chỉ IPv6 (bit tiền tố - prefix.).

Như đã đề cập, địa chỉ IPv6 có nhiều loại khác nhau.Mỗi loại địa chỉ có chức năng nhất định trong phục vụ giao tiếp. Để phân loại địa chỉ, mộtsố bit đầu trong địa chỉ IPv6 được dành riêng để xác định dạng địa chỉ, được gọi là các bit tiền tố (prefix). Các bit tiền tố này sẽ quyết định địa chỉ thuộc loại nào và số lượng địa chỉ đó trong không gian chung IPv6.
Ví dụ: 8 bit tiền tố “1111 1111” tức “FF” xác định dạng địa chỉ multicast, là dạng địa chỉ sử dụng khi một Node muốn giao tiếp đồng thời với nhiều Node khác. Địa chỉ multicast chiếm 1/256 không gian địa chỉ IPv6. Ba bit tiền tố “001” xác định dạng địa chỉ unicast (dạng địa chỉ cho giao tiếp một - một) định danh toàn cầu, tương đương như địa chỉ IPv4 công cộng chúng ta vẫn thường sử dụng hiện nay.
2.1.3 Không gian địa chỉ.
Địa chỉ IPv6 (IPv6 Adddress) với 128 bits địa chỉ cung cấp khối lượng tương đương số thập phân là :
2¹²⁸ hoặc 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,45 6 địa chỉ
so với IPv4 với 32 bits địa chỉ cung cấp khối lượng tương đương số thập phân là
2³² hoặc 4,294,967,296 địa chỉ.

2.1.4 Hình thức trình bày.
IPv6 Address gồm 8 nhóm, mỗi nhóm 16 bits được biểu diển dạng số Thập lục phân (Hexa-Decimal).
Vd-1 : 2001:0DB8:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Có thể đơn giản hóa với quy tắc sau :

• Cho phép bỏ các số không (0) nằm phía trước trong mỗi nhóm
• Thay bằng 1 số 0 cho nhóm có giá trị bằng không
• Thay bằng :: cho các nhóm liên tiếp có giá trị bằng không

Như vậy địa chỉ ở Vd-1 có thể viết lại như sau :
Vd-2 : 2001:DB8:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A
Vd-3 : địa chỉ = FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2
Có thể viết lại = FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2

2.2 Phân loại địa chỉ IPv6.
2.2.1 Unicast.
Unicast Address dùng để định vị một Interface trong phạm vi các Unicast Address. Gói tin (Packet) có đích đến là Unicast Address sẽ thông qua Routing để chuyển đến 1 Interface duy nhất.
2.2.2 Multicast.
Multicast Address dùng để định vị nhiều Interfaces. Packet có đích đến là Multicast Address sẽ thông qua Routing để chuyển đến tất cả các Interfaces có cùng Multicast Address

2.2.3 Anycast.
Anycast Address dùng để định vị nhiều Interfaces. Tuy vậy, Packet có đích đến là Anycast Address sẽ thông qua Routing để chuyển đến một Interfaces trong số các Interface có cùng Anycast Address, thông thường là Interface gần nhất (khái niệm Gần ở đây được tính theo khoảng cách Routing).
Trong các trường hợp nêu trên, IPv6 Address được cấp cho Interface chứ không phải Node, một Node có thể được định vị bởi một trong số các Interface Address.
IPv6 không có dạng Broadcast, các dạng Broadcast trong IPv4 được xem như tương đương Multicast trong Ipv6.
2.3 Unicast address.
Trong loại địa chỉ này có rất nhiều kiểu,chúng ta hãy xem một số kiểu chính sau đây.
2.3.1 Link-Local Address (LLA).
Địa chỉ đơn hướng dùng nội bộ,được sử dụng cho một tổ chức có mạng máy tính riêng ( dùng nội bộ ) chưa nối với mạng internet toàn cầu hiện tại nhưng sẵn sàng nối được khi cần.
Địa chỉ này chia thành 2 kiểu
Link Local: nhận dạng đường kết nối nội bộ.
Site Local :nhận dạng trong phạm vi nội bộ có thể có nhiều nhóm.

• Mẫu địa chỉ cho Link local.

64 bits đầu = FE80 là giá trị cố định (Prefix = FE80 :: / 64)
Interface ID = gồm 64 bits . Kết hợp với Physical Address của Netwoprk Adapter

• Mẫu địa chỉ cho Site local.

Các bit đầu tiên 10 bit đầu được gọi là prefix dùng để phân biệt các loại, các kiểu địa chỉ khác nhau trong IPv6.
Các interface ID trong các trường hợp trên để nhận dạng thiết bị Node hay router nhưng sử dụng tên miền.
2.3.2 Site-Local Addresses (SLA).
SLA tương tự các địa chỉ Private IPv4 (10.X.X.X, 172.16.X.X, 192.168.X.X) được sử dụng trong hệ thống nội bộ (Intranet). Phạm vi sử dụng SLA là trong cùng Site.
(*) Site : là khái niệm để chỉ một phần của hệ thống mạng tại các tọa độ địa lý khác nhau

• 1111 1110 11 = 10 bits đầu là giá trị cố định (Prefix = FEC0 /10)
• Subnet ID : gồm 54 bits dùng để xác địng các Subnets trong cùng Site
• Interface ID : gồm 64 bits. Là địa chỉ của Interfaces trong Subnet

2.3.3 Site-Local Addresses (SLA).
GUA là địa chỉ IPv6 Internet (tương tự Public IPv4 Address). Phạm vi định vị của GUA là toàn bộ hệ thống IPv6 Internet (RFC 3587).

• 3bits đầu luôn có giá trị = 001 nhị phân (Binary – bin) (Prefix = 001 /3)
• Global Routing Prefix : gồm 45 bits. Là địa chỉ được cấp cho một tổ chức, Công ty / Cơ quan … khi đăng ký IPv6 Internet Address (Public IP).
• Subnet ID : gồm 16 bits. Là địa chỉ tự cấp trong tổ chức để tạo các Subnets
• Interface ID : gồm 64 bits. Là địa chỉ của Interface trong SubnetCó thể đơn giản hóa thành dạng như sau (Global Routing Prefix = 48 bits).

2.3.4 Unique- local addresses (ULA).
Đối với các Organization có nhiều Sites, Prefix của SLA có thể bị trùng lặp. Có thể thay thể SLA bằng ULA (RFC 4193), ULA là địa chỉ duy nhất của một Host trong hệ thống có nhiều Sites với cấu trúc:

• 1111 110 : 7 bits đầu là giá trị cố định FC00/7. L=0 : Local Prefix =FC00 /8
• Glocal ID : địa chỉ Site (Site ID). Có thể gán tùy ý
• Subnet ID : địa chỉ Subnet trong Site

Với cấu trúc này, ULA sẽ tương tự GUA và khác nhau ở phần Prefix như sau:

2.4 Multicast address.
Trong địa chỉ IPv6 không còn tồn tại khái niệm địa chỉ Broadcast. Mọi chức năng của địa chỉ Broadcast trong IPv4 được đảm nhiệm thay thế bởi địa chỉ IPv6 Multicast.

Hình2.2 : Cấu trúc địa chỉ Multicast Address

• Địa chỉ IPv6 Multicast được định nghĩa với prefix là FF::/8 .
• Từ FF00::đến FF0F:: là địa chỉ dành riêng được quy định bởi IANA để sử dụng cho mục đích multicast.
• Octet thứ hai chỉ ra cờ và phạm vi của địa chỉ multicast.

Flag xác định thời gian sống của địa chỉ. Có 2 giá trị của flag :

• Flag = 0 : Địa chỉ multilcast vĩnh viễn.
• Flag = 1 : Địa chỉ multilcast tạm thời.

Scope chỉ ra phạm vi hoạt động của địa chỉ. Có 7 giá trị của Scope :

• Scope = 1 : Interface-local.
• Scope = 2 : Link-local.
• Scope = 3 : Subnet-local.
• Scope = 4 : Admin-local.
• Scope = 5 : Site-local.
• Scope = 8 : Organization.
• Scope = E : Global.

Ngoài ra địa chỉ IPv6 Multicast còn có quy định giá trị của các bit cuối để xác định đối tượng thuộc phạm vi của Multicast Address

Bảng mô tả các loại địa chỉ IPv6 Multicast.

FF02::1:FFXX:XXXXlà dạng địa chỉ Multicast với vai trò là các Solicited-node(thay cho ARP của IPv4) dùng để phân giải địa chỉ IPv6 thành địa chỉ MAC của các Node trong cùng 1 vùng (ở đây vùng trong ví dụ là Link-local).
2.5 Anycast Address.
Địa chỉ anycast được gán cho nhiều giao diện. Các gói mang địa chỉ anycast được chuyển tiếp bởi cơ sở hạ tầng định tuyến tới giao diện gần nhất mà được gán địa chỉ anycast. Để phân bổ gói thuận tiện, cơ sở hạ tầng định tuyến phải nhận biết được các giao diện được gán địa chỉ anycast và khoảng cách của chúng trong thuật ngữ metric định tuyến. Sự nhận biết này được thực hiện bởi các tuyến chính đi qua một phần cơ sở hạ tầng định tuyến của mạng mà không thể nắm bắt được địa chỉ anycast đang sử dụng tiền tố tuyến.
Ví dụ, đối với địa chỉ anycast 3FFE:2900: D005:6187:2AA:FF:FE89: 6B9A, tuyến chính cho địa chỉ này được truyền trong cơ sở hạ tầng định tuyến của tổ chức được gán tiền tố 48 bit 3FFE:2900: D005::/48. Vì một nút được gán địa chỉ anycast này có thể được đặt ở mọi vị trí trong mạng Internet của tổ chức, các tuyến nguồn cho tất cả các nút có địa chỉ anycast này được yêu cầu trong các bảng định tuyến của tất cả các bộ định tuyến. Bên ngoài của tổ chức, địa chỉ anycast được sử dụng bởi tổ chức có tiền tố 3FFE:2900: D005 ::/48. Vì vậy, các tuyến chính được yêu cầu để phân bổ gói IPv6 tới thành viên trong nhóm địa chỉ anycast gần nhất trong mạng Internet của tổ chức thì không được yêu cầu trong cơ sở hạ tầng định tuyến của IPv6 Internet.
Địa chỉ anycast chỉ được sử dụng như địa chỉ đích và chỉ được gán cho các bộ định tuyến. Địa chỉ anycast được ấn định ngoài khoảng địa chỉ unicast và phạm vi của địa chỉ anycast là phạm vi của loại địa chỉ unicast mà từ đó địa chỉ anycast được ấn định. Nó không có khả năng xác định nếu địa chỉ unicast đích cũng là địa chỉ anycast. Chỉ các nút có khả năng nhận biết điều này là các bộ định tuyến sử dụng tuyến chính để chuyển tiếp lưu lượng anycast tới thành viên nhóm anycast gần nhất và các thành viên trong nhóm anycast.

• Địa chỉ Subnet - Router Anycast.

Địa chỉ Subnet - Router Anycast được định nghĩa trong RFC 2373 và là địa chỉ được yêu cầu. Nó được tạo bởi tiền tố mạng con cho một giao diện cụ thể. Khi địa chỉ Subnet - Router Anycast được tạo ra, các bit trong tiền tố mạng con được cố định tại các giá trị thích hợp của chúng và các bit còn lại được thiết lập = 0. Hình 3.8, giới thiệu cấu trúc của địa chỉ Subnet - Router Anycast.

Hình 2.3:Cấu trúc của địa chỉ Subnet - Router Anycast

Tất cả các giao diện bộ định tuyến trong mạng con được gán địa chỉ Subnet - Router Anycast cho mạng con đó. Địa chỉ Subnet - Router Anycast được sử dụng để thông tin với bộ định tuyến gần nhất mà kết nối với một mạng con cụ thể.

[vanphucdt2k3]

Ipv6 gán địa chỉ cho 1 interface chứ không phải là một node.
Vậy em muốn hỏi node và interface ở đây có điểm gì khác nhau.
Giải thích giùm em.
Thanks!!!!

[kira12a8]

Chào bạn,

Một node mạng có thể là router hoặc switch hoặc bất cứ thiết bị gì mà ta có thể định danh nó trên mạng. Định danh node này bằng gì ? Khi đó ta cần đến địa chỉ ip được gán trên interface để định danh nó.