Announcement

**lamvantu** · 16-09-2011, 10:30 PM

2.4 Headder IPv6

2.4.1 Header cơ bản của IPv6

So với header của IPv4, header của IPv6 bỏ đi rất nhiều trường và thêm vào một số trường mới.
Dưới đây là header của IPv4.

Hình 2.9 Header IPv4

Trong IPv6, một số trường của IPv4 header được bỏ đi vì các lý do sau:
• Header Length- IPv4 header chỉ dài 20 byte. Tuy nhiên IPv6 header đã được cố định chiều dài là 40 byte. Trường header length của IPv4 chỉ ra tổng chiều dài gói tin bao gồm cả trường Option. Khi trường Option xuất hiện trong header của IPv4 thì nó làm tăng chiều dài của Header lên. Để thay thế cho trường Option thì IPv6 sử dụng trường Extension. Trường Extension được xử lý khác cái cách mà IPv4 xử lý trường Option.
• Identification, Flags, Fragment Offset - Quá trình phân mảnh gói tin được xử lý khác ở IPv6. Nó không được thực hiện bởi các router trung gian trong mạng nữa mà bằng các node nơi bắt nguồn gói tin. IPv6 Header xóa bỏ trường Fragmentation làm tăng khả năng xử lý của CPU khi gói tin đi qua các router trung gian thay vào đó IPv6 dùng path MTU discovery để tránh việc phải phân mảnh các gói tin.
• Header Checksum – Công nghệ ở lớp 2(Link Layer) đã thực hiện việc tính toán và kiểm soát lỗi, hơn nữa độ tin cậy của lớp 2 là rất tốt và các giao thức ở lớp trên như UDP và TCP đều có kiểm tra lỗi, riêng kiểm tra lỗi của UDP trong IPv4 là tùy chọn nhưng trong IPv6 là bắt buộc, vì lý do đó mà trường header checksum là không cần thiết ở IPv6 và nó cũng làm giảm đi việc xử lý của các router khi mỗi gói tin đi qua.
• Options and Pading – Trường options được thay đổi hoàn toàn trong IPv6, nó được thay thế bằng Extension Headers. Trường Pading cũng được loại bỏ trong header của IPv6, việc loại bỏ các trường này làm cho header của IPv6 đơn giản hơn. Như vậy về cơ bản header của IPv6 có chiều dài cố định là 40 byte, nó cho phép các router xử lý ít hơn so với IPV4.
Dưới đây là header IPv6

Hình 2.10 Header IPv6

IPv6 là bản nâng cấp của IPv4 , như trong hình trường Flow Label và Extension headers là những trường được thêm mới vào trong IPv6
Các trường cơ bản của IPv6 Header:
• Version(4-bit) – Phiên bản của giao thức IP. Trường này chứa giá trị 6 khác với giá trị 4 của IPv4
• Traffic Class(8-bit) – Trường này có chức nay tương tự trường Type of Service(ToS) trong IPv4. Nó được đánh dấu gói tin IPv6 với mã Differentiated Services Code Point(DSCP), khi một gói tin được đánh dấu DSCP thì các router sẽ biết gói tin được xử lý ưu tiên như thế nào.
• Flow Label(20-bit) – Trường này có tác dụng đánh dấu luồng cho gói tin IPv6, nó giúp cho các router chuyển gói tin một cách liên tục từ nguồn tới đích . Flow Label được sử dụng trong IPv6 sẽ hỗ trợ tốt hơn khi thực thi QoS.
Khái niệm một dòng (flow):
Một dòng (flow) là một chuỗi các gói tin được gửi từ một nguồn tới một đích nhất định (có thể là unicast hay multicast). Nguồn sẽ yêu cầu các router có các xử lí đặc biệt đối với các gói tin thuộc một flow. Việc cần phải xử lí như thế nào đối với gói tin có thể được truyền tới router bằng một thủ tục điều khiển, hoặc cũng có thể là thông tin chứa trong chính gói tin của dòng, ví dụ như header mở rộng hop-by-hop của gói tin.
Giữa một nguồn và một đích có thể có nhiều dòng. Việc kết hợp giữa địa chỉ nguồn và một số Flow label khác 0 sẽ xác định duy nhất một dòng. Những gói tin không thuộc dòng nào cả sẽ được thiết lập toàn bộ các bít Flow Label có giá trị 0.
Mọi gói tin thuộc cùng một dòng phải được gửi với cùng địa chỉ nguồn, cùng địa chỉ đích, và cùng có một số Flow label khác 0. Router xử lý gói tin sẽ thiết lập trạng thái xử lý đối với một label cụ thể và có thể lựa chọn lưu trữ thông tin (cache), sử dụng giá trị địa chỉ nguồn và flow label làm khoá. Đối với những gói tin sau đó, có cùng địa chỉ nguồn và giá trị flow label, router có thể áp dụng cách thức xử lý dựa trên thông tin hỗ trợ từ vùng cache.
Một nguồn IPv6 có thể sử dụng 20 bít flow label trong IPv6 header để xác định gói tin gửi đi trong một dòng nhất định, yêu cầu cách thức cư xử đặc biệt của router. Ví dụ nguồn yêu cầu chất lượng dịch vụ không mặc định hoặc dịch vụ thời gian thực.
Tại thời điểm hiện nay, việc sử dụng trường này trong thực thi QoS vẫn nằm ở mức thử nghiệm, các tiêu chuẩn hoá trường này còn chưa hoàn thiện. Hiện nay chưa có một cấu trúc thông dụng cho việc sử dụng nó. IETF đang tiếp tục tiêu chuẩn hoá và đưa ra những yêu cầu rõ ràng hơn cho Internet về hỗ trợ trường Flow Label. Nhiều router, host chưa hỗ trợ việc sử dụng trường label. Đối với những router và host này, toàn bộ các bít của trường label sẽ được thiết lập giá trị 0 và các host, router này bỏ qua trường đó khi nhận được gói tin.
• Payload Length(16-bit) - Dùng để đo chiều dài của phần thông tin theo sau IPv6 Header
• Next Header(8-bit) – Trường này dùng để xác định loại thông tin đi sau header cơ bản của
IPv6. Các loại thông tin có thể là một giao thức ở lớp trên như TCP hay UDP, hoặc nó cũng có thể là Extension header. Trường này giống với trường Protocol của IPv4

Hình 2.11 Next header

• Hop Limit(8-bit) – Trường này xác định số hop lớn nhất hay số router trung gian mà gói tin có thể đi qua.
• Source Address(128-bit) – Xác định địa chỉ IPv6 nguồn của nơi gửi
• Destination Address(128-bit) – Xác định địa chỉ IPv6 đích của nơi nhận
2.4.2 Header mở rộng của IPv6 (IPv6 extension headers)

IPv6 Extension headers là một lựa chọn có thể theo sau header cơ bản của IPv6. Một gói tin IPv6 có thể không có, có một hoặc là nhiều extension headers. Như trong hình ..... khi có nhiều extension headers cùng được sử dụng trong gói tin IPv6, thì chúng được tạo thành một chuỗi các danh sách headers và được xác định bởi trường Next header của header trước nó.

Hình 2.12 Extention header

Khi gói đi từ nguồn đến đích, các Node trung gian không được phép xử lý các Extension Header đến khi đến trạm đích, hoặc những trạm đích (trong trường hợp Multicast) trừ một vài trường hợp ngoại lệ. Và việc xử lý các Header này cũng phải diễn ra theo đúng tuần tự mà các Header sắp xếp trong gói tin IPv6. Không bao giờ được phép xảy ra trường hợp trạm đích quét qua toàn bộ gói tin và chọn ra một Header nào đó để xử lý trước.
Trường hợp ngoại lệ như vừa đề cập chính là trường hợp Hop-by-hop Extension Header. Sự hiện diện của Hop-by-hop Extension Header buộc gói tin phải bị kiểm tra bởi tất cả các Node trung gian trên đường từ nguồn đến đích, bao gồm cả trạm nguồn và đích. Vì vậy, Hop-by-hop Extension Header luôn phải đứng sau IPv6 Header. Sự hiện diện của Extension Header này được chỉ thị bởi giá trị 0 trong Next-Header của IPv6 Header.
Hop – by – Hop: là extension header được đặt đầu tiên ngay sau header cơ bản. Header này được sử dụng để xác định những tham số nhất định tại mỗi bước (hop) trên đường truyền dẫn gói tin từ nguồn tới đích. Do vậy sẽ được xử lý tại mọi router trên đường truyền dẫn gói tin.
Destination: được sử dụng để xác định các tham số truyền tải gói tại đích tiếp theo hoặc đích cuối cùng trên đường đi của gói tin. Nếu trong gói tin có extension header mở "Routing" thì extension header "Destination" mang thông tin tham số xử lý tại mỗi đích tới tiếp theo. Ngược lại, nếu trong gói tin không có extension header "Routing" thì thông tin trong extension header "Destination" là tham số xử lý tại đích cuối cùng.
Routing: đảm nhiệm xác định đường dẫn định tuyến của gói tin. Nếu muốn gói tin được truyền đi theo một đường xác định (không lựa chọn đường đi của các thuật toán định tuyến), node IPv6 nguồn có thể sử dụng extension header “Routing” để xác định đường đi, bằng cách liệt kê địa chỉ của các router mà gói tin phải đi qua. Các địa chỉ thuộc danh sách này sẽ được lần lượt dùng làm địa chỉ đích của gói tin IPv6 theo thứ tự được liệt kê và gói tin sẽ được gửi từ router này đến router khác, theo danh sách liệt kê trong extension header “Routing”.
Fragment: extension header “Fragment” mang thông tin hỗ trợ cho quá trình phân mảnh và tái tạo gói tin IPv6, được sử dụng khi nguồn IPv6 gửi đi gói tin lớn hơn giá trị MTU (Maximum Transmission Unit) nhỏ nhất trong toàn bộ đường dẫn từ nguồn tới đích. Trong hoạt động của địa chỉ IPv4, mọi router trên đường dẫn cần tiến hành phân mảnh gói tin theo giá trị của MTU đặt cho mỗi giao diện, điều này làm giảm hiệu suất của router. Bởi vậy trong địa chỉ IPv6, router không thực hiện phân mảnh gói tin. Việc này được thực hiện tại nguồn gửi gói tin. Node nguồn IPv6 sẽ thực hiện thuật toán tìm kiếm giá trị MTU nhỏ nhất trên toàn bộ một đường dẫn nhất định từ nguồn tới đích (gọi là giá trị PathMTU) và điều chỉnh kích thước gói tin tuỳ theo giá trị này trước khi gửi chúng. Nếu tại nguồn áp dụng phương thức này, nó sẽ gửi dữ liệu có kích thước tối ưu, và không cần thiết xử lý tại tầng IP. Tuy nhiên, nếu ứng dụng không sử dụng phương thức này, nó phải chia nhỏ gói tin có kích thước lớn hơn PathMTU. Trong trường hợp đó, những gói tin này cần được phân mảnh tại tầng IP của node nguồn và mào đầu mở rộng “Fragment” được sử dụng để mang những thông tin phục vụ cho quá trình phân mảnh và tái tạo gói tin IPv6 tại các đầu cuối đường kết nối.
Authentication and Encapsulating Security Payload : trong hoạt động của địa chỉ IPv6, thực thi IPSec được coi là một đặc tính bắt buộc. Tùy từng trường hợp mà IPSec được sử dụng. Khi IPSec được sử dụng, gói tin IPv6 cần có các dạng extension header “Xác thực và Mã hoá". Extension header “Xác thực” dùng để xác thực và bảo mật tính đồng nhất của dữ liệu .Extension header “Mã hoá” dùng để xác định những thông tin liên quan đến mã hoá dữ liệu.

Announcement

CẤU TRÚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA IPv6

CẤU TRÚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA IPv6

Comment