IPv6 là cái gì? Trong khi mạng Internet ngày càng phát triển, số lượng địa chỉ IPv4 dần dần trở nên khan hiếm. Một giao thức Internet mới đã được nghiên cứu và phát hành để khắc phục những giới hạn của IPv4 và mang đến những tính năng mới cho các hoạt động mạng thế hệ tiếp theo. Giao thức IPv6 ra đời với mục tiêu khắc phục những điểm hạn chế của người tiền nhiệm là IPv4. Vậy để giúp mọi người hiểu rõ hơn về địa chỉ IPv6, EZTECH sẽ cung cấp toàn bộ thông tin về nó trong bài viết này. Mời các bạn cùng theo dõi!
IPv6 đó là gì?
Giao thức Phiên bản 6 của Internet (viết tắt là IPv6) là phiên bản mới nhất trong quá trình phát triển các giao thức Internet (IP) với mục đích duy nhất là khắc phục những hạn chế và vấn đề khan hiếm địa chỉ IP của giao thức Internet thế hệ thứ 4 (IPv4) trước đây.
Giao thức IPv6 được phát triển bởi IETF và được Tổng công ty Internet cho tên miền và số (ICANN) phê duyệt với mục đích triển khai hệ thống định vị cho máy tính và định tuyến lưu lượng truy cập trên Internet.
Quá trình phát triển của IPv6 là gì?
Vào năm 1981, khi các máy tính kết nối Internet chủ yếu chỉ được sử dụng cho các cơ quan nghiên cứu quân sự
Nó có thể liên kết với 4 tỷ địa chỉ khác nhau bằng cách sử dụng môi trường làm việc 8-bit và không gian địa chỉ 32-bit được cung cấp bởi giao thức Internet phiên bản thứ 4 (IPv4).
Trong 30 năm qua, tiến bộ công nghệ đã tạo ra một bước tiến lớn. Sự phát triển toàn diện của Internet góp phần tăng tổng số địa chỉ IP lên gần mức tối đa. Đồng thời, dự đoán rằng sẽ vượt quá giới hạn của IPv4. Về lý thuyết, nếu vượt quá giới hạn, khả năng kết nối Internet sẽ bị tạm dừng.
Điều này đã thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển các giao thức mới, giúp giảm thiểu các vấn đề trên. IETF đã tạo ra một giao thức mới được gọi là IP Thế hệ Tiếp theo vào đầu những năm 1990 (IPng). Giao thức này chính thức được chuẩn hóa vào năm 1998 bởi ICANN (Tổng công ty Internet cho tên miền và số) phê duyệt và cho phép sử dụng.
IPv6 là tên của giao thức mới này. Địa chỉ IPv6 đã khắc phục những hạn chế của IPv4 trong hệ thống Internet và mở ra kỷ nguyên công nghệ số mới. Qua đó chắc chắn các bạn đã hiểu được lý do xuất hiện của IPv6 là gì.
Một số đặc điểm của IPv6
Sau khi hiểu được những lợi ích tuyệt vời của địa chỉ IPv6, chúng ta hãy tiếp tục khám phá những đặc điểm mới của nó:
- Hỗ trợ khả năng Cắm và Chạy, tự động cấu hình.
- Khả năng đảm bảo kết nối của thiết bị kết nối cuối.
- Dễ dàng thực hiện Truyền thông Đa điểm.
- Hỗ trợ quản lý chất lượng mạng tốt hơn.
Lợi thế vượt trội của IPv6
Được biết đến là phiên bản nâng cấp của IPv4, vậy lợi thế của địa chỉ IPv6 là gì? Hãy xem tiếp phần sau:
- Không gian địa chỉ rộng hơn và dễ quản lý hơn: Địa chỉ IPv6 có bao nhiêu bit: giống với IPv4 nhưng tăng số bit từ 32 lên 128.
- Cải thiện Header của giao thức: cải thiện hiệu suất chuyển tiếp gói tin. Khôi phục nguyên tắc kết nối từ điểm cuối đến điểm cuối của Internet và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT
- Quản lý TCP/IP đơn giản và thực hiện dễ dàng hơn: IPv6 được thiết kế để tự động cấu hình mà không cần sử dụng máy chủ DHCP, giảm cấu hình thủ công.
- Tìm hiểu IPv6 là gì bạn sẽ thấy ở IPv6 cấu trúc định tuyến được cải tiến: Định tuyến IPv6 hoàn toàn phân cấp. Khả năng hỗ trợ QoS (Chất lượng dịch vụ) đánh dấu cho các gói tin và nhãn để hỗ trợ xác định traffic nào ưu tiên.
- Hỗ trợ Multicast tốt hơn: Tăng cường sử dụng truyền thông một chiều hiệu quả.
- Hỗ trợ bảo mật được cải thiện hơn: xác thực truyền thông và mã hóa.
- Tính di động: Xử lý với thiết bị di động hoặc chuyển vùng dễ dàng hơn.
- Jumbograms: Cho phép Packet Payload cực lớn để nâng cao hiệu suất.
- Anycast: Phục vụ dự phòng cho các địa chỉ không có cấu trúc đặc biệt.
Hạn chế của địa chỉ IPv6
Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng IPv6 vẫn có một số hạn chế nhất định. Vậy hạn chế của IPv6 là gì, hãy chú ý phần dưới đây:
- Đối với quá trình chuyển đổi: Bởi vì IPv4 vẫn được sử dụng rộng rãi, việc chuyển sang IPv6 sẽ yêu cầu thời gian và nỗ lực đáng kể.
- Liên quan đến giao tiếp, các thiết bị IPv4 và IPv6 không thể giao tiếp trực tiếp với nhau mà phải dựa vào một thiết bị trung gian bắt buộc.
- Khả năng đọc: Khác với IPv4, mạng phụ IPv6 rất khó hiểu. Có thể nói mọi người hầu như không thể nhớ địa chỉ IPv6.
Cấu trúc địa chỉ IPv6 là gì?
Thay vì sử dụng địa chỉ nguồn và đích là 32bit để cung cấp khoảng 4.294.967.296 (232) địa chỉ như trong IPv4, địa chỉ IPv6 có độ dài 128bit nên độ dài của IP sẽ dài hơn, tương đương với số lượng địa chỉ được tạo từ bội số của 128bit là vô cùng lớn và có khả năng lên đến 3,4×1038 địa chỉ.
Cũng có một số khác biệt trong cách biểu diễn địa chỉ IPv6. Địa chỉ IPv6 điển hình được viết thành 8 nhóm, mỗi nhóm bao gồm 4 số hex và được phân tách với các nhóm khác bằng dấu “:”. Bạn có thể xem ví dụ dưới đây để hiểu thêm về cấu trúc của IPv6 là gì.
Ví dụ: 2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af
Ta có cấu trúc địa chỉ IPv6 có hai phần chính:
Nội dung dữ liệu
Là sự kết hợp giữa Mở rộng và Gói dữ liệu thống nhất. Thông thường, nó có thể lên đến 65535 byte. Trong IPv6, Gói dữ liệu thường bao gồm độ dài của nó và Tiêu đề của giao thức cấp cao, trong khi Mở rộng chứa thông tin về dịch vụ kèm theo và nếu chuyển sang trường khác, nó có thể có hoặc không.
Tiêu đề IPv6
Là một phần bắt buộc trong gói tin IPv6 và có độ dài cố định là 40 byte
Khi khám phá về cấu trúc của IPv6 là gì, bạn không nên bỏ qua Phần Đầu IPv6.
- Phiên bản: bao gồm 4 bít có tác dụng xác định phiên bản của giao thức.
- Lớp Lưu lượng: Gồm 8 bít được sử dụng để xác định loại lưu lượng.
- Nhãn Luồng: 20 bít cho mỗi giá trị của dữ liệu luồng.
- Độ Dài Dữ liệu: 16 bít (số dương). Hỗ trợ xác định kích thước của phần tải theo sau Tiêu đề IPv6.
- Tiêu đề Tiếp theo: 8 bít giúp xác định Tiêu đề tiếp theo của gói tin.
- Giới Hạn Hàng loạt: 8 bít (số dương). Giá trị này giảm đi một đơn vị qua mỗi Node (giảm xuống 0, gói tin bị loại bỏ).
- Địa chỉ Nguồn: Địa chỉ IPv6 nguồn của gói tin được mang theo 128 bít.
Các thành phần bên trong địa chỉ IPv6
Sau khi nắm rõ về cấu trúc địa chỉ IPv6 là gì, ta hãy tiếp tục đi tìm hiểu về các thành phần bên trong của IPv6. Địa chỉ IPv6 được tạo thành từ ba phần: Tiền tố Trang, ID Subnet, ID Giao diện.
Tiền tố trang
Là một số do ISP chỉ định cho trang web. Nhờ đó, tất cả các máy tính ở cùng một vị trí sẽ được gán cùng một Tiền tố Trang. Tiền tố Trang được thiết kế để chia sẻ khi nó nhận ra mạng của bạn và làm cho mạng có thể truy cập được qua Internet.
ID Subnet
Đây là phần quan trọng bạn cần biết nếu muốn hiểu rõ IPv6 là gì. ID Subnet là một yếu tố trong trang Web có khả năng mô tả cấu trúc của mạng. Một IPv6 Subnet độc nhất có cấu trúc tương đương với một nhánh mạng đơn như Subnet của IPv4.
ID Giao diện
Giao diện ID có cấu trúc tương tự như ID của IPv4. ID Giao diện xác định duy nhất một Máy chủ riêng trong mạng. ID Giao diện (thường được gọi là thẻ) thường được tự động cấu hình dựa trên địa chỉ MAC của giao diện mạng. Định dạng EUI-64 có thể được sử dụng để cấu hình ID Giao diện.
Phân loại địa chỉ IPv6
Bằng cách hiểu được phân loại của địa chỉ IPv6 là gì, chúng ta có thể hiểu phần nào về những cải tiến mới so với phiên bản trước đó là IPv4.
Unicast
Một Máy chủ chỉ xác định duy nhất trong một phân đoạn hệ thống mạng bằng Unicast. Gói IPv6 chứa địa chỉ IP nguồn và đích, và giao diện của Máy chủ sẽ được gán một địa chỉ IP duy nhất trong luồng mạng đó. Khi bộ chuyển mạch hoặc bộ định tuyến nhận được một gói IP Unicast, nó sẽ chuyển tiếp đến một Máy chủ duy nhất.
Phân tán (Multicast) trong IPv6 là gì?
Nếu bạn đã biết về IPv4, bạn cũng sẽ hiểu địa chỉ Phân tán (Multicast) hay địa chỉ đa tuyến của IPv6 cũng tương tự như trong IPv4. Với một địa chỉ Phân tán đặc biệt, gói tin sẽ được gửi đến nhiều Node. Các Node quan tâm đến Phân tán này phải tham gia vào nhóm Phân tán. Tất cả các Node này sẽ nhận và xử lý gói tin Phân tán. Các Node khác sẽ bỏ qua gói tin Phân tán này nếu không quan tâm.
Anycast
Anycast được coi là một loại địa chỉ IPv6 mới. Với chế độ Anycast, nhiều Máy chủ sẽ được gán cùng một địa chỉ IP Anycast. Tin nhắn Unicast được gửi khi một Node muốn giao tiếp với một Node có trang bị địa chỉ IP Anycast. Tin nhắn đó sẽ không được gửi đến tất cả các Node như trong Phân tán, thay vào đó nó sẽ được gửi đến Node gần nhất trong nhóm thông qua cơ chế định tuyến.
So sánh địa chỉ IPv4 với địa chỉ IPv6
Tiếp theo hãy đến với phần so sánh để biết được điểm khác biệt giữa địa chỉ IPv4 với địa chỉ IPv6 là gì.
| Tiêu chuẩn | IPv4 | IPv6 |
| Khả năng hỗ trợ tương thích với các thiết bị di động | Không phù hợp với mạng di động vì địa chỉ sử dụng biểu thị thập phân. | Tương thích tốt hơn với các mạng di động do địa chỉ được phân tách bằng dấu hai chấm – thập lục phân. |
| Bản đồ ánh xạ | Ánh xạ đến địa chỉ MAC bằng cách sử dụng Giao thức phân giải địa chỉ (ARP) | Ánh xạ đến địa chỉ MAC bằng cách sử dụng Giao thức khám phá hàng xóm (NDP) |
| DHCP | Clients được yêu cầu tiếp cận với DHCP khi kết nối mạng | Không cần liên hệ bắt buộc với máy chủ nào khác vì Clients đã được cung cấp địa chỉ |
| Bảo mật IP | Tùy chọn | Bắt buộc |
| Các trường tùy chọn | Có | Không. |
| Quản lý nhóm mạng con cục bộ | Giao thức quản lý Nhóm Internet (GMP) được sử dụng. | Giao thức khám phá nghe đa hướng (MLD) được sử dụng. |
| Chuyển đổi IP thành MAC | Gửi phát sóng ARP | Gửi phát đa nguồn yêu cầu hàng xóm |
| Cấu hình địa chỉ | Thực hiện qua DHCP hoặc thủ công | Sử dụng cấu hình địa chỉ không trạng thái tự động bằng DHCPv6 hoặc ICMP. |
| Bản ghi DNS | Ở địa chỉ A | Ở địa chỉ AAAA |
| Tiêu đề Gói tin | Không xác định được Luồng gói tin để xử lý Đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS). Các tùy chọn kiểm tra Checksum được bao gồm. | Để xử lý QoS, Trường Nhãn Luồng sẽ chỉ định luồng gói tin. |
| Phân mảnh Gói tin | Từ các Router cho phép truyền đến máy chủ. | Chỉ cho phép truyền đến máy chủ. |
| Kích thước gói tin | Tối thiểu là 576 byte | Tối thiểu là 1208 byte |
| Bảo mật | Chủ yếu dựa vào tầng Ứng dụng | Có giao thức IPSec là giao thức bảo mật riêng. |
| Khả năng tương tác và tính di động | Do các cấu trúc liên kết mạng khá hạn chế. Vì vậy, làm giảm khả năng tương tác và tính di động. | Cung cấp khả năng tương tác và tính di động được nhúng trong các thiết bị mạng |
| SNMP | Hỗ trợ | Không hỗ trợ |
| Address Mask | Chỉ dùng cho mạng được chỉ định từ phần máy chủ | Không được sử dụng |
| Tính năng Địa chỉ | Cho phép NAT một địa chỉ đại diện cho hàng ngàn địa chỉ không thể định tuyến được, Network Address Translation được sử dụng. | Vì không gian địa chỉ rộng lớn nên Địa chỉ Trực tiếp là khả thi. |
| Cấu hình mạng | Được cấu hình với DHCP hoặc thủ công | Điểm nổi bật của IPv6 là gì? Đó là nó có cấu hình mạng tự động. |
| Giao thức định tuyến thông tin (RIP) | Hỗ trợ | Không hỗ trợ |
| Phân mảnh | Được thực hiện trong quá trình định tuyến. | Thực hiện bởi người gửi |
| Phân chia mạng biến đổi kích thước biến đổi (VLSM) | Giúp đỡ | Không giúp đỡ |
| Cấu hình | Một hệ thống mới cần được cài đặt để giao tiếp với các hệ thống khác | Tùy chọn cài đặt |
| Số lớp | Năm lớp (A-E) | Không giới hạn lưu trữ địa chỉ IP |
| Loại địa chỉ | Đa điểm, Đơn điểm và Truyền bá | Ngẫu nhiên, Đa điểm và Đơn điểm |
| Trường Kiểm tra tổng | Có | Không |
| Độ dài tiêu đề | 20 | 40 |
| Số lượng trường tiêu đề | 12 | 8 |
| Phương pháp địa chỉ | Phân số địa chỉ | Phân biệt địa chỉ chữ và số |
| Kích thước địa chỉ | 32 bit | 128 bit |
Cơ chế chuyển đổi địa chỉ IPv4 sang IPv6 là gì?
Dual-Stack
Dual-Stack là một cơ chế có thể chạy cả hai giao thức IPV4 và IPV6 cùng một lúc. Thiết bị này cho phép sử dụng cả hai giao thức trên cùng một máy chủ. Khi đó, Dual-Stack sẽ cho phép hệ điều hành của bạn chọn giao thức liên lạc thích hợp nhất.
NAT-PT
Đây là công nghệ mà bạn có thể tham khảo nếu không biết cách chuyển đổi địa chỉ IPv4 sang IPv6 là gì. Công nghệ dịch là một thuật ngữ khác của NAT-PT. Công nghệ này cho phép các thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 kết nối với các thiết bị chỉ hỗ trợ IPV4. NAT-PT hoạt động bằng cách dịch địa chỉ và định dạng của mỗi tiêu đề gói tin.
6to4
6to4 hay công nghệ đường hầm tự động là một phương pháp kết nối với cấu trúc địa chỉ IPv6 thông qua việc sử dụng cơ sở hạ tầng của mạng IPv4. Cơ chế này hoạt động bằng cách sử dụng các thiết bị mạng có hoạt động Dual-Stack ở điểm đầu và cuối. Sau đó, thiết bị sẽ đóng gói gói tin IPv6 trong gói IPv4.
Tại điểm bắt đầu, thiết bị sẽ truyền thông tin của IPv6 trong IPv4. Tuy nhiên, khi kết thúc quá trình truyền, cơ chế thông minh sẽ tự động loại bỏ gói IPv4 để nhận gói tin IPv6.
Hiện nay, một trong những vấn đề cấp bách nhất của người dùng Internet là cơ chế chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang IPv6 là gì. Vì vậy, qua các gợi ý trên, hy vọng rằng bạn đã biết cách chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang IPv6.
Kết luận
Sau khi hiểu được ý nghĩa của địa chỉ IPv6 là gì cùng những ưu điểm của nó, ta có thể thấy rằng với sự phát triển của Internet, việc sử dụng IPv6 hiện tại là một yêu cầu cần thiết đối với bất kỳ tổ chức hoặc cá nhân nào. Do đó, các tổ chức nên hoàn tất quá trình chuyển đổi sang giao thức IPv6 để có thể tận dụng tối đa những lợi ích của kỷ nguyên công nghệ mới.
Trên đây là tất cả các thông tin về địa chỉ IPv6 là gì. Hy vọng bài viết trên đã cung cấp cái nhìn tổng quan về địa chỉ IP thế hệ 6 cho bạn.
Cảm ơn vì đã đọc hết bài viết về địa chỉ IPv6 của chúng tôi. Hẹn gặp mọi người trong những bài viết sau.
