Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
1.2.8 Khả năng mở rộng
Thiết kế của IPv6 có dự phòng cho sự phát triển trong tơng 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 byte, 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 đợc nhiều hơn, IPv6 trình
bầy rõ trong kiểu ký hiệu dấu 2 chấm trong hệ đếm 16. Trong kiểu ký hiệu
này, 128 bít đợc 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)
*Su 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 đợc dùng để biểu diễn dễ dàng hơn các loại địa chỉ
dạng này. Ta không cần viết các số 0 ở đầu các nhóm, nhng những số 0 bên
trong thì không thể xoá.
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
5
111111101111101100 111111111111
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
Cha rút gọn
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A
Đã rút gọn
1080: 0: 0: 0: 8: 800:200C:417A
Hình 2 : Sự rút gọn địa chỉ (Abbreviated Address)
Hơn nữa ta có thể sử dụng ký hiệu :: để chỉ một chuỗi các số 0. Tuy
nhiên ký hiệu trên chỉ đợc sử dụng một lần trong một địa chỉ. Địa chỉ IP có
độ dài cố định, ta có thể tính đợc số các bit 0 mà ký hiệu đó biểu diễn. Ta có
thể áp dụng ở đầu hay ở cuối địa chỉ. Cách viết này đặc biệt có lợi khi biểu
diễn các địa chỉ multicast, loopback hay các điạ chỉ cha chỉ định.
Cha rút gọn
1080: 0: 0: 0: 8: 800:200C:417A
Đã rút gọn
1080::8:800:200C:417A
Hình 3: Sự rút gọn địa chỉ có số 0 liên tiếp
(Abbreviated Address with consecutive zeros)
Việc khôi phục lại sự rút gọn địa chỉ là rất đơn giản: thêm số 0 vào
cho đến khi nhận đợc địa chỉ nguyên bản (4 chữ số trong 1 phần , 32 chữ số
trong một địa chỉ)
IPv6 cho phép giảm lớn địa chỉ và đợc biểu diễn theo ký pháp CIDR.
Ví dụ: Biểu diễn mạng con có độ dài tiền tố 80 bít:
1080:0:0:0:8::/80
Giáo viên hớng 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
Hình 4 : Địa chỉ CIDR ( CIDR Address)
1.3.2 Không gian địa chỉ
Không gian địa chỉ có độ dài lớn hơn IPv4( 128 bít so với 32 bít) do đó
cung cấp không gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều. Trong khi không gian địa chỉ
32 bít của IPv4 cho phép khoảng 4 tỉ địa chỉ, không gian địa chỉ IPv6 có
thể có khoảng 6.5*10
23
địa chỉ trên mỗi mét vuông bề mặt trái đất. Địa chỉ
IPv6 128 bít đợc chia thành các miền phân cấp theo trật tự trên Internet. Nó
tạo ra nhiều mức phân cấp và linh hoạt trong địa chỉ hoá và định tuyến hiện
không có trong IPv4.
Không gian địa chỉ có nhiều mục đích khác nhau. Ngời ta thiết kế địa
chỉ IP đã chia không gian địa chỉ thành 2 phần, với phần đầu đợc gọi là kiểu
tiền tố. Phần giá trị tiền tố này cho bíêt mục đích của địa chỉ. Những mã số
đợc thiết kế sao cho không có mã số nào giống phần đầu của bất kỳ mã số
nào khác. Do đó không có sự nhập nhằng khi một địa chỉ đợc trao kiểu tiền
tố có thể dẽ dàng xác định đợc. Hình 5 cho chúng ta thấy dạng của địa chỉ
IPv6:
128 bít
Biến Biến
Kiểu tiền tố Phần cón lại của địa chỉ
Hình 5 : Cấu trúc địa chỉ ( Address Structure)
Không gian IPv6 đợc chia trên cơ sở các bít đầu trong địa chỉ. Trờng
có độ dài thay đổi bao gồm các bít đầu tiên trong địa chỉ gọi là Tiền tố định
dạng ( Format Prefix) FP. Cơ chế phân bổ địa chỉ nh sau:
Phân bố Tiền tồ định dạng Tỷ lệ trong không gian
địa chỉ
Dự phòng 0000 0000 1/256
Dự phòng 0000 0001 1/256
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
7
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
Dự phòng cho địa chỉ NSAP 0000 001 1/128
Dự phòng cho địa chỉ IPX 0000 010 1/128
Cha cấp phát 0000 011 1/128
Cha cấp phát 0000 1 1/32
Cha cấp phát 0001 1/16
Địa chỉ dựa trên vị trí địa lý
( Hiện đã loại bỏ)
001 1/8
Cha cấp phát 101 1/8
Cha cấp phát 110 1/8
Cha cấp phát 1110 1/16
Cha cấp phát 1111 0 1/32
Cha cấp phát 1111 10 1/64
Cha cấp phát 1111 110 1/128
Cha cấp phát 1111 1110 0 1/512
Địa chỉ liên kết cục bộ 1111 1110 10 1/1024
Địa chỉ site cục bộ 1111 1110 11 1/1024
Địa chỉ multicast 1111 1111 1/256
Hình 6 : Cơ chế phân bổ địa chỉ
1.3.3 Cấp phát địa chỉ IPv6
1.3.3.1 Địa chỉ unicast trên cơ sở ngời cung cấp
Địa chỉ trên cơ sở ngời cung cấp đợc sử dụng chung bởi 1 host bình th-
ờng nh 1 địa chỉ unicast. Định dạng địa chỉ đợc diễn tả nh sau:
128 bits
8 bits
3 bits 5 bits
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
8
0000 Cố định
0001 Tạm thời
Provider
Indentifler
Subscriber
Indentifler
Subnet
Indentifler
Node
Indentifler
010 Registry
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
Hình 7: Địa chỉ trên cơ sở ngời cung cấp (Provider-based Address)
Những trờng cho địa chỉ ngời dùng trên cơ sở cung cấp nh sau :
+ Chứng thực kiểu (Type indentifier): Trờng 3 bít này định nghĩa
những địa chỉ nh là 1 địa chỉ trên cơ sở ngời cung cấp.
+ Chứng thực đăng ký (Registry indentifier) : Trờng 5 bít này trình
bày chi nhánh đã đăng ký địa chỉ. Hiện thời thì có 3 trung tâm địa chỉ đợc
định nghĩa:
RIPE- NCC (mã 01000): Tại Châu Âu.
INTERNIC (mã 11000): Tại Bắc Mỹ.
APNIC (mã 10100): Tại Châu á - Thái Bình Dơng
+ Chứng thực hà cung cấp (Provider indentifier): Trờng độ dài tuỳ
biến này xác nhận nhà cung cấp (provider) cho truy cập Internet 16 bit độ dài
là khuyến cáo đối với trờng này.
+ Chứng thực thuê bao (Subscriber indentifier): Khi một tổ chức
đặt mua Internet dài hạn thông qua 1 nhà cung cấp, nó đợc cấp phát 1 thẻ
nhận dạng ngời đặt mua (Subscriber indentification). 24 bít độ dài là khuyến
cáo đối với trờng này.
+ Chứng thực Subnet (Subnet indentifier): Mỗi subscriber có thể có
nhiều subnetwork khác nhau, và mỗi network có thể có nhiều chứng thực.
Chứng thực. Chứng thực subnet định nghĩa một network cụ thể dới khu vực
của subscriber. 32 bít độ dài là khuyến cáo đối với trờng này.
+ Chứng thực None (None indentifier): trờng cuối cùng định nghĩa
nhận dạng giao điểm kết nối tới subnet. Độ dài 8 bít là khuyến cáo với trờng
này để làm nó thích hợp với địa chỉ link 48 bít (Vật lý) đợc sử dụng bởi
Ethernet. Trong tơng lai địa chỉ link này có lẽ sẽ giống địa chỉ vật lý node.
Chúng ta có thể nghĩ về một điạ chỉ cung cấp trung tâm nh 1 đẳng cấp
chứng thự có một số tiền tố. Nh những gì thấy ở hình 8, mỗi tiền tố định
nghĩa một cấp bậc của hệ thống. Kiểu tiền tố định nghĩa kiểu, tiền tố định
nghiã 1 cách duy nhất về nhà cung cấp bậc đăng ký, tiền tố nhà cung cấp
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
9
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
định nghĩa 1 cách duy nhất về nhà cung cấp, tiền tố subnet định nghĩa 1 cách
duy nhất về subscriber, và tiền tố subnet định nghĩa 1 cách duy nhất về
subnet.
Subnet
Subscriber
Provider
Hình 8 : Hệ thống địa chỉ (Address Hierarchy)
1.3.3.2 Địa chỉ dự trữ (Reserved Address):
Những địa chỉ mà sử dụng tiền tố dự trữ (0000 0000) sẽ đợc thảo luận
một cách ngắn gọn tại đây.
+ Địa chỉ không xác định (Unspecified Address): Đây là một địa chỉ
mà phần không phải tiền tố chỉ chứa chữ số 0. Nói một cách khác phần còn
lại của địa chỉ gồm toàn zero. Địa chỉ này đợc sử dụng khi host không hiểu đ-
ợc địa chỉ của chính nó và gửi 1 câu hỏi thăm để tìm địa chỉ của nó. Tuy
nhiên trong câu hỏi thăm phải định nghĩa 1 địa chỉ nguồn. Địa chỉ không xác
định có thể đợc sử dụng cho mục đích này. Chú ý là địa chỉ không thể đợc sử
dụng làm địa chỉ đích. Địa chỉ này đợc trình bày trong hình sau :
8 bít 120 bit
Hình 9 : Địa chỉ không rõ (Unspecified Address)
+ Địa chỉ vòng ngợc (Loopback Address): Đây là một địa chỉ đợc sử
dụng bởi 1 host để kiểm tr nó mà không cần vào mạng. Trong trờng hợp này
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
10
Provider
Indentifier
Subscriber
indentifier
Subnet
Indentifier
Node
indentifier
00000000 Tất cả toàn bít 0
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
1 thông điệp đợc tạo ra ở tầng ứng dụng nó gửi tới tầng chuyển tải và đi qua
tầng mạng. Tuy nhiên thay vì đi đến mạng vật lý nó trở lại tầng chuyển tải và
đi qua tầng ứng dụng. Địa chỉ này rất hữu dụng cho việc kiểm tra những gói
phần mềm chức năng trong tầng này trớc khi thậm chí cả việc kết nối máy
tính vào mạng. Địa chỉ đợc mô tả trong hình dới đây gồm có tiền tố 0000
0000 và theo sau là 119 bit 0 và 1 bit 1.
8 bít 120 bit
Hình 10 : Địa chỉ vòng ngợc ( Loopback Address)
+ Địa chỉ IPv4: Những gì chúng ta thấy đợc trong suốt quá trình
chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 và IPv6, host có thể sử dụng địa chỉ IPv4 của nó
đã đợc nhúng vào địa chỉ IPv6. Có 2 định dạng địa chỉ đợc thiết kế cho mục
đích này: thích ứng ( compatible) và hoạ đồ (mapped)
+ Địa chỉ thức ứng ( Compatile Address): Là một địa chỉ của 96 bit
0 theo sau 32 bit của địa chỉ IPv4. Địa chỉ này đợc sử dụng khi 1 máy tính sử
dụng IPv6 muốn gửi một thông điệp sang 1 máy tính sử dụng IPv6. Tuy
nhiên gói tin phải đi qua một miền mà ở đó mạng vẫn sử dụng IPv4. Ngời gửi
sử dụng địa chỉ thích ứng IPv4 để làm cho thuận tiện việc chuyển gói tin qua
miền sử dụng IPv4.
Thí dụ: Địa chỉ IPv4 là 2.13.17.14 (định dạng dấu chấm trong hệ đếm
10) đợc chuyển thành 0::020D:110E (định dạng dấu 2 chấm trong hệ đếm
16). Địa chỉ IPv4 đợc thêm 96 bít 0 để tạo ra địa chỉ IPv6 128 bít.
8 bít 88 bít 32 bít
00000000 Tất cả toàn bít 0 Địa chỉ IPv4
a. Địa chỉ thích ứng
Địa chỉ IPv6
Địa chỉ IPv4
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
11
00000000 000000000000 .00000000000001
0::020D:110E
2.13.17.14
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
b. Chuyển đổi địa chỉ
Hình 11: Địa chỉ tuong ứng ( Compatible Address)
Địa chỉ anh xa (Mapped Address): Gồm 80 bít o theo sau là 16 bít 1
sau nữa là 32 bít của địa chỉ IPv4. Địa chỉ này đợc sử dụng khi 1 máy tính
vẫn sử dụng IPv4. Gói tin du lịch phần lớn qua mạng IPv6 nhng sau hết đợc
chuyển tới 1 host sử dụng IPv4. Địa chỉ IPv4 đợc thêm 16 bít 1 và 80 bít 0 để
tạo địa chỉ IPv6 128 bít.
8 bít 72 bít 16 bit 32 bít
00000000 Tất cả bít 0 Tất cả bít 1 Địa chỉ IPv4
a.Địa chỉ anh xa
Địa chỉ IPv6 Địa chỉ IPv4
b. Chuyển đổi địa chỉ
Hình 12: Địa chỉ anh xa (Mapped Address)
Một điều thú vị về địa chỉ thích ứng và địa chỉ hoạ đồ là chúng đợc
thiết kế bằng một cách mà khi tính toán checksum chúng ta có thể sử dụng
hoặc địa chỉ nhúng hoặc địa chỉ đầy đủ vì những bít 0 hoặc bít 1 thêm vào là
bội của 16, không có bất kỳ một tác động nào lên việc tính toán checksum.
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
12
0::020D:110E
2.13.17.14
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
Địa chỉ này quan trọng vì nếu địa chỉ của gói tin đợc chuyển t IPv6 sang IPv4
bởi router, việc tính toán checksum sẽ không đợc tính toán.
1.3.3.3 Địa chỉ cục bộ ( Local Address)
Nhũng địa chỉ mà sử dụng tiền tố dự trữ (1111 1110) sẽ đợc thảo kuận
một cách ngắn gọn tại đây.
+ Địa chỉ link cục bộ ( Link local Address): Những địa chỉ này đợc
sử dụng khi 1 mạng LAN muốn sử dụng giao thức Internet nhng không kết
nói Internet vì lý do an ninh. Kiểu địa chỉ này sử dụng tiền tố 1111 1110 10.
Đại chỉ link cục bộ đựơc sử dụng trong mạng đôc lập và không có ảnh hởng
chung nào. Không ai ở ngoài mạng độc lập này có thể gửi thông điệp đến
những máy tính gia nhập 1 mạng sử dụng những địa chỉ này.
10 bít 70 bít 48 bít
Hình 13 : Địa chỉ link cục bộ ( Link local Address)
+ Địa chỉ site cục bộ (Site Local Address): Những địa chỉ này đợc sử
dụng nếu nh 1 site có một số mạng sử dụng giao thức Internet nhng không
kết nối Internet vì những lý do an ninh. Kiểu địa chỉ này sử dụng tiền tố 1111
1110 11. Địa chỉ site cục bộ đợc sử dụng trong mạng độc lập và không có
ảnh hởng chung nào. Không ai ở ngoài mạng độc lập này có thể gửi thông
điệp đến máy tính gia nhập mạng sử dụng những địa chỉ này.
10 bít 38 bít 32 bít 48 bít
Hình 14 : Địa chỉ site cục bộ ( Site Local Address)
1.3.3.4 Địa chỉ Multicast
- Địa chỉ multicast đợc sử dụng để định nghĩa cho một nhóm các host thay vì
chỉ 1. Tất cả đều sử dụng tiền tố 1111 1111 trong trờng đầu tiên. Trờng thứ
hai là cờ (flag) định nghĩa 1 nhóm địa chỉ hoặc cố định hoặc tạm thời. Một
nhóm địa chỉ cố định đợc định nghĩa bởi nhà cầm quyền Internet và có thể
truy cập bất cứ lúc nào. Một nhóm địa chỉ tạm thời, nói một cách khác đợc sử
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
13
11111111010 Tất cả bít 0 Địa chỉ Node
11111111010 Tất cả bít 0 Địa chỉ Subnet Địa chỉ Node
Trung tâm phát triển CNTT-ĐHQG TP. Hồ chí minh
Trung tâm đào tạo công nghệ cao Bách Khoa
dụng một cách tạm thời. Hệ thống tham dự vào một hội nghị từ xa có thể sử
dụng một nhóm tạm thời. Trờng thứ 3 định nghĩa phạm vi hoạt động của
nhóm địa chỉ. Nhiều phạm vi đã đợc định nghĩa.
Hình 15 : Địa chỉ Multicast (multicast address)
1.3.4 Định dạng gói tin trong IPv6
Gói tin trong IPv6 đợc thấy nh trong hình dới đây. Mỗi gói tin bao
gồm một vùng header nền tảng bắt buộc theo sau bởi payload. Payload gồm
có 2 phần: những vùng Header mở rộng tuỳ ý chọn và dữ liệu từ tầng cao
hơn. Vùng Header nền tảng chiếm giữ 40 byte, trong khi đó những vùng
Header mở rộng và dữ liệu từ tầng cao hơn chứa đến 65535 byte thông tin.
Giáo viên hớng dẫn : Th.S Hà Mạnh Đào
8 bít 4 bít 4 bít 112 bít
0000 Dành trước
0001 Node cục bộ
0010 Link cục bộ
0101 Site cục bộ
1000 tổ chức cục bộ
1110 Chung
1111 Dành tiêng
14
0000 Cố định
0001 Tạm thời
11111111 Cờ Phạm vi ID nhóm
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét