IPv6 Là Gì? 3 Thành Phần Quan Trọng Bên Trong IPv6

IPv6 là gì? Khi Internet ngày càng phát triển, số lượng địa chỉ IPv4 ngày càng trở nên cạn kiệt. Một giao thức internet mới đã được nghiên cứu và phát hành để khắc phục những hạn chế của IPv4 và mang lại những tính năng mới cho các hoạt động mạng thế hệ tiếp theo. Giao thức IPv6 đã được tạo ra để giải quyết những thiếu sót của người tiền nhiệm là IPv4. Vậy để giúp mọi người có cái nhìn khái quát hơn về địa chỉ IPv6, Máy Chủ Sài Gòn sẽ cung cấp tất cả thông tin về nó trong bài viết này. Cùng theo dõi nhé!

IPv6 là gì?

Internet Protocol Version 6 (viết tắt là IPv6) là phiên bản mới nhất trong quá trình phát triển các giao thức Internet (IP) nhằm mục đích duy nhất là khắc phục những hạn chế và vấn đề cạn kiệt địa chỉ IP của giao thức Internet thế hệ thứ 4 (IPv4) trước đó. 

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 sử dụng cho các cơ quan nghiên cứu quân sự. Nó có thể kết nối tới 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 đột phá. Sự phát triển toàn diện của Internet góp phần nâng tổng số địa chỉ IP lên gần mức tối đa. Đồng thời, nó được 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 ngưng. 

Điều này đã thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển các giao thức mới, giúp giảm thiểu các vấn đề nói trên. IETF đã tạo ra một giao thức mới được gọi là IP Next Generation 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 ra đời đã khắc phục được những hạn chế của IPv4 trong hệ thống Internet và mở ra kỷ nguyên công nghệ số mới. Qua đây chắc hẳn các bạn đã biết được lý do xuất hiện của IPv6 là gì. 

Một số tính năng của IPv6

Sau khi biết được những lợi ích tuyệt vời của địa chỉ IPv6, ta hãy tiếp tục khám phá những tính năng mới của nó:

• Hỗ trợ khả năng Plug and Play, tự động cấu hình.
• Khả năng đảm bảo kết nối của thiết bị đầu cuối.
• Dễ dàng thực hiện Multicast.
• Hỗ trợ quản lý chất lượng mạng tốt hơn.

Ưu điểm vượt trội của IPv6

Được biết đến là phiên bản cải tiến của IPv4, vậy ưu điểm của địa chỉ IPv6 là gì? Cùng xem phần sau:

• Không gian địa chỉ lớn hơn và dễ quản lý hơn: Địa chỉ IPv6 gồm bao nhiêu bit: giống với IPv4 nhưng được tăng số bit từ 32 lên 128.
• Cải tiến Header của giao thức: cải thiện hiệu suất chuyển tiếp gói tin. Khôi phục nguyên tắc kết nối end-to-end của Internet và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT
• Quản trị TCP/IP đơn giản và dễ thực hiện 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 QoS (Quality of service) hỗ trợ đánh dấu cho các gói và nhãn để hỗ trợ xác định traffic nào nên được 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: Việc xử lý với thiết bị di động hoặc chuyển vùng dễ dàng hơn.
• Jumbograms: Cho phép Packet Payload cực lớn để nâng cao hiệu quả.
• Anycast: Dự phòng để sử dụng cho các địa chỉ không có cấu trúc đặc biệt.

Nhược điểm của địa chỉ IPv6

Có nhiều ưu điểm là vậy, tuy nhiên IPv6 vẫn có một số nhược điểm nhất định. Vậy nhược điểm của IPv6 là gì, hãy chú ý phần dưới đây:

• Liên quan đến quá trình chuyển đổi: Vì IPv4 vẫn được sử dụng rộng rãi, việc chuyển sang IPv6 sẽ đòi hỏi 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 nhờ vào một thiết bị trung gian bắt buộc.
• Khả năng đọc: Không giống như IPv4, mạng phụ IPv6 rất khó hiểu. Có thể nói mọi người gần 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:

Payload

Là sự kết hợp giữa Extension và PDU. Thông thường, nó có thể lên đến 65535 byte. Trong IPv6, PDU thường bao gồm độ dài của nó và Header của giao thức bậc cao, trong khi Extension chứa thông tin về dịch vụ đính kèm và nếu chuyển sang trường khác, nó có thể có hoặc không.

IPv6 Header

Là một phần tử bắt buộc trong gói tin IPv6 và có độ dài cố định là 40 byte. Khi tìm hiểu về cấu trúc của IPv6 là gì, bạn không nên bỏ qua IPv6 Header.

• Version: bao gồm 4 bit có chức năng xác định phiên bản của giao thức.
• Traffic Class: Gồm 8 bit được sử dụng nhằm xác định loại lưu lượng.
• Flow label: 20 bit cho mỗi giá của luồng dữ liệu
• Payload Length: 16 bit (số dương). Hỗ trợ xác định kích thước của phần tải theo sau Header IPv6.
• Next-Header: 8 bit giúp xác định Header tiếp theo của gói tin.
• Hop Limit: 8 bit (số dương). Giá trị này giảm đi một đơn vị qua mỗi Node (giảm xuống 0, gói tin bị loại bỏ).
• Source address Địa chỉ IPv6 nguồn của gói được mang theo 128 bit.

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: Site Prefix, Subnet ID, Interface ID.

Site prefix

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 Site Prefix. Site Prefix được thiết kế để chia sẻ khi nó nhận ra mạng của bạn và làm cho mạng có thể truy cập được qua Internet.

Subnet ID

Đây là phần quan trọng bạn cần biết nếu muốn hiểu rõ IPv6 là gì. Subnet ID là một phần tử trong trang Web có khả năng mô tả cấu trúc trang của mạng. Một IPv6 Subnet duy nhất có cấu trúc tương đương với một nhánh mạng đơn như Subnet của IPv4.

Interface ID

Có cấu trúc giống như ID của IPv4. Interface ID chỉ nhận dạng duy nhất một Host riêng trong mạng. Interface ID (đôi khi được coi như là thẻ) thường được định cấu hình tự động dựa trên địa chỉ MAC của giao diện mạng. Định dạng EUI-64 có thể được sử dụng để định cấu hình ID giao diện.

Phân loại địa chỉ IPv6

Biết được phân loại địa chỉ IPv6 là gì, ta có thể hiểu được phần nào về những cải tiến mới của nó so với thế hệ trước đó là IPv4. 

Unicast

Máy chủ được xác định duy nhất trong một phân đoạn hệ thống mạng với Unicast. Gói IPv6 chứa địa chỉ IP nguồn và đích và giao diện 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.

Multicast của IPv6 là gì?

Nếu bạn đã biết IPv4 là gì thì bạn cũng hiểu được địa chỉ Multicast hay địa chỉ đa tuyến của IPv6 cũng giống như trong IPv4. Với một địa chỉ Multicast đặc biệt, gói tin sẽ được gửi đến nhiều Node. Các Node quan tâm đến Multicast đó phải tham gia nhóm Multicast. Tất cả các Node này sẽ nhận và xử lý gói Multicast. Các Node khác sẽ bỏ qua gói Multicast này nếu không quan tâm. 

Anycast

Anycast được xem là một loại địa chỉ IPv6 mới. Với chế độ Anycast, nhiều Host 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 IP Anycast. Tin nhắn đó sẽ không được gửi đến tất cả các Node như Multicast, mà thay vào đó sẽ được gửi đến Node gần nhất trong nhóm bằng 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 chí	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 ký hiệu dấu thập phân.	Tương thích tốt hơn với các mạng di động do địa chỉ được phân tách bằng dấu hai chấm – thập lục phân.
Ánh xạ	Ánh xạ đến các địa chỉ MAC bằng cách sử dụng Address Resolution Protocol	Ánh xạ đến địa chỉ MAC bằng cách sử dụng Neighbor Discovery Protocol
DHCP	Clients được yêu cầu tiếp cận với DHCP khi kết nối mạng	Không cần phải 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 trị nhóm mạng con cục bộ	Internet Group Management Protocol (GMP) được sử dụng.	Multicast Listener Discovery (MLD) được sử dụng.
Chuyển hóa IP thành MAC	Broadcasting ARP	Multicast Neighbor Solicitation
Cấu hình địa chỉ	Thực hiện qua DHCP hoặc thủ công	Sử dụng tự động cấu hình địa chỉ không trạng thái bằng DHCPv6 hoặc ICMP.
DNS Record	Ở địa chỉ A	Ở địa chỉ AAAA
Packet Header	Không xác định được Packet flow để xử lý QoS. Các tùy chọn kiểm tra Checksum được bao gồm.	Để xử lý QoS, Flow Label Fields sẽ chỉ định luồng gói.
Packet Fragmentation	Từ các Router cho phép truyền đến máy chủ.	Chỉ truyền được đến máy chủ
Kích thước gói	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
Address Features	Cho phép NAT một địa chỉ đại diện cho hàng ngàn địa chỉ non-routable, Network Address Translation được sử dụng.	Vì không gian địa chỉ rộng lớn nên Direct Addressing 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 routing.	Được thực hiện bởi người gửi
VLSM	Hỗ trợ	Không hỗ trợ
Cấu hình	Một hệ thống mới phải được cấu hình để giao tiếp với các hệ thống khác	Tùy chọn cấu hình
Số lớp	Năm lớp (A-E)	Không giới hạn lưu trữ địa chỉ IP
Loại địa chỉ	Multicast, Unicast và Broadcast	Anycast, Multicast và Unicast
Trường Checksum	Có	Không
Chiều dài Header	20	40
Số lượng Header field	12	8
Address method	Địa chỉ số	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 bạn có thể tham khảo nếu không biết cách chuyển đổi địa chỉ IPv4 sang IPv6 là gì. Công nghệ biên dịch là một tên gọi khác của NAT-PT. Công nghệ này cho phép thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 kết nối với thiết bị chỉ hỗ trợ IPV4. NAT-PT hoạt động bằng cách biên dịch địa chỉ và dạng thức 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 nhờ việc sử dụng cơ sở hạ tầng của mạng IPv4. Cơ chế này hoạt động bằng cách sử dụng tối đa 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 mối quan tâm cấp bách nhất của người dùng Internet là cơ chế chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang IPv6 là gì. Vì thế, thông qua các gợi ý trên, mong rằng bạn đã biết cách chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang IPv6.

Lời kết

Sau khi biết được địa chỉ IPv6 là gì cùng những lợi ích của nó, ta có thể thấy rằng với sự mở rộng của Internet, việc sử dụng IPv6 hiện là một yêu cầu tất yếu đối với bất kỳ doanh nghiệp cũng như cá nhân nào. Do đó, các doanh nghiệp nên hoàn thành quá trình chuyển đổi sang giao thức IPv6 để có thể thu được nhiều lợi ích nhất từ 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 toàn diện về địa chỉ IP thế hệ 6 cho bạn. Cảm ơn vì đã xem hết bài viết về địa chỉ IPv6 của chúng tôi. Hẹn gặp mọi người trong những bài viết sau.

Đừng quên theo dõi Máy Chủ Sài Gòn để cập nhật nhiều kiến thức công nghệ mới nhé! Chúng tôi tự hào là đơn vị chuyên cung cấp máy chủ, máy trạm, linh kiện Server,… uy tín và chuyên nghiệp hàng đầu Việt Nam. Liên hệ ngay qua Hotline: 0976.638.715 hoặc Email: kinhdoanh@maychusaigon.vn để được tư vấn về các sản phẩm và dịch vụ nhanh chóng, chi tiết nhất.