Thế nào là địa chỉ IP phiên bản 6 (IPv6)?

Thứ tư - 18/12/2019 08:43

Địa chỉ IP phiên bản 6 (Internet Protocol version 6 – IPv6) là thế hệ địa chỉ Internet phiên bản mới được thiết kế để thay thế cho phiên bản địa chỉ IP phiên bản 4 (IPv4) trong hoạt động Internet.

Là địa chỉ Internet đầu tiên – IPv4 chỉ được thiết kế với chiều dài 32 bit, biểu diễn dưới dạng các cụm số thập phân cách nhau bởi dấu chấm, gồm khoảng 4 tỉ địa chỉ cho hoạt động mạng toàn cầu. Với sự phát triển nhanh chóng của mạng và dịch vụ Internet, nguồn địa chỉ IPv4 dần cạn kiệt, đồng thời bộc lộ các hạn chế đối với việc phát triển các loại hình dịch vụ hiện đại trên Internet. Do đó, người ta tìm cách tạo ra một giao thức mới. Đầu thập niên 90 của thế kỷ 20, IETF đã quyết định phát triển một giao thức mới, lấy tên là IP Next Generation (IPng). Đến năm 1998, giao thức này đã chính thức được chuẩn hóa thành công và được ICANN phê duyệt, cho phép sử dụng trên thị trường, và lấy tên là IPv6 (RFC 1883). Sự ra đời của IPv6 đã giải quyết những bất cập trong hệ thống internet mà IPv4 vẫn còn thiếu sót, từ đó tạo ra một bước tiến nhảy vọt trong thời kỳ công nghệ số.

Địa chỉ IPv6 được thiết kế có chiều dài 128 bit, biểu diễn dưới dạng các cụm số hexa (hệ thập lục phân) phân cách bởi dấu “:”, ví dụ 2001:0DC8:1005:2F43:0BCD:FFFF. Với 128 bít chiều dài, không gian địa chỉ IPv6 gồm 2128 địa chỉ, cung cấp một lượng địa chỉ khổng lồ cho hoạt động Internet.

1. Ưu điểm của địa chỉ IPv6:
- Mở rộng không gian truy cập, với con số lên đến 128 bit, tương ứng bởi hàng tỉ địa chỉ truy cập.
- Sự sắp xếp định dạng header được tối ưu hợp lý hơn, từ đó giúp cho việc bảo mật thông tin được đảm bảo hơn.
- Quy trình quản lý TCP/IP được thực hiện dễ dàng hơn.
- Khả năng định tuyến, cấu hình tốt và ổn định hơn so với IPv4.
- Hỗ trợ tốt hơn cho các thiết bị di động.

2. Cấu trúc của IPv6
Một cấu trúc IPv6 được sắp xếp một cách chặt chẽ, hợp lý và logic với sự phân chia riêng biết thành từng nhóm nhỏ.
Một IPv6 có cấu trúc gồm 128 bit, và phân thành 8 nhóm. Mỗi nhóm gồm 16 bit, giữa các nhóm có sự phân chia bởi dấu hai chấm “:”.

Một địa chỉ IPv6 được biểu diễn theo cấu trúc như sau:
FEDC:BA98:768A:0C98:FEBA:CB87:7678:1111:1080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F
Để rút gọn dãy này, người ta có thể bỏ số 0 ở đầu mỗi nhóm đi. Trong trường hợp một nhóm chỉ toàn số 0, nhóm đó sẽ được biểu diễn bằng hai dấu hai chấm “::”

3. Cấu trúc của Address Prefixes
Một địa chỉ Address Prefixes cũng có cấu trúc tương đương với IPv4 CIDR. Chúng được thể hiện như sau: IPv6-address/ prefix-length. Trong đó:

IPv6-address là một địa chỉ IPv6 có giá trị bất kỳ
Prefix-length là số bit liền kề nhau được bao gồm trong prefix.
Ví dụ: 200F:0:0:AB00::/56 (địa chỉ có 56 bit liền kề nhau trong prefix)

4. Các thành phần của IPv6
Một địa chỉ IPv6 được chia thành 3 phần: site prefix, subnet ID, interface ID.

4.1 Site prefix: là số được gán đến website bằng một ISP. Theo đó, tất cả máy tính trong cùng một vị trí sẽ được chia sẻ cùng một site prefix. Site prefix hướng tới dùng chung khi nó nhận ra mạng của bạn và cho phép mạng có khả năng truy cập từ Internet.

4.2 Subnet ID: là thành phần ở bên trong trang web, được sử dụng với chức năng miêu tả cấu trúc trang của mạng. Một IPv6 subnet có cấu trúc tương đương với một nhánh mạng đơn như subnet của IPv4.

4.3 Interface ID: có cấu trúc tương tự ID trong IPv4. Số này nhận dạng duy nhất một host riêng trong mạng. Interface ID (thứ mà đôi khi được cho như là một thẻ) được cấu hình tự động điển hình dựa vào địa chỉ MAC của giao diện mạng. ID giao diện có thể được cấu hình bằng định dạng EUI-64.

Một địa chỉ IPv6 được chia làm 3 phần có cấu trúc như hình:

Ví dụ: Với một địa chỉ IPv6 có cấu trúc như sau:
2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af, sẽ bao gồm:
Site prefix: 2001:0f68:0000
Subnet ID: 0000
Interface ID: 0000:0000:1986:69af

5. Phân loại địa chỉ IPv6
Có 3 loại địa chỉ IPv6 khác nhau căn cứ theo phạm vi sử dụng của chúng: IPv6 Unicast, IPv6 Multicast, IPv6 Anycast.

5.1 IPv6 Unicast
Unicast là địa chỉ được sử dụng trên một cổng node IPv6. Khi thông tin được gửi đến thông qua địa chỉ unicast, thông tin này chỉ được đưa đến cổng node được định nghĩa bởi địa chỉ đó.

5.2 IPv6 Multicast
Multicast là địa chỉ được sử dụng trên một nhóm cổng IPv6. Khi thông tin được gửi đến thông qua địa chỉ multicast, thông tin này sẽ được xử lý bởi tất cả địa chỉ trong nhóm có chứa multicast đó.

5.3 IPv6 Anycast
Anycast là địa chỉ được sử dụng cho nhiều cổng trên nhiều node khác nhau. Khi thông tin được gửi đến thông qua địa chỉ anycast, thông tin này sẽ được di chuyển một trong số các cổng node đó, thông thường sẽ là cổng gần nhất.

6. Kiểm tra kết nối và truy cập IPv6
Để kiểm tra kết nối IPv6, hãy truy cập vào trang web: http://test-ipv6.com hoặc http://ipv6test.google.com. Với trang web này, người dùng vừa có thể kiểm tra địa chỉ IP, thông tin về nhà cung cấp dịch vụ. Bên cạnh đó còn có thể kiểm tra khả năng truy cập vào các trang web đã chạy IPv6.

Với IPv4 ta có thể truy cập website bằng đường dẫn http://24.235.10.4 nhưng với IPv6 thì bạn cần thêm cặp dấu ngoặc vuông “[]” vào địa chỉ IP.

http://[2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af]

Giống như có thể chỉ định số của cổng với địa chỉ IPv4, bạn cũng có thể chỉ định số cổng khi sử dụng địa chỉ IPv6. Số cổng phải đi sau cùng một định dạng bắt buộc như khi sử dụng IPv4. Và ở bên ngoài các dấu ngoặc. Ví dụ, nếu bạn muốn truy cập vào website tại địa chỉ IPv6 mẫu trên theo cổng 80 thì URL nhập vào sẽ như sau:

HTTP://[2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af]:80/

7. Cách chuyển IPv4 sang IPv6 và ngược lại
Ví dụ chúng ta có dải địa chỉ IPv4: 192.168.25.234. Để chuyển địa chỉ IPv4 sang IPv6 và ngược lại chúng ta sẽ có 2 cách chính như sau:

7.1 Chuyển IPv4 sang IPv6 thủ công
Với địa chỉ IPv4 trên, chúng ta phân ra làm 4 vùng, lấy mỗi vùng chia cho 16 và ghi kết quả đạt như sau:

192 : 16 = 12 dư 0
168 : 16 = 10 dư 8
25 : 16 = 1 dư 9
234 : 16 = 14 dư 10
So sánh với giá trị HEX chúng ta có:

A = 10
B = 11
C = 12
D = 13
E = 14
F = 15
Dựa vào kết quả của phép tính trên, ghép kết quả và số dư lại sẽ được: C0A8:19EA

Như vậy chúng ta sẽ có địa chỉ IPv6 của 192.168.25.234 là C0A8:19EA

Địa chỉ IPv4 chỉ có 32bit, trong khi địa chỉ IPv6 là 128bit. Chính vì thế ta còn thiếu 96bit. 96bit này là 1 dãy số 0. Do đó, để ghi chính xác, chúng ta sẽ có 2 cách ghi như sau :

Cách ghi đầy đủ 0000:0000:0000:0000:0000:0000:C0A8:19EA
Cách ghi rút gọn ::C0A8:19EA
Để chuyển ngược lại địa chỉ IPv6 thành IPv4 chúng ta làm như sau:

C0 = (12 x 16) + 0 = 192
A8 = (10 x 16) + 8 = 168
19 = (1 x 16) + 9 = 25
EA = (14 x 16) + 10 = 234
Như vậy chúng ta sẽ có địa chỉ IPv4 của C0A8:19EA là 192.168.25.234

7.2 Chuyển IPv4 sang IPv6 trực tuyến
Hiện nay có khá nhiều trang web dịch vụ hỗ trợ chuyển IPv4 sang IPv6 và ngược lại nhanh chóng. Bạn đọc có thể tham khảo một số trang dịch vụ sau:

ultratools.com/tools/
ipv6.ztsoftware
Subnetonline.com

Cách sử dụng khá đơn giản, bạn chỉ cần nhập địa chỉ IPv4 hay IPv6 cần chuyển đổi vào đúng công cụ chuyển đổi là thành công.

Ý kiến bạn đọc