MỤC LỤC
CHƯƠNG I.............................................................................................................2
MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY TRÊN NỀN KIẾN TRÚC IP.....................2
1.4.Kiến trúc IP cho WSNs đề xuất bởi IETF..........................................................11
2.1.2.2. Tiêu đề tùy chọn đích đến (Destination Option Header)..............19
2.1.2.5. Tiêu đề nhận thực và bảo mật........................................................22
2.2.3.1. Nén tiêu đề sử dụng LOWPAN_HC1 và LOWPAN_HC2..........29
2.2.3.3. Nén tiêu đề IPv6 kế tiếp.................................................................38

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, kích thước và phạm vi của Internet phát triển
nhanh chóng (ví dụ, máy tính cá nhân và điện thoại thông minh) cho tới hàng nghìn
tỷ các thiết bị nhúng (ví dụ, cảm biến) trong thế giới vật lý đang trở nên thông minh,
chúng đủ khả năng để giao tiếp và chia sẻ dữ liệu qua Internet - được gọi là Internet
of Things (IoT). Sự phát triển như vậy mang đến cả những khả năng thú vị và thách
thức đối với Internet, chẳng hạn như làm thế nào để tích hợp dịch vụ web vào các
thiết bị giới hạn tài nguyên? Làm thế nào để truy cập một cách hiệu quả tới các thiết
bị trên Web đang tồn tại? Chính vì lý do đó mà đồ án này sẽ trình bày giao về giao
thức Constrained Application Protocol (CoAP).
CoAP là giao thức ứng dụng dành cho các thiết bị hạn chế tài nguyên trong đó
có các nút cảm biến không dây. Giao thức CoAP cho phép các nút cảm biến không
dây có các chức năng dịch vụ WEB. CoAP là một giao thức truyền tải Web giống
như HTTP. Nhưng vì CoAP là giao thức ứng dụng dành cho các thiết bị hạn chế tài
1


nguyên nên nó có một số điểm khác so với HTTP như giao thức lớp truyền tải là
UDP mà không phải TCP và kỹ thuật nén tiêu đề để làm cho các gói tin có kích
thước nhỏ hơn.
Đồ án tập trung nghiên cứu về tài liệu chuẩn hóa giao thức CoAP của IETF và
ứng dụng của giao thức CoAP trong mạng cảm biến không dây. Đây là một hướng

lý như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, âm thanh, độ ô nhiễm,… Các nút cảm biến có thể
lập trình để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp là truyền tải những gì nó quan sát. Quá
trình thu phát này tạo thành hệ thống kết nối không dây để truyền đạt các hiện
tượng quan sát được. Các nút cảm biến có nguồn năng lượng hạn chế (pin), giao
tiếp với nhau qua mạng vô tuyến không dây và truyền dữ liệu về trung tâm xử lý
bằng kỹ thuật truyền đa chặng. Do cấu trúc liên kết mạng tự động thay đổi vì các
hoạt động quản lý điện năng của các nút cảm biến. Để tiết kiệm năng lượng, các nút
tích cực tự chuyển đổi chức năng thu phát và tự ngắt kết nối từ mạng.
1.1.2. Ứng dụng
Trong chuyên đề “10 công nghệ làm thay đổi cuộc sống” đăng trên
Computerworld, John Brandon đã đánh giá cảm biến là công nghệ dẫn đầu trong
danh sách các công nghệ biến đổi cuộc sống mạnh nhất. Ông nói rằng “công nghệ
cảm biến là công nghệ tác động đến cuộc sống và con người nhiều nhất. Ở đâu có
sự vật tồn tại, hầu như ở đó có cảm biến - từ cầu chì, ổ điện, đến khóa cửa, quần áo,
thậm chí cả trên da thịt con người”.
Ngày nay, cảm biến có thể giải được các mã vạch và đọc được các kí hiệu 2D,
xác định được liệu ngưỡng nhiệt độ đã đạt được trong các ứng dụng nhiệt, liệu công
ten nơ có bị rò rỉ, một phần hàng hóa đã bị thất thoát mà không kiểm chứng được?
Biến đổi khí hậu là một trong những vấn đề nổi cộm nhất mà con người đang phải
đối đầu và chuẩn ISO mới được thành lập về lĩnh vực này cũng sẽ ứng dụng những
cảm biến trong lĩnh vực quản lý môi trường. Công nghệ cảm biến cũng được kì
vọng sẽ mang lại những ứng dụng tích cực trong việc xử lý chất thải hay nước thải
trong thời gian sắp tới. Thiết bị nhỏ bé nhưng cực kì thông minh này sẽ hỗ trợ cho
hệ thống quản lý hàng hóa thông minh; kiểm soát các hàng hóa và hóa chất độc hại;

3


kiểm tra các thông số về nhiệt độ, áp suất và dòng chảy; cho phép ghi lại tình trạng
thiết bị y tế và bệnh nhân; quản lý các thiết bị phục vụ cho ngành hàng không.


4


Các hạn chế nguồn tài nguyên ảnh hưởng sâu sắc đến cấp độ nút và có ảnh
hưởng đến cấp độ mạng. Với nhứng hạn chế về số lượng bộ nhớ trong mối nút
mạng cảm biến không dây thì các giao thức mạng phải được thiết kế để hạn chế số
lượng thông tin về mạng và các nút khác trong mạng mà mỗi nút cần phải nắm giữ.
1.1.3.2. Những thách thức ở cấp độ mạng
Những thách thức ở cấp độ nút của mạng cảm biến không dây đối phó với vấn
đề quy mô nhỏ của nguồn tài nguyên sẵn có, trong khi đó những thách thức ở cấp
độ mạng lại phải đối phó với vấn đề quy mô lớn của các mạng cảm biến không dây.
Mạng cảm biến không dây trong rất nhiều trường hợp, các nút cảm biến không
dây thu thập một lượng lớn dữ liệu từ nhiều điểm thu riêng biệt, nhiều mạng riêng
biệt bao gồm hàng ngàn các nút cảm biến không dây.
Kích thước mạng ảnh hưởng đến việc thiết kế giao thức định tuyến bản tin
trong WSNs. Thiết kế các giao thức định tuyến rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng
đến hiệu năng mạng xét về lượng dữ liệu mà mạng có thể duy trì và tốc độ các dữ
liệu có thể được vận chuyển thành công qua mạng. Hơn nữa là thời gian sống của
mạng được đảm bảo. Trong WSNs, việc truyền thông đòi hỏi năng lượng và các nút
truyền thông thường mất năng lượng nhanh hơn so với các nút đang ở chế độ ngủ.
Vì vậy, giao thức định tuyến phải có những lựa chọn thông tin đầy đủ khi lập kế
hoạch vận chuyển bản tin như thế nào qua mạng.
WSNs thường chạy trên kênh truyền không đáng tin cậy càng làm cho vấn đề
chở nên xấu hơn. Đối với kênh truyền thông vô tuyến công suất thấp thì nếu một
bản tin đã được gửi đi bởi một nút sẽ được nhận bởi một nút khác đã được dự kiến
trước là không chắc chắn. Tính chất không đáng tin cậy của mạng cảm biến không
dây được gọi là “tổn hao”. Tổn hao nên được coi như là một đặc tính vốn có của
mạng cảm biến không dây. Tổn hao trong các mạng cảm biến không dây là một
thách thức cho các giao thức định tuyến. Các giao thức định tuyến phải tính toán

cần phải được lấy ra để chúng có thể được xử lý hoặc được lưu trữ ở nơi khác.
Ngoài ra, các mạng cảm biến không dây cần phải được cấu hình lại hoặc thay đổi
trong quá trình hoạt động. Trong cả hai trường hợp đó, các mạng cảm biến không
dây phải có khả năng truy cập được từ bên ngoài.
1.1.3.3. Sự chuẩn hóa
Tiêu chuẩn là một yếu tố then chốt đối với sự thành công của các mạng cảm
biến không dây. Mạng cảm biến không dây được biết đến không chỉ bởi số lượng
lớn các nút và các ứng dụng, mà còn bởi một số lượng đáng kể các tiêu chuẩn, các
nhà sản xuất và công ty khác nhau. Các công nghệ sản xuất khác nhau có những
tiêu chuẩn khác nhau. Một nhà sản xuất thiết bị cảm biến chuyên về cảm biến độ ẩm
chính xác cao có thể không quan tâm đến các hệ thống công ngệ thông tin. Tuy
nhiên, cả hai phải làm việc cùng nhau trong hệ thống tòa nhà tự động, ở đó các cảm
biến độ ẩm tạo ra đầu vào có giá trị cho việc kiểm soát môi trường được điều khiển
bởi một hệ thống công nghệ thông tin. Tiên tiến chúng tiếp nhận đầu vào từ các cảm
biến độ ẩm.
6


Nếu không có sự chuẩn hóa, thì các nhà sản xuất thiết bị và các nhà tích hợp
hệ thống cần phải xây dựng toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, nhà sản xuất và nhà tích
hợp sẽ sử dụng một công nghệ độc quyền từ một nhà sản xuất riêng lẻ. Công nghệ
độc quyền này có thể cung cấp các lợi ích trong một thời gian ngắn, nhưng nó làm
cho nhà sản xuất và nhà tích hợp đều hặp khó khăn trong việc phát triển hệ thống
của họ vượt ra ngoài công nghệ độc quyền của các nhà cung cấp.
Với việc chuẩn hóa công nghệ thì công nghệ là độc lập với nhà cung cấp, nhà
sản xuất và người dùng. Bất kỳ nhà cung cấp nào có thể chọn lựa để cung cấp các
hệ thống dựa trên công nghệ, và các nhà sản xuất thiết bị, các nhà tích hợp hệ thống
có thể lựa chọn nền tảng hệ thống của họ nên công nghệ từ bất kỳ nhà cung cấp nào.
Tiêu chuẩn hóa công nghệ có một ưu điểm lớn ở việc chấp nhận các điều
khoản chung. Khi công nghệ được chuẩn hóa, các nhà cung cấp, nhà sản xuất, và

máy tính xách tay đến các siêu máy tính. Bộ ứng dụng giao thức IP đã được nâng
cao để hỗ trợ truyền thông đa điểm, chất lượng dịch vụ (QoS), kỹ thuật lưu lượng,
và các dich vụ thời gian thực với kiến trúc được duy trì trong một thời gian dài.
ARPANET đã cho ra đời giao thức Internet, ARPANET là một dự án tài trợ
của cơ quan dự án nghiên cứu cao cấp (ARPA). Một trong những giao thức đầu tiên
được phát triển là giao thức năm 1822, sau đó đã nhanh chóng được thay thế bởi các
giao thức điều khiển mạng (NCP). Giao thức này được phát triển vào năm 1970 với
mục tiêu kết nối các máy tính bởi giao diện bộ xử lý thông điệp (IMP) giữa các
trang web khác nhau trong một mạng đường trục.
Đến cuối năm 1971, 15 trang web được kết nối với nhau bằng cách sử sụng
giao thức NCP, tạo thành hạt nhân đầu tiên của Internet. Robert Kahn và Vint Cerf
sau đó đã thiết kế TCP để thay thế cho NCP (tại thời điểm đó TCP/IP được gọi là
TCP bởi vì các giao thức chưa được tách riêng).
Thế hệ tiếp theo của giao thức là IPv4 được thiết kế vào năm 1981. Giao thức
này ban đầu chỉ chạy được trên một vài hệ thống. Nhưng đến bây giờ,nó đang chạy
trên hầu hết các máy tính.
Quỹ khoa học Quốc gia (NSF) đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát
triển của Internet và mạng Quỹ khoa học Quốc gia (NSFNET), hoạt động vào năm
1986 bằng việc sử dụng bộ giao thức TCP/IP tương thích với các giao thức mạng
ARPANET. NSFNET bắt đầu với kết nối của các mạng lưới học viện khu vực, đó
là điểm khởi đầu của Internet trên toàn thế giới hiện nay.

8


Hình 1.1. Sự phân lớp trong TCP/IP và OSI
Chỉ đến giữa thập niên 1990, các mạng khu vực NSFNET tiếp tục mở rộng tới
các mạng lưới thương mại, và tiếp tục tăng trưởng theo cấp số nhân của Internet đến
bây giờ. Sau đó là sự xuất hiện của các phiên bản mới của IP (IPv6). IPv6 đã không
thay đổi kiến trúc ban đầu giao thức TCP/IP được xác định cho IPv4, nó chỉ là một

khả năng mở rộng. Thông qua việc triển khai toàn cầu Internet, IP đã cho thấy
rằng nó có thể được triển khai trên một số lượng lớn các hệ thống và chạy trên
một loạt các giao thức khác nhau.
 Tính ổn định và sự phổ biến của kiến trúc: Kiến trúc giao thức IP đã tồn tại gần
30 năm. Tiêu chuẩn đã được cập nhật một vài lần trong vòng 30 năm, nhưng nền
tảng của nó như là một công nghệ truyền thông dựa trên gói tin vẫn không đổi.
Lớp mạng, cốt lõi của kiến trúc IP, tồn tại trong hai phiên bản là IPv4 và IPv6.
Sự khác biệt chính giữa hai phiên bản là IPv6 cung cấp nhiều địa chỉ hơn. Sự ổn
định và kiến trúc giao thức IP cũng có những tác động về kiến thức giáo dục
người dùng và các nhà quản trị mạng. Kiến trúc giao thức IP và các giao thức của
nó là một phần quan trọng của chương trình trong các khóa học và tài liệu đào
tạo ở mọi cấp của hệ thống giáo dục khác nhau.
 Cấu hình và quản lý mạng: Qua việc áp dụng rộng rãi và triển khai quy mô lớn,
kiến trúc IP đã phát triển rất nhiều các cơ chế và các giao thức cho việc cấu hình
và quản lý mạng. Những cơ chế này là một điều cần thiết khi phát triển các mạng
lớn tới hàng ngàn máy. Các công cụ quản lý mạng cho phép duy nhất một người
quản lý các mạng lớn, mà không cần cấu hình bằng tay cho mỗi máy.
 Kích thước nhỏ gọn: Tiêu thụ công suất thấp, kích thước vật lý nhỏ và chi phí
thấp là ba trong những thách thức cấp độ nút của các nút mạng cảm biến không
dây. Một kiến trúc mạng cảm biến không dây phải có khả năng hoạt động trong
những giới hạn chặt chẽ này và thực hiện các công việc của nó. Ngăn xếp uIP đã
được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống mạng cảm biến không dây và hệ thống
nhúng có kết nối mạng. uIP đã được mở rộng để hỗ trợ giao thức IPv6. Kích
thước bộ nhớ sử dụng của ngăn xếp được chỉ ra như hình 1.2.

10


Hình 1.2. Kích thước bộ nhớ của uIP, lwIP và hai ngăn xếp IPv6
 Dễ dàng trong việc kết nối với các mạng khác: Với các mạng cảm biến không

1.5. Kết chương
Nội dung của chương đã đem đến cái nhìn tổng quan về mạng cảm biến không
dây, các ứng dụng thực sự thông minh của nó đối với đời sống của con người. Bên
cạnh đó, chương I cũng đưa ra những hạn chế của WSNs cần được khắc phục, đó
cũng chính là thách thức đặt ra cho các nhà nghiên cứu phát triển WSNs trên nền
kiến trúc IP. Kiến trúc IP đã mang đến cho WSNs khả năng tương tác, tính linh
hoạt, khả năng mở rộng, sự ổn định và phổ biến, các cơ chế cấu hình và quản lý
mạng (vì có những ứng dụng mạng lớn tới hàng ngàn, hàng triệu, thậm chí hàng tỷ
node mạng) điều mà mạng không sử dụng IP khó có thể thực hiện được.Thêm vào
đó, kích thước uIP nhỏ gọn, công suất thấp phù hợp với WSNs, dễ dàng trong việc
kết nối với các mạng khác. Để hiện thực hóa điều này, IETF đã tạo ra nhóm công
tác 6LoWPAN và ROLL để xây dựng kiến trúc giao thức IP cho các mạng hạn chế
tài nguyên trong đó có WSNs.
Như vậy chương I đã chỉ ra lý do sử dụng IP cho WSNs, trong chương II sẽ
trình bày về IPv6 cho WSNs. Vấn đề IP đã được giải quyết, tuy nhiên không chỉ
dừng lại ở đó, các cảm biến hiện tại đủ thông minh để có thể giao tiếp và chia sẻ dữ
liệu qua internet- tức là cần phải tích hợp dịch vụ web cho các thiết bị và mạng hạn
chế tài nguyên trong đó có WSNs. Vấn đề này sẽ được giải quyết trong chương IIIgiao thức lớp ứng dụng CoAP cho phép các node cảm biến có chức năng dịch vụ
web. Khi đó việc truy nhập trực tiếp vào dữ liệu của mạng cảm biến thu được trở
nên cực kì đơn giản. CoAP chính là giải pháp tích hợp dịch vụ web cho mạng cảm
biến không dây.

CHƯƠNG II
IPv6 CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

12


Như trình bày trong chương I về “mạng cảm biến không dây trên nền kiến trúc
IP”. Nội dung chương này cũng đã chỉ ra lý do IP được lựa chọn cho mạng WSNs.

với tiêu đề cố định và thêm vào các tùy chọn tiêu đề mở rộng chuỗi nối tiếp đã
được áp dụng. Các trường mới cũng đã được thêm vào (ví dụ như nhãn luồng).
13


 Sự nhận thực và bảo mật: Các tiêu đề mở rộng đã được định nghĩa để hỗ trợ việc
nhận thực, tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu.
 Vấn đề an ninh: IPSec (tùy chọn trong IPv4) là bắt buộc trong IPv6.
2.1.1. Cấu trúc tiêu đề IPv6 cố định
Tiêu đề cố định luôn đi kèm với gói tin IPv6. Hình 2.1 chỉ ra cấu trúc của tiêu
đề cố định gói tin IPv6. Các trường trong tiêu đề gói tin IPv6 bao gồm:
Version
(4 bít)

Traffic Class

Flow label

(8 bít)

(20 bít)

Payload length

Next header

Hop limit

(16 bít)


router bằng một thủ tục điều khiển, hoặc cũng có thể là thông tin chứa trong
chính gói tin của luồng, ví dụ như header mở rộng hop-by-hop của gói tin.
• Giữa một nguồn và một đích có thể có nhiều luồng. 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.
• 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.
 Độ dài tải trọng – Payload length (16 bit): Trường này chỉ ra độ dài của tải trọng
(không bao gồm tiêu đề gói tin).
 Tiêu đề kế tiếp – Next header (8 bit): Trường này nhận dạng tiêu đề theo sau tiêu
đề gói tin IPv6.

15


 Giới hạn bước nhảy – Hop limit (8 bit): Trường này giảm đi sau mỗi lần gói tin
được chuyển tiếp bởi một nút. Khi trường này bằng 0 thì gói tin sẽ bị loại.
 Địa chỉ nguồn – Source Address: Gồm 128 bit địa chỉ nguồn của gói tin IPv6.
 Địa chỉ đích – Destination Address: Gồm 128 bit địa chỉ đích của gói tin IPv6.
Nhận thấy, tiêu đề gói tin IPv6 cố định dài 40 bytes so với tiêu đề 20 bytes của


2

Hop-by-Hop Options

0

3

Destination Options (with Routing Options)
- ghi chú 1

60

4

Routing Header(tiêu đề định tuyến)

43

Order

16


5

Fragment Header

44

59

Upper Layer

TCP

6

Upper Layer

UDP

17

Upper Layer

ICMPv6

58

Bảng 2.2. Các tiêu đề mở rộng IPv6 và thứ tự xuất hiện của chúng trong gói tin.
 Ghi chú 1: Được xử lý bởi Trạm đích đầu tiên trong IPv6 Header và những trạm
còn lại được chỉ ra trong Routing Header.
 Ghi chú 2: Liên quan đến thứ tự của Authentication Header và Encapsulation
Header.
 Ghi chú 3: Chỉ được xử lý bởi đích đến cuối cùng trong gói tin.
 Option: Hop-by-hop và Destination Option Header có mang những Type-lengthValues (TLVs) còn được gọi là “option” theo định dạng sau:
 Option Type: 8 bit định nghĩa loại Option.
 Opt Data Len: 8 bit số nguyên không dấu, thông tin về kích thước của Option
(đơn vị Octet).


Hình 2.4. Các tiêu đề định tuyến và từng bước nhảy

19


Routing Header được trạm nguồn dùng để liệt kê tất cả các Node trung gian
mà gói tin IPv6 phải đi qua trên đường từ nguồn đến đích. Routing Header được
nhận dạng bởi giá trị Next-Header 43 của Header ngay trước nó.
 Next-Header: 8 bit giúp xác định loại Extension Header theo ngay sau Routing
Header.
 Hdr Ext Len: 8 bit unsigned interger, chỉ thị kích thước của Routing Header theo
đơn vị 8 octet (không tính đến 8 octet đầu tiên).
 Routing Type: 8 bit giúp xác định các loại Routing Header khác nhau.
 Segments Left: 8 bit unsigned integer giúp xác định số đoạn mạng gói tin phải
đến trước khi đến đích cuối cùng.
 Type-specific Data: Nội dung được quy định bởi mỗi Rouing Type khác nhau.
Thông thường Routing Header với Routing Type 0 được sử dụng. Với
Routing Header loại này, phần Type-specific Data là một danh sách các địa chỉ mà
gói tin phải đến.
 Address [1…n] liệt kê địa chỉ các Node mà gói tin phải đến. Danh sách này
không chứa địa chỉ Multicast.
2.1.2.4. Tiêu đề phân mảnh (Fragment header)
MTU của gói tin IPv6 là 1280 bytes trong khi MTU của các liên kết IEEE
802.15.4 là bằng 127 byte. Do đó, cần thiết phải thực hiện phân mảnh và tái tạo lại
gói tin tại lớp liên kết. IPv6 sẽ hỗ trợ các cơ chế để phát hiện ra giá trị MTU tối
thiểu được hỗ trợ trên mỗi liên kết dọc theo tuyến đường đến đích. Điều này được
thực hiện bằng cách sử dụng một thủ tục gọi là phát hiện đơn vị truyền dẫn tối đa
đường truyền (PMTU: Path Maximum Transmission Unit Discovery). Nó sử dụng
một chuỗi các gói tin ICMP dọc theo tuyến đường cho đến khi nó phát hiện ra MTU

các phân mảnh nhận được trong vòng 60s sau khi tiếp nhận phân mảnh đầu. Sau
thời điểm hết hạn, và không phải tất cả phân mảnh đã nhận được, thì một thủ tục
đơn giản chỉ là dừng lại và tất cả các phân mảnh được loại bỏ. Một bản tin báo lỗi
ICMP sau đó được gửi đến nguồn của gói tin. Trường hợp lỗi khác (ví dụ, không
chính xác độ dài gói, vv) cũng được kiểm soát.

21


2.1.2.5. Tiêu đề nhận thực và bảo mật
Tiêu đề nhận thực (giá trị = 51) và tiêu đề đóng gói bảo mật (giá trị = 50) được
sử dụng trong IPSec để xác thực, đảm bảo tính toàn vẹn và tính bảo mật của một gói
tin, được sử dụng để xác định những thông tin liên quan đến mã hoá dữ liệu.
2.1.2.6. No Next Header
Trường next header có giá trị bằng 59 được sử dụng để cho biết không có gì
tiếp theo sau tiêu đề này.
2.1.3. Kiến trúc địa chỉ IPv6
Các địa chỉ IPv4 32 bit được biểu diễn trong các dạng sau đây: x.y.z.t (ví dụ,
124.4.12.3). Một đoạn của địa chỉ đại diện cho phần mạng và phần còn lại của địa
chỉ đại diện cho phần máy.
Các địa chỉ IPv6 128 bit thương được biểu diễn dưới dạng x:x:x:x:x:x:x:x
trong đó x là một giá trị hệ cơ số 16 (do đó biểu diễn dưới dạng 16 bit). Nhìn địa chỉ
đầy đủ của gói tin IPv6 khá dài, tuy nhiên có thể rút gọn như sau:

Một chuỗi các giá trị “0000” có thể được biểu diễn là “::”, điều này chỉ có thể
được biểu diễn một lần trong một địa chỉ.
Prefix(binary)
0000 0000
001x xxxx
1111 1110 10

vào IPv6 đặc biệt hữu ích cho các mạng cảm biến không dây.
2.1.4.1. Xây dựng địa chỉ liên kết cục bộ
Khi một giao tiếp đầu tiên được khởi tạo thì lúc xây dựng địa chỉ liên kết cục
bộ của nó bằng cách thêm vào trước tiền tố liên kết cục bộ là FE80::0/10 (10 bit đầu
tiên bên trái là 1111 1110 10) tiếp theo là 54 bit 0 và nhận dạng giao tiếp. Lưu ý
rằng nhận dạng giao tiếp có thể có chiều dài bất kì (ít hơn 118 bit, nếu không thì
quá trình tự động cấu hình sẽ không thành công), nhưng thường là 64 bit địa chỉ
(nhận dạng EUI-64) được sử dụng.
Chúng ta cùng lấy một nút với một địa chỉ MAC 48 bit để minh họa việc làm
thế nào mà một địa chỉ được chuyển đổi thành một địa chỉ EUI-64 để xây dựng
nhận dạng giao tiếp như hình 2.6.
Quá trình này khá đơn giản theo 2 bước sau:
 Bước 1: 16 bit (FFFE) được chèn vào giữa 48 bit địa chỉ MAC.
 Bước 2: Đảo bít bên cạnh bit thấp nhất của octet đầu tiên trong EUI-64.
Tại thời điểm này, nút có thể giao tiếp với bất kì nút nào khác trên cùng một
liên kết. Các gói tin sẽ không được chuyển tiếp bởi các bộ định tuyến trên các liên
kết khác.

23


Hình 2.6. Xây dựng một giao tiếp ID
2.1.4.2. Quá trình tự động cấu hình không trạng thái
Quá trình tự động cấu hình bao gồm các bước sau:
 Khởi tạo một địa chỉ liên kết cục bộ và duy nhất trên một liên kết.
 Xác định những gì cần phải tự động cấu hình.
 Xác định xem liệu các địa chỉ có nên thu được bằng cách sử dụng một thủ
tục không trạng thái hay một thủ tục trạng thái.
Quá trình tự động cấu hình không trạng thái cho phép một nút để tạo ra các địa
chỉ liên kết cục bộ, mạng cục bộ và các địa chỉ toàn cầu bằng cách kết hợp thông tin

nó gán địa chỉ thăm dò. Để kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ, thì nút gửi một số bản
tin NS cách nhau vài ms bởi bộ định thời truyền lại. Tham số này được quảng cáo
trong bản tin RA được gửi bởi các bộ định tuyến. Địa chỉ mục tiêu xuất hiện trong
bản tin NS phải bằng với địa chỉ được kiểm tra. Khi một nút tiếp nhận một bản tin
NS, nó làm như sau:
• Nếu địa chỉ mục tiêu đã được gán tới nút, thì đây là một địa chỉ trùng lặp.
• Nếu địa chỉ mục tiêu là trong trạng thái “thăm dò” (nút này cũng đang cố gắng
để gán cùng một địa chỉ đó cho chính nó) và địa chỉ nguồn là unicast, thì nút
gửi không phải đang cố gắng chạy thủ tục DAD mà thực tế là đang cố gắng để
có được địa chỉ lớp liên kết. Trong trường hợp này, chỉ đơn giản là loại bỏ bản
tin NS. Mặt khác, nếu địa chỉ nguồn của bản tin NS không phải unicast nhưng
là địa chỉ chưa xác định, thì bản tin NS từ một nút đang chạy thủ tục DAD
đang cố gắng để gán cùng một địa chỉ cho một trong các giao tiếp của nó.
Nếu một bản tin NS cho một địa chỉ thăm dò nhận được trước khi gửi một NS
cho cùng một địa chỉ, thì địa chỉ thăm dò là trùng lặp. Điều này xảy ra khi hai nút
đang cố gắng chạy thủ tục DAD cho cùng một địa chỉ, nhưng một trong hai nút này
đã gửi bản tin NS trước một nút khác (bằng việc sử dụng các bộ định thời ngẫu
nhiên). Đó cũng là một cơ chế bao gồm cả trường hợp một bản tin NS được gửi đi
gần như cùng một lúc.

25