i

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ

NGUYỄN VĂN LƯƠNG
KHÓA: 16
HỆ ĐÀO TẠO DÂN SƯ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

TÌM HIỂU VỀ MẠNG IPV6

NĂM 2014


ii

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ

NGUYỄN VĂN LƯƠNG
KHÓA: 16
HỆ ĐÀO TẠO DÂN SƯ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
MÃ SỐ: 5252020109

TÌM HIỂU VỀ MẠNG IPV6

Cán bộ hướng dẫn KS.Lê Thị Thanh Huyền

Khóa: 16

Ngành: Điện tư viễn thông

Chuyên ngành: Điện tử viễn thông

1. Tên đề tài:
Tìm hiểu về mạng ipv6
2. Các số liệu ban đầu: ……………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
3. Nội dung bản thuyết minh:
Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính.
Chương 2: Giới thiệu về địa chỉ ipv6
Chương 3: Đặc tính và quy trình hoặt động của địa chỉ ipv6


iv

4. Số lượng, nội dung các bản vẽ và các sản phẩm cụ thể (nếu có):
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………….
5. Cán bộ hướng dẫn: KS.Lê Thị Thanh Huyền, giảng viên khoa Vô tuyến điện
tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự.

Ngày giao: 14/06/2014



MỤC

CÁC

BẢNG

CÁC

HÌNH

BIỂU…………………………………………..x
DANH

MỤC

ẢNH…………………………………………….x
LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………….1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH……………………2
1.1 KHÁINIỆM MẠNG MÁY TÍNH………………………………………2
1.1.1 MÔ HÌNH TCP/IP…………………………………………………...…2
1.1.2 KẾT LUẬN CHƯƠNG…………………………………………………4
CHƯƠNG 2:GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA CHỈ IPV6……………………………..5
2.1 TỔNG QUAN……………………………………………………………...5
2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA CHỈ IPV4 ..............................................................5
2.1.1.1 Nguyên nhân ra đời địa chỉ Ipv6…………………………….........6
2.1.2 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6 .......................................................................8
2.1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỊA CHỈ IPV6……………….………...............10
2.1.3.1 Biểu diễn địa chỉ Ipv6………………………………………....12
2.1.4 KHÔNG GIAN ĐỊA CHỈ....................................................................13

3.2.2.4 Tìm kiếm bộ định tuyến trên đường kết nối (router discovery).48
3.2.2.5 Cấu hình địa chỉ một cách tự động của địa chỉ Ipv6………….49
3.2.2.6 Quy trình tìm kiếm giá tri PathMTU cho việc phân mảnh gói tin
Ipv6……….………………………………………………….………..……….51
3.2.2.7 Đánh số lại cho thiết bị Ipv6………………...………………53
3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG………………………………….………………54
DANH MỤC VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng anh

Tiếng việt

AH

Authentication Phần đầu

Phần đầu nhận thực

ALG

Application Level Gateway

Cổng lớp ứng dụng

ARP

Address Resolution Protocol

Giao thức phân giải địa chỉ

CIDR

cho các máy trạm
Host

Configuration DHCP phiên bản 4

Protocol version 4

DHCPv Dynamic

Host

Configuration DHCP phiên bản 6

6

Protocol version 6

DNS

Domain Name System

Hệ thống tên miền

ICMP

Internet Control Message Protocol

Giao thức tạo thông điệp điều



IPSec

Internet Protocol Security

Giao thức bảo mật Internet

ISP

Internet Service Provider

Nhà Cung cấp dịch vụ Internet

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

MAC

Medium Access Control

Kiểm soát truy nhập môi
trường truyền thông

MTU

Maximum Transmission Unit

Đơn vị truyền dẫn cực đại

ix
NAT

Network Address Translation

Cơ chế biên dịch địa chỉ mạng
NAT-PT

Network

Addres

Translation –Protocal. Cê chế
biên dịch địa chỉ mạng.
NS

Neighbor Solicitation

Dò tìm nút mạng lân cận OSI
OpenSystems Interconnection.
Liên kết các hệ thống mở.

PAT

Port Address Translation

Cơ chế biên dịch địa chỉ cổng

QoS


Giao thức điều khiển truyền

Dò tìm bộ định tuyến

dẫn ToSType of Service. Loại
dịch vụ
TTL

Time to Live

UDP

User DataGram Protocol

Thời gian sống
Giao thức dữ liệu người dung

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 khác biệt giữa địa chỉ IPv4 và địa chỉ IPv6..................................5
Bảng 2.2 Phần đầu của địa chỉ ipv6…………………………………….20
Bảng 2.3 Gía trị trường phần đầu tiếp theo trong các phần đầu................22
Bảng 3.1 Các thông điệp báo lỗi................................................................40
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH


x
Hình 1.1 Mô hình TCP/IP ứng với mô hinh OSI…………………..
Hình 2.1 Sự phát triển của địa chỉ ip..............................................................2
Hình 2.2 Cấu trúc địa chỉ link-local...............................................................4
Hình 2.3 Cấu trúc địa chỉ site-local

Trong quá trình biên soạn, đồ án không tránh khỏi có những sai sót, em mong
được sự góp ý của các Thầy giáo,Cô giáo và các bạn đọc nói chung. Em xin gửi
lời cảm ơn tới Cô giáo hướng dẫn KS Lê Thị Thanh Huyền. Em cũng xin gửi lời
cảm ơn đến các Thầy giáo trong Khoa Vô tuyến Điện tử, Học viện Kỹ thuật
Quân sự và gia đình đã hỗ trợ, tạo điều kiện và động viên em hoàn thành đồ án
này.
Chương 1


TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
1.1 Khái niệm mạng máy tính
Nói một cách ngắn gọn thì mạng máy tính là tập hợp các máy tính độc
lập được kết nối với nhau thông qua các đường truyền vật lý và tuân theo các
quy ước truyền thông nào đó.
Khái niệm máy tính độc lập được hiểu là các máy tính không có máy
nào có khả năng khởi động hoặc đình chỉ một máy khác.
Các đường truyền vật lý được hiểu là các môi trường truyền tín hiệu vật
lý (có thể là hữu tuyến hoặc vô tuyến).
Các quy ước truyền thông chính là cơ sở để các máy tính có thể
"nói chuyện" được với nhau và là một yếu tố quan trọng hàng đầu khi nói về
công nghệ mạng máy tính.
1.2 Mô hình TCP/IP

Hình 1.1Mô hình TCP/IP ứng với mô hình OSI

Mô hình TCP/IP có bốn lớp: Layer 4: lớp ứng dụng (Application), lớp vận
chuyển (Transport), lớp Internet (liên kết mạng), lớp truy xuất mạng (Network
access).
- Lớp ứng dụng: Các nhà thiết kế TCP/IP cảm thấy rằng các giao thức mức cao


Mỗi lớp có một cấu trúc dữ liệu riêng, độc lập với cấu trúc dữ liệu
được dùng ở lớp trên hay lớp dưới của nó. Sau đây là giải thích một số khái
niệm thường gặp.
Stream là dòng số liệu được truyền trên cơ sở đơn vị số liệu là Byte.
Số liệu được trao đổi giữa các ứng dụng dùng TCP được gọi là stream,
trong khi dùng UDP, chúng được gọi là message.
Mỗi gói số liệu TCP được gọi là segment còn UDP định nghĩa cấu trúc
dữ liệu của nó là packet.
Lớp Internet xem tất cả các dữ liệu như là các khối và gọi là datagram.
Bộ giao thức TCP/IP có thể dùng nhiều kiểu khác nhau của lớp mạng dưới
cùng, mỗi loại có thể có một thuật ngữ khác nhau để truyền dữ liệu.
Phần lớn các mạng kết cấu phần dữ liệu truyền đi dưới dạng các
packets hay là các frames.
1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG
Chương này cung cấp các khái niệm, các kiến thức cơ bản nhất về
mạng máy tính .Mô hình TCP/IP và ưng với mô hinh OSI .Chức năng
từng lớp trong mô hình TCP/IP.Đây là những kiến thức cơ bản rất hữu ích do
phạm vi sử dụng của mạng cục bộ là đang phổ biến hiện nay.

Chương 2
GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA CHỈ IPV6
1.2.TỔNG QUAN


Internet phiên bản 6 (IPv6) là phiên bản nâng cấp của giao thức IPv4,
có nhiều thay đổi, bổ sung. Tuy nhiên những thay đổi, bổ sung này không biến
đổi bản chất cơ bản hoạt động của IP. Cấu trúc đánh địa chỉ là nơi có thể quan
sát rất rõ những khác biệt giữa IPv4 và IPv6. Địa chỉ IPv6 được thiết kế có
chiều dài 128 bít, gấp 4 lần chiều dài của địa chỉ IPv4. Cấu trúc cũng như mô
hình địa chỉ có những thay đổi lớn so với phiên bản IPv4.

Không cần phải phân mảnh, không cần trường kiểm tra phần đầu.
Bảo mật: do IPv6 hỗ trợ IPsec, nó làm cho các nút mạng IPv6 trở nên an
toàn hơn (thực ra IPsec có thể hoạt động được với cả IPv4 và IPv6).
Tự động cấu hình: Đơn giản hơn trong việc cấu hình địa chỉ IP cho các
thiết bị bằng việc sử dụng địa chỉ IPv6. IPv6 có khả năng tự động cấu hình mà
không cần máy chủ DHCP như trong mạng sử dụng địa chỉ IPv4.
Tính di động: cho phép hỗ trợ các nút mạng sử dụng địa chỉ IP di
động (thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm về IP di động.
Nhưng thế hệ mạng mới thì dạng thiết bị này ngày càng phát triển, đòi hỏi cấu
trúc giao thức Internet phải hổ trợ tốt hơn.).
Hoạt động: trường phần đầu IPv4 làm thay đổi kích thước của gói tin IP
và thường bị bỏ đi không tính đến. Do các bộ đính tuyến thường chuyển
hướng hoặc từ chối các gói khi nó bận. Đây chính là lý do ta không triển khai
IPsec trên nền IPv4. Các bộ định tuyến IPv6 hoạt động khác giựa trên cách xử
lý khác đối với địa chỉ IP và các tuyến. Gói tin IPv6 có hai dạng phần đầu:
phần đầu cơ bản (basic phần đầu) và phần đầu mở rộng (extension phần đầu).
Phần đầu cơ bản có chiều dài cố định 40 bytes, chứa những thông tin cơ bản
trong xử lý gói tin IPv6, thuận tiện hơn cho việc tăng tốc xử lý gói tin. Những


thông tin liên quan đến dịch vụ mở rộng kèm theo được chuyển hẳn tới một
phân đoạn khác gọi là phần đầu mở rộng.
Chi phí : giảm giá thành về công tác quản lý, tăng độ an ninh, hoạt
động tốt hơn, cần ít tiền hơn để đăng ký địa chỉ IP. Các chi phí này sẽ cân
bằng chi phí cho việc chuyển từ địa chỉ IPv4 sang địa chỉ IPv6.

Hình 2.1 Sự phát triển của địa chỉ IP

2.1.3 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IPV6
+TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IPV6 VÀ SƯ KHÁC BIỆT SO VỚI ĐỊA

cả bộ định tuyến và máy chủ gửi
gói tin

Việc phân đoạn chỉ được thực hiện
bởi máy chủ phía gửi mà không có
sự tham gia của bộ định tuyến
Không có trường kiểm tra trong

Phần đầu có chứa trường Checksum.

IPv6 Phần đầu.
Tất cả các tùy chọn có trong Phần

Phần đầu có chứa nhiều tùy chọn.

đầu
mở rộng.
Khung ARP yêu cầu được thay

Giao thức ARP sử dụng ARP yêu
cầu quảng bá để xác định địa chỉ vật

thế bởi các thông báo dò tìm các
nút mạng truyền thông lân cận

lý.
Sử dụng giao thức IGMP để quản lý

Giao thức IGMP được thay thế


sử dụng nhân công hay cấu hình
qua DHCP.
Địa chỉ máy chủ được lưu trong

Địa chỉ máy chủ được lưu trong
DNS với mục đích ánh xạ sang địa

DNS với mục đích ánh xạ sang
địa chỉ IPv6.

chỉ IPv4.
Hỗ trợ gói tin kích thước 576

Hỗ trợ gói tin kích thước 1280

bytes (có thể phân đoạn).

bytes (không cần phân đoạn).

Bảng 1.1 Sự khác biệt giữa địa chỉ IPv4 và địa chỉ IPv6
2.1.4 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỊA CHỈ IPV6
Trong IPv6 giao thức Internet được cải tiến một cách rộng lớn để thích
nghi được sự phát triển không biết trước được của Internet. Định dạng và độ
dài của những địa chỉ IP cũng được thay đổi với những gói định dạng. Những
giao thức liên quan, như ICMP cũng đựơc cải tiến. Những giao thức khác
trong tầng mạng như ARP, RARP, IGMP đã hoặc bị xoá hoặc có trong giao


thức ICMPv6. Những giao thức tìm đường như RIP, OSPF cũng được cải tiến
khả năng thích nghi với những thay đổi này. Những chuyên gia truyền thông dự

Để đơn giản cho việc cấu hình các trạm, IPv6 hỗ trợ cả việc tự cấu
hình địa chỉ stateful như khả năng cấu hình server DHCP và tự cấu hình địa
chỉ không trạng thái(stateless) (không có server DHCP). Với tự cấu hình địa
chỉ dạng không trạng thái, các trạm trong liên kết tự động cấu hình chúng với
địa chỉ IPv6 của liên kết (địa chỉ cục bộ liên kết) và với địa chỉ rút ra từ tiền
tổ được quảng bá bởi bộ định tuyến cục bộ. Thậm chí nếu không có bộ định
tuyến, các trạm trên cùng một liên kết có thể tự cấu hình chúng với các địa chỉ
cục bộ liên kết và giao tiếp với nhau mà không phải thiết lập cấu hình thủ
công.


Khả năng xác thực và bảo mật an ninh
Tích hợp sẵn trong thiết kế ipv6 giúp triển khai dễ dàng đảm bảo sự

tương tác lẫn nhau giữa các nút mạng.
 Hỗ trợ tốt hơn về chất lượng dịch vụ QoS
Lưu thông trên mạng được phân thành các luồng cho phép xử lý mức ưu
tiên khác nhau tại các bộ định tuyến.
 Hỗ trợ tốt hơn tính năng di động
Khả năng IP di động tận đụng được các ưu điểm của ipv6 so với ipv4
 Khả năng mở rộng
Thiết kế của ipv6 có sự dự phòng cho sự phát triển trong tương lai
đồng thời dễ dàng mở rộng khi có nhu cầu


2.1.4.1Biểu diễn địa chỉ
a. Các hệ số thập phân, nhị phân,hexa decima
Một số hexa tương ứng nhóm 4 số nhị phân. Chúng ta có thể quy đổi
qua lại giữa các hệ số nhị phân, thập phân, hexa decimal :
Hexa decimal (cơ số 16)

địa chỉ.với thiết kế mới,IPV6 cho phép tăng chiều dài một đỉa chỉ IP từ 32bit lên
128 bits.với kiến trúc địa chỉ mới này,không gian địa chỉ tăng lên tới 1 con số
vô cùng lớn.Theo cách thức gói tin được gửi đến đích,IPv6 có 3 loại địa chỉ sau.
2.1.5.1 Địa chỉ unicast (truyền thông đơn hướng)
Địa chỉ unicast có năm dạng sau đây :
Địa chỉ đặc biệt (Special address)
Địa chỉ Link-local
Địa chỉ Site-local
Địa chỉ định danh toàn cầu (Global unicast address)


Địa chỉ tương thích (Compatibility address)
Địa chỉ đặc biệt

Ipv6 sử dụng hai địa chỉ đặc biệt sau đây trong giao tiếp:
+, 0:0:0:0:0:0:0:0 hay còn được viết "::" là dạng địa chỉ “không định
danh” được sử dụng để thể hiện rằng hiện tại node không có địa chỉ. Địa chỉ “::”
được sử dụng làm địa chỉ nguồn cho các gói tin trong thủ tục kiểm tra sự trùng
lặp địa chỉ link-local và không bao giờ được gắn cho một giao diện hoặc được
sử dụng làm địa chỉ đích.
+,0:0:0:0:0:0:0:1 hay "::1" được sử dụng làm địa chỉ xác định giao diện
loopback, cho phép một node gửi gói tin cho chính nó, tương đương với địa
chỉ 127.0.0.1 của ipv4. Các gói tin có địa chỉ đích ::1 không bao giờ được gửi
trên đường link hay forward đi bởi router. Phạm vi của dạng địa chỉ này là
phạm vi node.
Địa chỉ phục vụ cho giao tiếp trên một đường kết nối (địa chỉ Link-local)

Địa chỉ link-local được sử dụng bởi các node khi giao tiếp với các node
lân cận (neighbor node) trên cùng một đường kết nối. Khi không có router, các
node IPv6 trên một đường link sẽ sử dụng địa chỉ link-local để giao tiếp với

không gian địa chỉ vô cùng rộng lớn. Nếu địa chỉ ipv6 không được tổ hợp thật