IPv6: 20 năm & tương lai của địa chỉ mạng

Thứ tư - 30/03/2016 23:59
  • Tìm địa chỉ IP động do ISP cung cấp
  • Châu Á cạn kiệt địa chỉ IPv4
  • Việt Nam sẵn sàng cho IPv6
  • 9 điều cần biết khi chuyển sang IPv6
  • IPv6 Giải toả vấn nạn cạn kiệt

Một thị trường thứ cấp mạnh mẽ cho IPv4 đã tồn tại nhiều năm, cho phép người sử dụng mua địa chỉ mạng để sử dụng từ các bên thứ ba thay vì địa chỉ mới của các tổ chức đăng ký internet khu vực (Regional Internet Registry- RIR). Tuy nhiên năm 2015 đã chứng chiến một cột mốc quan trọng khi tổ chức đăng ký Internet của Mỹ Arin hay các RIR khu vực Bắc Mỹ cấp phát những địa chỉ IPv4 miễn phí cuối cùng. Hiện trên thế giới chỉ còn khu vực châu Phi mới còn có khả năng cung cấp IPv4 miễn phí. Điều này dẫn đến việc giá thành IPv4 đang tăng lên và các doanh nghiệp hiện nay phải cân nhắc xem liệu chi phí cho địa chỉ mạng phiên bản 4 có đủ giá trị để tiếp tục sử dụng hay thay đổi lên phiên bản IPv6.

IPv6: 20 năm & tương lai của địa chỉ mạng 1

IPv6- 20 năm phát triển

Năm 1996, một tài liệu mang số hiệu 1883 đưa ra ứng dụng cho công nghệ Internet, đó là giao thức liên mạng phiên bản 6- Internet Protocol version 6 (IPv6) nhằm nâng cấp cho các thế hệ trước đó. Vậy giao thức Internet là gì, và phiên bản thứ 6 này có gì khác biệt so với 5 người anh em trước đó. Và nếu phiên bản 6 này thực sự tuyệt vời thì tại sao sau 2 thập kỉ tồn tại vẫn chưa đạt tới 10% lượng sử dụng so với lượng địa chỉ mạng hoạt động trên toàn thế giới.

Nhắc lại phiên bản trước đó là IPv4 thì đây là giao thức được triển khai rộng rãi nhất trong bộ giao thức của lớp Internet. IPv4 sử dụng 32-bit để đánh địa chỉ nên thế giới chỉ có khoảng 4,3 tỷ (232) địa chỉ như thế này và chúng ta đã sử dụng hết sau hơn 30 năm phát triển (IPv4 ra đời năm 1981). Và thế hệ tiếp theo được kì vọng là phiên bản mới sẽ mang đến không gian mạng rộng lớn hơn khi mà IPv6 có chiều dài 128-bit, gồm 8 nhóm, mỗi nhóm 16-bit được biểu diễn dưới dạng số thập lục phân (Hexa-Decimal) và tạo ra không gian 2128 địa chỉ IP.

Tại sao có sự trì hoãn nâng cấp?

Để trình duyệt web có thể hiển thị một đoạn video trên mạng thì một loạt dữ liệu hình ảnh cần được chuyển giao. Phần dễ dàng ở đây là chúng ta có đủ những sợi cáp và điểm truyền phát tín hiệu nhưng khó khăn ở đây là những gì tác động ảnh hưởng đến người nhận như xung ánh sáng, điện áp trong các loại cáp, sóng radio đi trong không khí. Từ đó mới hình thành các giao thức và tiêu chuẩn.

Khi tiêu chuẩn được thay thế hoặc nâng cấp thì điều gì cần phải quan tâm. Ví dụ khi bùng nổ video trên mạng thì có thể Youtube cần nâng cấp kết nối hạ tầng với việc thay thế Ethernet 10 Gigabit bằng Ethernet 100 Gigabit . Việc nâng cấp này chỉ ảnh hưởng tới máy chủ và bộ định tuyến nhưng phần còn lại của Internet thì không cần quan tâm. Chúng ta đã thêm 4 số 0 vào tốc độ Ethernet và Wi-Fi trong những thập kỷ qua. Nhưng Ethernet, FDDI, Wi-Fi, PPP... và các tiêu chuẩn khác chỉ cần thêm dữ liệu điều khiển của mình khi một gói tin được truyền đi và sau đó loại bỏ nó sau khi đầu bên kia nhận được.

Các tiêu chuẩn khác chi phối việc thông dịch dữ liệu của người nhận cuối cùng. Khi Youtube nâng cấp trình chiếu video từ Adobe Flash sang HTML5 thì ứng dụng đầu cuối của trang web này cũng thay đổi. Nhưng bộ định tuyến thì không quan tâm tới điều này, thiết bị này chỉ nhìn vào các gói dữ liệu được truyền đến và đi. Vì vậy đối với các doanh nghiệp thì nâng cấp các ứng dụng chạy trên Internet là khó khăn hơn so với tăng tốc độ băng thông. Và xa hơn đó là việc triển khai các tiêu chuẩn mới luôn phải cân nhắc những cái cũ khi mà chúng vẫn đang rất hữu ích.

Lý thuyết có thể khá đơn giản, tuy nhiên các giao thức Internet có sự khác biệt bởi các hệ thống gửi dữ liệu cần tạo ra gói IP, để sau đó bộ định tuyến hay bất kì tường lửa, cân bằng tải nào cũng nhìn vào các gói IP đó để gửi đi. Cuối cùng hệ thống nhận đầu cuối cần phải hiểu được các gói IP đó để xử lý. Phức tạp hơn đó là các ứng dụng gửi và nhận còn phải phân biệt rõ ràng sự khác biệt giữa một địa chỉ IPv4 và địa chỉ IPv6.

Vì vậy sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 không chỉ nâng cấp máy chủ và ứng dụng, hoặc hai hệ thống trên hai đầu cáp, mà cần phải nâng cấp tất cả các máy chủ, thiết bị đầu cuối, bộ định tuyến, tường lửa, bộ cân bằng tải, và hệ thống quản lý. Đó là lý do tại sao tất cả các hệ điều hành và gần như tất cả các thiết bị mạng đều hỗ trợ IPv6 nhưng chúng ta vẫn phải sử dụng IPv4.

IPv6: 20 năm & tương lai của địa chỉ mạng 2

Sự tương thích

Các hệ thống IPv4 đều tương thích với IPv6 nhưng lại không có điều ngược lại. Điểm yếu của IPv6 đó chính là không tương thích ngược với các hệ thống cũ vì vậy cần phải có những công nghệ phục vụ cho việc chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang địa chỉ IPv6 và đảm bảo không phá vỡ cấu trúc cũng như làm gián đoạn hoạt động của mạng Internet. Ví dụ, công nghệ chuyển đổi Dual-stack cho phép hai thế hệ địa chỉ mạng cùng tồn tại trong cùng một thiết bị hay chuyển đổi địa chỉ mạng (NAT-Network Address Translation) cho phép thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 có thể giao tiếp với thiết bị chỉ hỗ trợ IPv4 và cuối cùng là công nghệ đường hầm (Tunnel) sử dụng hạ tầng IPv4 để truyền gói tin IPv6.

Việc tương thích của 2 phiên bản hiện đang tạo ra các cuộc tranh luận bởi xét cho cùng thì vào thời điểm những năm đầu thập niên 1980, 32-bit cho phép trong khoảng bốn tỷ địa chỉ, vẫn không đủ cho hiện tại thì 128-bit với 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ cũng tồn tại trong một thời gian nhất định. Vì thế mở rộng hay nối dài địa chỉ vẫn chưa được xem là giải pháp tối ưu.

Yếu tố thúc đẩy việc triển khai IPv6

Triển khai IPv6 trên diện rộng đang được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố mà trong đó sự phát triển và ứng dụng Internet of Things (IoT) là một tron những chất xúc tác hàng đầu. Gartner đã dự đoán sẽ có hơn 20,8 tỷ thiết bị IoT năm 2020 và tất cả chúng đều kết nối Internet thường xuyên. IPv4 đã vốn thiếu nguồn cung nên có thể dự đoán một số lượng lớn các thiết bị IoT sẽ sử dụng IPv6.

Không ai có thể chắc chắn chính xác sự phát triển của IoT như thế nào, tuy nhiên với phương án giả định là tất cả mọi thiết bị kết nối cần giao tiếp với nhau thì IPv6 cũng làm cho quá trình này dễ dàng hơn. Sự chuyển dịch đồng nghĩa với việc sử dụng IPv4 sẽ giảm, tuy nhiên giống như một số thứ đã cũ như COBOL (ngôn ngữ lập trình) thì thế hệ địa chỉ mạng này sẽ tồn tại cùng chúng ta trong một thời gian dài.

IPv6: 20 năm & tương lai của địa chỉ mạng 3

Triển khai IPv6

Trong dịp kỷ niệm sinh nhật lần thứ 20 của giao thức IPv6, các số liệu của Google công chỉ ra rằng Bỉ đứng đầu bảng xếp hạng với gần 43 % đang sử dụng IPv6. Mỹ đang chứng kiến một sự tăng trưởng nhanh chóng với việc triển khai gần 25 % và một số nước châu Âu khác cũng đang dịch chuyển.

Tại Việt Nam thì mạng IPv6 quốc gia chính thức khai trương từ ngày 6/5/2013 và sử dụng hạ tầng cơ sở kết nối song song với hệ thống mạng DNS quốc gia IPv4/IPv6, trạm trung chuyển Internet VNIX, ISP. 

Trong đó mạng VNIX IPv4/IPv6 đặt tại các điểm Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM và trung chuyển Internet trong nước kết nối mạng của các ISP. Ngoài ra VNNIC cung cấp mạng Promote IPv6 mang đến cộng đồng các dịch vụ cơ bản trên nền IPv6 nhằm khuyến khích, thúc đẩy việc ứng dụng địa chỉ mới này. Theo đánh giá từ các hệ thống phân tích thống kê IPv6 quốc tế, tỷ lệ sử dụng và lưu lượng địa chỉ mạng mới này tại Việt Nam còn thấp. Một trong những lý do chính là các ISP Việt Nam mới chỉ sẵn sàng IPv6 ở phần mạng lõi và chưa thực sự mang IPv6 đến khách hàng.

Các phiên bản địa chỉ mạng IPv1,v2,v3 và v5 ở đâu?

Các giao thức Internet (IP) ban đầu không được thiết kế với giải pháp quản lý địa chỉ trên mạng và được sử dụng như một công nghệ để phân chia các ngăn xếp với bộ giao thức liên mạng Transmission Control Protocol (TCP). Vào thời điểm đó, việc thiết kế TCP nhằm giải quyết 2 vấn đề cùng một lúc là làm thế nào đóng gói dữ liệu và làm thế nào có thể gửi nó đi khắp nơi? Đây cũng chính là cách mà chúng ta tạo ra IPv4.

Trong lịch sử TCP thì phiên bản đầu tiên được thiết kế vào năm 1973 sau khi mạng ARPANET đi vào hoạt động. TCP phiên bản 2 ra đời vào năm 1977 với cuộc thử nghiệm kết nối ba mạng lưới TCP/IP, giữa Mỹ, Anh và Na Uy. Cũng từ đó các nhà nghiên cứu nhận ra họ đang đi sai hướng với các giao thức khi các nguyên tắc lớp liên tục bị vi phạm.

Tại thời điểm này, TCP/ IP được phân chia và đồng thời được gắn mác phiên bản số 3, sau đó ổn định hóa với phiên bản TCP/IP v4 - giao thức tiêu chuẩn hiện dùng của Internet ngày nay.

Và ngày này người ta đang cố gắng chuyển đổi lên thế hệ thứ 6, còn thế hệ thứ 5 đóng vai trò gì? IPv5 là phiên bản lỗi, một nỗ lực không thành công để mở rộng và giải quyết một số vấn đề của IPv4.

IPv4 đã được xây dựng để hỗ trợ phân phối hiệu quả của một số gói dữ liệu truyền đi và đảm bảo tốc độ cũng như kiểm soát độ trễ. Nói cách khác là đây là giao thức giải quyết chất lượng dịch vụ mà các thế hệ trước đó không làm được.

Với IPv5, các nhà khoa học máy tính đang cố gắng tìm cách để cung cấp QoS (quality of service) tốt hơn, hỗ trợ vận chuyển dữ liệu media (voice, video...) xuất phát từ những đòi hỏi về streaming video. Vì thế IPv5 còn gọi là Internet Stream Protocol và Apple, Sun, IBM cũng đã nỗ lực để triển khai IPv5. Tuy nhiên cuối cùng thì công nghệ này chỉ được dùng để cải tiến băng thông, ứng dụng và chất lượng nén dữ liệu cho IPv4.

 

PC World VN, 03/2016

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Thống kê
  • Đang truy cập28
  • Máy chủ tìm kiếm5
  • Khách viếng thăm23
  • Hôm nay4,257
  • Tháng hiện tại79,367
  • Tổng lượt truy cập5,318,475
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây