IPv6: 20 năm & tương lai của địa ch� mạng
(Cập nhật: 31/3/2016)
(Tường An - Tako) Giao thức liên mạng th� h� 6 k� niệm 20 năm ra đời vào đầu năm 2016 nhưng s� lượng s� dụng vẫn ch� chiếm khoảng 10% tổng lưu lượng Internet toàn cầu.
Một th� trường th� cấp mạnh m� cho IPv4 đã tồn tại nhiều năm, cho phép người s� dụng mua địa ch� mạng đ� s� dụng t� các bên th� ba thay vì địa ch� mới của các t� chức đăng ký internet khu vực (Regional Internet Registry- RIR). Tuy nhiên năm 2015 đã chứng chiến một cột mốc quan trọng khi t� chức đăng ký Internet của M� Arin hay các RIR khu vực Bắc M� cấp phát những địa ch� IPv4 miễn phí cuối cùng. Hiện trên th� giới ch� còn khu vực châu Phi mới còn có kh� 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 ch� mạng phiên bản 4 có đ� giá tr� đ� tiếp tục s� dụng hay thay đổi lên phiên bản IPv6.
IPv6- 20 năm phát triển
Năm 1996, một tài liệu mang s� hiệu 1883 đưa ra ứng dụng cho công ngh� Internet, đó là giao thức liên mạng phiên bản 6- Internet Protocol version 6 (IPv6) nhằm nâng cấp cho các th� h� trước đó. Vậy giao thức Internet là gì, và phiên bản th� 6 này có gì khác biệt so với 5 người anh em trước đó. Và nếu phiên bản 6 này thực s� tuyệt vời thì tại sao sau 2 thập k� tồn tại vẫn chưa đạt tới 10% lượng s� dụng so với lượng địa ch� mạng hoạt động trên toàn th� giới.
Nhắc lại phiên bản trước đó là IPv4 thì đây là giao thức được triển khai rộng rãi nhất trong b� giao thức của lớp Internet. IPv4 s� dụng 32-bit đ� đánh địa ch� nên th� giới ch� có khoảng 4,3 t� (232) địa ch� như th� này và chúng ta đã s� dụng hết sau hơn 30 năm phát triển (IPv4 ra đời năm 1981). Và th� h� tiếp theo được kì vọng là phiên bản mới s� 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 s� thập lục phân (Hexa-Decimal) và tạo ra không gian 2128 địa ch� IP.
Tại sao có s� trì hoãn nâng cấp?
Đ� trình duyệt web có th� hiển th� một đoạn video trên mạng thì một loạt d� liệu hình ảnh cần được chuyển giao. Phần d� dàng � đây là chúng ta có đ� những sợi cáp và điểm truyền phát tín hiệu nhưng khó khăn � 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. T� đó mới hình thành các giao thức và tiêu chuẩn.
Khi tiêu chuẩn được thay th� hoặc nâng cấp thì điều gì cần phải quan tâm. Ví d� khi bùng n� video trên mạng thì có th� Youtube cần nâng cấp kết nối h� tầng với việc thay th� Ethernet 10 Gigabit bằng Ethernet 100 Gigabit. Việc nâng cấp này ch� ảnh hưởng tới máy ch� và b� định tuyến nhưng phần còn lại của Internet thì không cần quan tâm. Chúng ta đã thêm 4 s� 0 vào tốc đ� Ethernet và Wi-Fi trong những thập k� qua. Nhưng Ethernet, FDDI, Wi-Fi, PPP... và các tiêu chuẩn khác ch� cần thêm d� liệu điều khiển của mình khi một gói tin được truyền đi và sau đó loại b� nó sau khi đầu bên kia nhận được.
Các tiêu chuẩn khác chi phối việc thông dịch d� liệu của người nhận cuối cùng. Khi Youtube nâng cấp trình chiếu video t� Adobe Flash sang HTML5 thì ứng dụng đầu cuối của trang web này cũng thay đổi. Nhưng b� định tuyến thì không quan tâm tới điều này, thiết b� này ch� nhìn vào các gói d� 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 đ� 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 th� khá đơn giản, tuy nhiên các giao thức Internet có s� khác biệt bởi các h� thống gửi d� liệu cần tạo ra gói IP, đ� sau đó b� định tuyến hay bất kì tường lửa, cân bằng tải nào cũng nhìn vào các gói IP đó đ� gửi đi. Cuối cùng h� thống nhận đầu cuối cần phải hiểu được các gói IP đó đ� x� lý. Phức tạp hơn đó là các ứng dụng gửi và nhận còn phải phân biệt rõ ràng s� khác biệt giữa một địa ch� IPv4 và địa ch� IPv6.
Vì vậy s� chuyển đổi t� IPv4 sang IPv6 không ch� nâng cấp máy ch� và ứng dụng, hoặc hai h� thống trên hai đầu cáp, mà cần phải nâng cấp tất c� các máy ch�, thiết b� đầu cuối, b� định tuyến, tường lửa, b� cân bằng tải, và h� thống quản lý. Đó là lý do tại sao tất c� các h� điều hành và gần như tất c� các thiết b� mạng đều h� tr� IPv6 nhưng chúng ta vẫn phải s� dụng IPv4.
S� tương thích
Các h� 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 h� thống cũ vì vậy cần phải có những công ngh� phục v� cho việc chuyển đổi t� địa ch� IPv4 sang địa ch� IPv6 và đảm bảo không phá v� cấu trúc cũng như làm gián đoạn hoạt động của mạng Internet. Ví d�, công ngh� chuyển đổi Dual-stack cho phép hai th� h� địa ch� mạng cùng tồn tại trong cùng một thiết b� hay chuyển đổi địa ch� mạng (NAT-Network Address Translation) cho phép thiết b� ch� h� tr� IPv6 có th� giao tiếp với thiết b� ch� h� tr� IPv4 và cuối cùng là công ngh� đường hầm (Tunnel) s� dụng h� tầng IPv4 đ� 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 t� địa ch�, vẫn không đ� cho hiện tại thì 128-bit với 340 t� t� t� t� địa ch� cũng tồn tại trong một thời gian nhất định. Vì th� m� rộng hay nối dài địa ch� vẫn chưa được xem là giải pháp tối ưu.
Yếu t� thúc đẩy việc triển khai IPv6
Triển khai IPv6 trên diện rộng đang được thúc đẩy bởi nhiều yếu t� mà trong đó s� phát triển và ứng dụng Internet of Things (IoT) là một tron những chất xúc tác hàng đầu. Gartner đã d� đoán s� có hơn 20,8 t� thiết b� IoT năm 2020 và tất c� chúng đều kết nối Internet thường xuyên. IPv4 đã vốn thiếu nguồn cung nên có th� d� đoán một s� lượng lớn các thiết b� IoT s� s� dụng IPv6.
Không ai có th� chắc chắn chính xác s� phát triển của IoT như th� nào, tuy nhiên với phương án gi� định là tất c� mọi thiết b� kết nối cần giao tiếp với nhau thì IPv6 cũng làm cho quá trình này d� dàng hơn. S� chuyển dịch đồng nghĩa với việc s� dụng IPv4 s� giảm, tuy nhiên giống như một s� th� đã cũ như COBOL (ngôn ng� lập trình) thì th� h� địa ch� mạng này s� tồn tại cùng chúng ta trong một thời gian dài.
.jpg)
Triển khai IPv6
Trong dịp k� niệm sinh nhật lần th� 20 của giao thức IPv6, các s� liệu của Google công ch� ra rằng B� đứng đầu bảng xếp hạng với gần 43 % đang s� dụng IPv6. M� đang chứng kiến một s� tăng trưởng nhanh chóng với việc triển khai gần 25 % và một s� nước châu Âu khác cũng đang dịch chuyển.
Tại Việt Nam thì mạng IPv6 quốc gia chính thức khai trương t� ngày 6/5/2013 và s� dụng h� tầng cơ s� kết nối song song với h� 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 v� cơ bản trên nền IPv6 nhằm khuyến khích, thúc đẩy việc ứng dụng địa ch� mới này. Theo đánh giá t� các h� thống phân tích thống kê IPv6 quốc t�, t� l� s� dụng và lưu lượng địa ch� mạng mới này tại Việt Nam còn thấp. Một trong những lý do chính là các ISP Việt Nam mới ch� sẵn sàng IPv6 � phần mạng lõi và chưa thực s� mang IPv6 đến khách hàng.
Các phiên bản địa ch� mạng IPv1,v2,v3 và v5 � đâu?
Các giao thức Internet (IP) ban đầu không được thiết k� với giải pháp quản lý địa ch� trên mạng và được s� dụng như một công ngh� đ� phân chia các ngăn xếp với b� giao thức liên mạng Transmission Control Protocol (TCP). Vào thời điểm đó, việc thiết k� TCP nhằm giải quyết 2 vấn đ� cùng một lúc là làm th� nào đóng gói d� liệu và làm th� nào có th� gửi nó đi khắp nơi? Đây cũng chính là cách mà chúng ta tạo ra IPv4.
Trong lịch s� TCP thì phiên bản đầu tiên được thiết k� vào năm 1973 sau khi mạng ARPANET đi vào hoạt động. TCP phiên bản 2 ra đời vào năm 1977 với cuộc th� nghiệm kết nối ba mạng lưới TCP/IP, giữa M�, Anh và Na Uy. Cũng t� đó các nhà nghiên cứu nhận ra h� đang đi sai hướng với các giao thức khi các nguyên tắc lớp liên tục b� vi phạm.
Tại thời điểm này, TCP/ IP được phân chia và đồng thời được gắn mác phiên bản s� 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 c� gắng chuyển đổi lên th� h� th� 6, còn th� h� th� 5 đóng vai trò gì? IPv5 là phiên bản lỗi, một n� lực không thành công đ� m� rộng và giải quyết một s� vấn đ� của IPv4.
IPv4 đã được xây dựng đ� h� tr� phân phối hiệu qu� của một s� gói d� liệu truyền đi và đảm bảo tốc đ� cũng như kiểm soát đ� tr�. Nói cách khác là đây là giao thức giải quyết chất lượng dịch v� mà các th� h� trước đó không làm được.
Với IPv5, các nhà khoa học máy tính đang c� gắng tìm cách đ� cung cấp QoS (quality of service) tốt hơn, h� tr� vận chuyển d� liệu media (voice, video...) xuất phát t� những đòi hỏi v� streaming video. Vì th� IPv5 còn gọi là Internet Stream Protocol và Apple, Sun, IBM cũng đã n� lực đ� triển khai IPv5. Tuy nhiên cuối cùng thì công ngh� này ch� được dùng đ� cải tiến băng thông, ứng dụng và chất lượng nén d� liệu cho IPv4.
(TAKO tổng hợp)
Tin tức khác
Một lập trình viên trong cơn tức giận vừa
(Tường An - Tako) Đây là một câu chuyện hy hữu xoay quanh cơn giận d� của một lập trình viên, các tranh chấp bản quyền và hé l� cách hoạt động của nhiều ông lớn công ngh�.
Phương thức sạc điện qua cổng USB
(Tường An - Tako) Không đơn thuần là kết nối d� liệu, USB hiện tại đã tr� thành cổng sạc dành cho hầu hết thiết b� di động thông minh.
Bí quyết làm sạch bàn phím đơn giản và nhanh chóng
(Tường An - Tako) Có chất bẩn, vật l� đang mắc kẹt trong khe phím và bạn đang tìm cách lấy ra?. Hãy th� thực hiện theo phương pháp đơn giản sau đây.
3 cải tiến mới người dùng Office 365 cần biết
(Tường An - Tako) Có 3 tính năng hữu ích đã được Microsoft cải tiến trong b� Office 365 là Admin Center, OneNote, và Skype for Business cần được khai thác đ� mang lại hiệu qu� công việc.
