IPv6 là gì? Vai trò và đặc điểm của địa chỉ IPv6 là gì?

Mạng Internet đang trải qua rất nhiều giai đoạn phát triển để có được quy mô đáng kinh ngạc như bây giờ. Để đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về số lượng kết nối, bảo mật và truyền tải dữ liệu, giao thức Internet Protocol Version 6 đã ra đời và dần thay thế cho phiên bản tiền nhiệm IPV4. Vậy IPv6 là gì? Vai trò và đặc điểm của địa chỉ IPv6? Tất cả những thắc mắc bạn đang gặp phải sẽ được giải thích đầy đủ trong bài viết ngay sau đây.

1. IPv6 là gì?

IPv6 là phiên bản nâng cấp của giao thức liên mạng Internet Protocol (IP) được phát triển để thay thế cho IPv4. Nó được thiết kế để cung cấp một không gian địa chỉ IP rộng hơn để khắc phục tình trạng khan hiếm địa chỉ và cải tiến từ những hạn chế của phiên bản IPv4. Địa chỉ IPv6 được biểu diễn bằng cách sử dụng một dãy 128 bit, chia thành 8 nhóm dưới dạng cụm số thập nhị phân, trong khi địa chỉ IPv4 chỉ sử dụng 32 bit.

2. Lịch sử ra đời của IPv6

Lịch sử ra đời của Internet Protocol gắn liền với Internet Engineering Task Force (IETF) - Tổ chức chịu trách nhiệm về việc xác định các tiêu chuẩn của giao thức Internet. Khi phát triển IPv4, IETF không thể dự đoán trước được tốc độ phát triển quá nhanh của Internet toàn cầu cũng như những vấn đề bảo mật trong không gian mạng.

Trước sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của internet thì đầu những năm 1990, IETF phát triển một giao thức mới có tên gọi là IP Next Generation (IPng). Và vào năm 1998, giao thức này chính thức chuẩn hóa, được Tổng công ty Internet cho tên miền và số (viết tắt là ICANN) phê duyệt, cho phép sử dụng trên rộng rãi trên toàn cầu. Giao thức được đặt tên IPv6 (RFC 1883).

IPv6 ra đời đã giải quyết được những hạn chế tồn tại của IPv4 trong hệ thống internet, tạo ra bước nhảy vọt trong thời đại công nghệ số. Hiện nay IPv6 đã trở thành một phần không thể thiếu trong việc xây dựng và phát triển mạng Internet. Các nhà cung cấp dịch vụ, tổ chức và cá nhân đã và đang tiếp tục triển khai và sử dụng IPv6 để đáp ứng nhu cầu kết nối và mở rộng của mạng Internet.

3. Đặc điểm của địa chỉ IPv6 là gì

Kích thước địa chỉ lớn hơn: Địa chỉ IPv6 được biểu diễn bằng một dãy 128 bit, cho phép tạo ra một không gian mạng rộng hơn với 340 undecillion (10^38) địa chỉ IP. Vì vậy IPv6 có thể cung cấp đầy đủ nhu cầu sử dụng địa chỉ IP cho tất cả các thiết bị kết nối Internet trên toàn thế giới
Hỗ trợ khả năng tự động cấu hình: IPv6 hỗ trợ tính năng tự động cấu hình địa chỉ IP (Autoconfiguration), giúp các thiết bị tự động lấy địa chỉ IP mà không cần sự can thiệp của nhân viên quản trị mạng.
Khả năng bảo mật tốt hơn: IPv6 tích hợp các tính năng bảo mật mạnh mẽ, bao gồm mã hóa và xác thực, giúp tăng cường bảo mật và quyền riêng tư trên không gian mạng.

4. Lợi ích của địa chỉ IPv6 là gì?

Sự ra đời của địa chỉ IPv6 mang tới rất nhiều lợi ích, tiêu biểu như:

Cung cấp địa chỉ IP cho thiết bị: Địa chỉ IPv6 đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp địa chỉ IP cho tất cả thiết bị kết nối vào mạng Internet. Với không gian địa chỉ lớn hơn, IPv6 có thể đáp ứng được số lượng lớn địa chỉ IP cho các thiết bị trong tương lai, bao gồm các thiết bị thông minh, máy tính, điện thoại di động và các mô hình Internet of Things (IoT) với hàng nghìn hàng triệu thiết bị kết nối.
Hỗ trợ mạng lớn hơn: IPv6 cho phép mở rộng và phát triển không gian Internet. Với không gian địa chỉ IP rộng hơn sẽ chứa được nhiều thiết bị hơn, hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, chất lượng bảo mật tốt hơn và cung cấp khả năng kết nối toàn cầu mạnh mẽ.
Khắc phục hạn chế của IPv4: IPv6 được phát triển với vai trò giải quyết những hạn chế của IPv4, bao gồm sự khan hiếm địa chỉ IP và các vấn đề về bảo mật.

5. Phân biệt các loại địa chỉ IPv6

Unicast: Địa chỉ Unicast (Unicast Address): Địa chỉ Unicast được sử dụng để truyền dữ liệu từ một nguồn duy nhất đến một đích duy nhất. Bên cạnh đó Unicast cũng được chia thành 2 loại: liên kết cục bộ và liên kết toàn cục. Unicast liên kết cục bộ chỉ có thể truy cập đến các máy tính được chia sẻ liên kết. Ngược lại Unicast toàn cục sẽ có khả năng truy cập rộng hơn.
Anycast: Địa chỉ Anycast được sử dụng để truyền dữ liệu từ một nguồn đến một trong nhiều cổng, thông thường sẽ là cổng gần nhất.
Multicast: Địa chỉ Multicast được sử dụng để truyền dữ liệu từ một nguồn đến tất cả thành viên trong cùng một nhóm địa chỉ Multicast.

IPv6 có 3 loại địa chỉ khác nhau là Unicast, anycast và multicast

6. Các thành phần chính của địa chỉ IPv6

Địa chỉ IPv6 bao gồm 3 thành phần chính:

Site prefix: Đây là thông số được gán với website thông qua ISP. Toàn bộ máy tính trong cùng một vị trí sẽ chia sẻ với nhau thông qua một site prefix.
Subnet ID: Subnet ID được dùng để miêu tả cấu trúc website, hoạt động tương tự như cách làm việc của mạng con trong giao thức IPv4. Các mạng con sẽ có độ dài 16 byte, thường được biểu thị dưới dạng Hexadecimal. IPv6 Subnet đóng vai trò như một nhánh mạng đơn, tương đồng với Subnet mask của IPv4
Interface ID: Interface ID sẽ được biểu thị trong 4 trường cuối và được cấu hình tự động dựa vào địa chỉ Media Access Control của mạng.

7. Cách để biểu diễn IPv6 Address

Địa chỉ IPv6 có độ dài 128 bit chia làm 8 nhóm, mỗi nhóm dài 16 bit và được ngăn cách với nhau bằng dấu hai chấm “:”. Mỗi nhóm được biểu diễn bằng 4 số hexa.

Ví dụ về địa chỉ IPv6: 1080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F.

Hiện nay có một số nguyên tắc được sử dụng để rút ngắn cách biểu diễn địa chỉ IPv6, bao gồm:

Cho phép bỏ các số 0 nằm trước mỗi nhóm (octet).
Thay các nhóm có toàn số 0 bằng số 0.
Thay bằng dấu “::” cho các nhóm liên tiếp nhau toàn số 0.

Ví dụ: một địa chỉ: 1080:0000:0000:0070:0000:0989:CB45:345F. Dựa theo các quy tắc rút gọn IPv6 được nêu trên, bạn có thể rút ngắn địa chỉ IP trên như sau: 1080::70:0:989:CB45:345F hoặc 1080:0:0:70::989: CB45:345F

Lưu ý: Dấu “::” chỉ sử dụng đƣợc 1 lần trong toàn bộ địa chỉ IPv6 để tránh sự nhầm lẫn và xác định được đúng vị trí của các octet trong địa chỉ IPv6.

Địa chỉ IPv6 có độ dài 128 bit chia làm 8 nhóm, mỗi nhóm dài 16 bit và được ngăn cách với nhau bằng dấu hai chấm

8. Các cơ chế chuyển đổi IPv4 sang IPv6

Sau khi đã nắm rõ IPv6 là gì, bạn đọc có thể tham khảo các cơ chế chuyển đổi IPv4 sang IPv6 bao gồm:

8.1. Dual-stack

Dual-stack là cơ chế có khả năng thực thi đồng thời cả hai giao thức IPV4 và IPV6. Thiết bị này cho phép cả hai giao thức cùng hoạt động trên một máy chủ. Theo đó dual-stack sẽ cho phép hệ điều hành tự lựa chọn giao thức liên lạc phù hợp nhất

8.2. NAT-PT

NAT-PT còn được biết đến là cơ chế biên dịch, giúp chuyển đổi IPv4 sang IPv6 và ngược lại. NAT-PT hoạt động bằng cách ánh xạ địa chỉ IPv4 vào địa chỉ IPv6 và ngược lại. Tuy nhiên, cơ chế chuyển đổi này tồn tại một số hạn chế bao gồm sự phức tạp trong triển khai và rủi ro về các vấn đề bảo mật và hiệu suất.

8.3. 6to4

6to4 là một cơ chế chuyển đổi IPv6 sang IPv4 và ngược lại, sử dụng kỹ thuật tunneling. Đối với việc chuyển đổi từ IPv6 sang IPv4, 6to4 sử dụng một tunnel để đóng gói gói tin IPv6 trong gói tin IPv4 và gửi qua mạng IPv4. 6to4 sử dụng các giao thức đặc biệt để xác định các nút tunneling và chuyển đổi gói tin giữa hai mạng IPv4 và IPv6. Tuy nhiên, 6to4 vẫn tồn tại những hạn chế về khả năng xử lý các tunnel chịu tải thấp.

9. Tổng kết

Trên đây là toàn bộ các thông tin cần thiết về giao thức liên mạng thế hệ mới nhất IPv6 được chúng tôi biên soạn. Có thể nói sự ra đời của IPv6 sẽ là bước đệm để tiếp cận gần hơn tới thời đại chuyển đổi số. Hi vọng rằng bạn đọc đã có đầy đủ các thông tin cần thiết về giao thức IPv6.