Các công nghệ chuyển đổi sang IPv6 | Trung Tâm Internet Việt Nam (VNNIC)
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
TRUNG TÂM INTERNET VIỆT NAM - VNNIC

Các công nghệ chuyển đổi sang IPv6

Thủ tục IPv6 phát triển khi IPv4 đã được sử dụng rộng rãi, mạng lưới IPv4 Internet hoàn thiện, hoạt động tốt. Trong quá trình triển khai thế hệ địa chỉ IPv6 trên mạng Internet, không thể có một thời điểm nhất định mà tại đó, địa chỉ IPv4 được hủy bỏ, thay thế hoàn toàn bởi thế hệ địa chỉ mới IPv6. Hai thế hệ mạng IPv4, IPv6 sẽ cùng tồn tại trong một thời gian rất dài. Trong quá trình phát triển, các kết nối IPv6 sẽ tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của IPv4.
Do vậy cần 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 Internet cũng như làm gián đoạn hoạt động của mạng Internet. Những công nghệ chuyển đổi này, cơ bản có thể phân thành ba loại như sau:

  • Dual-stack: Cho phép IPv4 và IPv6 cùng tồn tại trong cùng một thiết bị mạng.
  • Công nghệ biên dịch: Thực chất là một dạng thức công nghệ NAT, cho phép thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 có thể giao tiếp với thiết bị chỉ hỗ trợ IPv4.
  • Công nghệ đường hầm (Tunnel): Công nghệ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng IPv4 để truyền tải gói tin IPv6, phục vụ cho kết nối IPv6.

1. Dual-stack:

Dual-stack là cách thức thực thi đồng thời cả hai giao thức IPv4 và IPv6. Thiết bị hỗ trợ cả 2 giao thức IPv4 và IPv6, cho phép hệ điều hành hay ứng dụng lựa chọn một trong hai giao thức cho từng phiên liên lạc (Theo tiêu chuẩn mặc định là ưu tiên cho IPv6 ở nơi có thể sử dụng IPv6).

2. Công nghệ biên dịch:

Để một thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 có thể giao tiếp với một thiết bị chỉ hỗ trợ IPv4, chúng ta cần công nghệ biên dịch.
Công nghệ biên dịch thực chất là một dạng công nghệ NAT, thực hiện biên dịch địa chỉ và dạng thức của mào đầu gói tin, cho phép thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 có thể nói chuyện với thiết bị chỉ hỗ trợ IPv4. Công nghệ phổ biến được sử dụng là NAT-PT. Thiết bị cung cấp dịch vụ NAT-PT sẽ biên dịch lại mào đầu và địa chỉ cho phép mạng IPv6 nói chuyện với mạng IPv4.

Hình 1. Công nghệ biên dịch NAT-PT

3. Công nghệ đường hầm:

Địa chỉ IPv6 phát triển khi Internet IPv4 đã sử dụng rộng rãi và có một mạng lưới toàn cầu. Trong thời điểm rất dài ban đầu, các mạng IPv6 sẽ chỉ là những ốc đảo, thậm chí là những host riêng biệt trên cả một mạng lưới IPv4 rộng lớn. Làm thế nào để những mạng IPv6, hay thậm chí những host IPv6 riêng biệt này có thể kết nối với nhau, hoặc kết nối với mạng Internet IPv6 khi chúng chỉ có đường kết nối IPv4. Sử dụng chính cơ sở hạ tầng mạng IPv4 để kết nối IPv6 là mục tiêu của công nghệ đường hầm.

Công nghệ đường hầm là một phương pháp sử dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng IPv4 để thực hiện các kết nối IPv6 bằng cách sử dụng các thiết bị mạng có khả năng hoạt động dual-stack tại hai điểm đầu và cuối nhất định. Các thiết bị này “bọc” gói tin IPv6 trong gói tin IPv4 và truyền tải đi trong mạng IPv4 tại điểm đầu và gỡ bỏ gói tin IPv4, nhận lại gói tin IPv6 ban đầu tại điểm đích cuối đường truyền IPv4.

Nói chung, công nghệ đường hầm đã “gói” gói tin IPv6 trong gói tin IPv4 để truyền đi được trên cơ sở hạ tầng mạng IPv4. Tức thiết lập một đường kết nối ảo (một đường hầm) của IPv6 trên cơ sở hạ tầng mạng IPv4.

Hình 2. Công nghệ đường hầm

Có nhiều công nghệ tạo đường hầm:

  • Đường hầm bằng tay (manual tunnel): Đường hầm được cấu hình bằng tay tại các thiết bị điểm đầu và điểm cuối đường hầm. Phương thức này có thể được áp dụng với các mạng có ít phân mạng hoặc cho một số lượng hạn chế các kết nối từ xa. Tương tự như trường hợp định tuyến tĩnh trong công nghệ định tuyến, độ linh động và yêu cầu cấu hình nhân công là những hạn chế cơ bản của công nghệ đường hầm cấu hình bằng tay.
  • Đường hầm tự động (automatic tunnel): Trong công nghệ đường hầm tự động, không đòi hỏi cấu hình địa chỉ IPv4 của điểm bắt đầu và kết thúc đường hầm bằng tay. Điểm bắt đầu và điểm kết thúc đường hầm được quyết định bởi cấu trúc định tuyến. Công nghệ đường hầm tự động điển hình là 6to4, sử dụng thủ tục 41 (protocol 41). Địa chỉ IPv4 của điểm bắt đầu và kết thúc đường hầm được suy ra từ địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của gói tin Ipv6. Công nghệ 6to4 hiện nay được sử dụng khá rộng rãi.
  • Đường hầm cấu hình (configured tunnel): Đường hầm cấu hình là công nghệ đường hầm trong đó các điểm kết thúc đường hầm được thực hiện bằng một thiết bị gọi là Tunnel Broker. Đường hầm cấu hình có độ tin cậy, tính ổn định tốt hơn đường hầm tự động, do vậy được khuyến nghị sử dụng cho những mạng lớn, quản trị tốt. Đặc biệt cho các ISP để cấp địa chỉ IPv6 và kết nối các khách hàng chỉ có đường kết nối IPv4 tới mạng Internet IPv6. 

Hình 3. Kết nối IPv6 với Tunnel Broker