Download miễn phí Đồ án Các giải pháp chuyển đổi IPv4- IPv6
Các header mở lớn được dùng phổ biến
Header mở lớn không được nhìn thấy như là một đặc tính bí mật của IPv6 điều này khuyến khích phạm vi của mạng và phát triển dịch vụ. Các header mở lớn là một phần bên trong giao thức IPv6 và hỗ trợ một số chức năng cơ bản và đảm bảo cho dịch vụ. Dưới đây là một danh sách rõ hơn về các header mở lớn được dùng phổ biến ở đâu.
• Hop-by- Hop option (giao thức 0) : Bình thường chỉ có nút đầu cuối mới xử lý header mở rộng. Duy nhất ngoại trừ qui tắc Hop-by-Hop option header. Header này, tương tự như tên của nó, quá trình xử lý phải được thực thi tại mỗi lần khi một packet đi qua một router.Nó có thể khả thi với bất kỳ kiểu nào của quá trình xử lý. Ví dụ dùng của header này là Jumbogram option. Trường chiều dài tải trọng (Payload Length field)(chỉ rõ chiều dài của packet loại trừ IPv6 header) trong phần header cơ bản của IPv6 là 16 bit, vì thế nó có thể chỉ rõ tới 65536 octect. Khi cần thiết để gửi một packet lớn hơn kích thước này, Jumbogram Option cho phép chỉ rõ chiều dài của packet trong phần header mở rộng.
• Destionation Option header (giao thức 60) : phần mào đầu tùy chọn đích được dùng để chỉ rõ quá trình cần được thực thi bởi node đích. Nó có thể chỉ rõ bất kỳ kiểu xử lý nào. Chỉ có node đích mới xử lý header mở lớn của IPv6. Vì thế các header mở lớn khác như Fragment header có thể được gọi là Destination Option header. Tuy nhiên, Destionation Option header khác với các header khác là nó có thể chỉ rõ các loại xử lý khác nhau.
• Routing (giao thức 43) : Phần mào đầu định tuyến được dùng để chỉ rõ việc định tuyến đường đi. Ví dụ, nó có thể chỉ rõ dịch vụ Internet cung cấp cho người dùng, và bảo vệ sự thực thi để chỉ rõ mục đích. Node nguồn dùng Routing header để có danh sách địa chỉ của các router mà packet phải đi qua. Các địa chỉ được chỉ rõ trong danh sách sẽ được dùng như các địa chỉ đích để IPv6 packet có thể đến đích và packet sẽ được gửi từ một router khác cũng tương tự như vậy.
• Fragment header (giao thức 44) : Phần mào đầu phân mảnh được dùng khi packet IPv6 nguồn cần gửi một packet lớn hơn MTU của tuyến đó, và làm thế nào để xây dựng lại các packet từ các phân đoạn của nó. MTU là kích thước lớn nhất của packet có thể đi qua tuyến đó. Trong một mạng như Internet, một tuyến với băng thông hẹp giữa nguồn và đích là một vấn đề quan trọng. Việc cố gắng gửi một packet lớn xuyên qua một đường hẹp sẽ dẫn đến việc tràn. Trong IPv4, mỗi router trong tuyến có thể chia packet theo giá trị của MTU được gửi ở mỗi giao diện. Tuy nhiên, quá trình này là một gánh nặng đè lên router. Bởi vậy, trong IPv6 chỉ có node nguồn mới chia nhỏ packet.
Node nguồn của IPv6 sẽ thực hiện thực hiện thuật toán tìm kiếm Path MTU, tìm ra những đường có băng thông hẹp nhất trong toàn bộ một đường dẫn nhất định, và quyết định khích thước packet phù hợp với băng thông trước khi gửi chúng. Quan sát từ khía cạnh khác, nếu có tuyến với băng thông lớn từ nguồn đến đích, thì nguồn có thể gửi các packet với kích thước lớn.
Nếu ứng dụng nguồn áp dụng cơ chế này, nó sẽ gửi với kích thước data là tối ưu,và không cần đến sự quá trình xử lý tại lớp IP. Tuy nhiên, nếu ứng dụng không dùng cơ chế này, nó sẽ đổ ra ngoài các packet có kích thước lớn hơn MTU mà nó khám phá. Trong trường hợp này, nó phải chia nhỏ gói tin có kích thước lớn hơn MTU tìm thấy bằng thuật toán Path MTU Discovery. Các gói tin sẽ được chia nhỏ tại tầng IP của node nguồn và Fragment header được dùng.
CHƯƠNG II : THUẬN LỢI, GIỚI HẠN VÀ PHÁT TRIỂN CỦA IPV4
I. Các thuận lợi của IPv4
1. Tính đơn giản
Bản thân IPv4 về cơ bản đơn giản hơn các giao thức khác khi nó được tạo ra chủ yếu là cho các giao thức trong chồng giao thức OSI mặc dù nó sử dụng những khái niệm trừu tượng để miêu tả các ưu điểm của OSI, trong trường hợp đặc biệt đó là các khái niệm về các tầng giao thức, và sự vận chuyển lý thuyết từ phương pháp cụ thể ở đó đã xảy ra sự thực thi ( nói, thông tin hướng kết nối và không kết nối). Cần có sự cố gắng để thỏa thuận với các vấn đề về chất lượng dịch vụ QoS thông qua trường ToS, trong trường hợp này, có thể quyết định đến tính đơn giản khi làm việc bằng tay.
IPv6 được thiết kế có tính đơn giản tương tự như thế. Nó loại bỏ một số đặc trưng ít được sử dụng trong IPv4 và them vào một vài đặc trưng làm đơn giản hóa, như là không có địa chỉ cấu hình tự động. Trong IPv6 có thể duy trì một số đặc tính phức tạp như mobile IP và IPsec. Sự phức tạp này là điều tất yếu không thể loại bỏ được nếu chúng ta muốn đáp ứng tính di động và bảo mật
2. Tính mềm dẻo
Đầu tiên, xem xét một mạng trung bình. Tại bất kỳ thời gian nào đều có những điều kiện bất lợi khác nhau. Các điều kiện này có thể do môi trường, yếu tố khách quan hay các yếu tố khác. Không cần quan tâm đến các điều kiện bất lợi này IPv4 đều có thể hoạt động tốt. Ví dụ, sự tắc nghẽn mạng, nhiễu giữa các đường dây, tràn bộ nhớ, … các vấn đề này IPv4 có thể khắc phục được.
Thứ hai, các đặc điểm kỹ thuật của IPv4 được thảo luận như là một khả năng có thể chấp nhận được và có thể thực thi trong một giới hạn nhất định, bằng việc giới hạn số người, giới hạn chi phí. Không phải tất cả các tiêu chuẩn mạng đều có đặc điểm kỹ thuật thích hợp với nhau. Nó thực sự đã chứng minh tính thiết thực của IPv4, thể hiện ở sự hoạt động của các ngăn xếp trong thiết bị máy tính, và đặc biệt là trong các hệ thống nhúng, những máy nhỏ với vừa đủ một kilobyte để dự trữ mà bằng cách nào đó nén nó trong một cấu trúc của IPv4. Thực ra, nếu IPv4 có đặc điểm kỹ thuật không rõ ràng, thì các nguyên lý của hệ thống nhúng không thể đạt được để cung cấp các thiết bị hỗ trợ IPv4.
3. Tính chuyển đổi
IPv4 là giao thức được dùng trên toàn mạng Internet hiện nay. IPv4 đã được định rõ cho sự phát triển đặc biệt, nhưng mạng Internet hoạt động tốt cho một mạng toàn cầu chạy bởi hàng trăm hàng nghìn tổ chức trong tập đoàn. Ở đây có một vài thứ cần hoạt động tốt như mạng quốc tế.
Tại sao phải nghĩa đến điều này? Lý do cho điều này là do các tổ chức hành chính cá nhân và các kỹ thuật tách rời nhau. Từ sự phát triển của kỹ thuật, chúng ta sẽ có dịch vụ phân giải tên miền tốc độ cao của DNS và cấu trúc địa chỉ theo CIDR, cho phép độc lập với phần cứng cơ sở nhưng các đặc trưng quan trọng điều này cho phép Internet phát triển.
Về mặt hành chính, thực tế các mạng IPv4 có thể được chạy độc lập bởi những tổ chức, với các tập đoàn dọc theo đường phân chia đường biên của mạng, có nghĩa là vấn đề về hiện tượng thắt cổ chai của các trung tâm quản trị đã được giảm đáng kể. Trong thực tế điều này đã dẫn đến Internet bị chia cắt thành nhiều vùng định tuyến riêng biệt, được gọi là các hệ thống tự trị, và sử dụng giao thức BGP điều này làm cho mỗi mạng có thể ngăn ngừa sự xâm nhập mạng nội bộ của các mạng khác nhau.
4. Tính linh hoạt
Một điểm cuối đáng chú ý nữa của IPv4 đó là tính linh hoạt, cho phép nó điều tiết những giải pháp để giải quyết các vấn đề phát sinh. Cách đánh địa chỉ theo CIDR làm gia tăng khoảng không gian địa chỉ, NAT là giảm bớt yêu cầu trên vùng địa chỉ, và BGP mở ra để điều tiết những nhu cầu của các tuyến đường thông tin. Trong một khía cạnh nào đó thì điều này không tốt, và phải tối ưu hóa việc tổ chức khắc phục các vấn đề trong thiết kế IPv4.
5. Cấu hình tự động
Vào những ngày đầu của IPv4, các máy chủ được cấu hình hay cấu hình lại một vài chức năng nào đó thì yêu cầu sự can thiệp của một kỹ thuật viên lành nghề. Thậm chí vào những năm khi có sự bùng nổ của Internet, các user yêu cầu phải nhập địa chỉ IP và những chỉ tiết cấu hình bằng tay khác. Tuy nhiên có thể thừa nhận rằng việc này càng tốn ít thời gian càng tốt, vì thế mà cấu hình tự động trở nên cần thiết và được sử dụng phổ biến. Hiện nay, việc cấu hình lại cho một host có thể khó khăn nếu có cùng địa chỉ IP trong một khoảng thời gian dài, một địa chỉ có thể dần dần xuất hiện nhiều lần và được cấu hình nhiều lần và không được sử dụng cho đến khi nó được lặp lại.
Hai giao thức chính được sử dụng cho thực hiện cấu hình này là DHCP cho các mạng tập đoàn, và PPP cho kết nối dialup, còn một phần lớn được chúng ta sử dụng để thâm nhập vào mạng Internet. DHCP giúp tập trung địa chỉ IP và phân phối địa chỉ này cho các mạng, làm cho nó có thể đáp ứng được nhiều người dùng mà không cần lệ thuộc vào nhà quản trị mạng tìm cách thiết lập vào DNS của họ. PPP và các họ của nó như PPPoE và PPPoA đã giải quyểt cho các khách hàng của ISP không cần bắt kỳ cấu hình nào, họ chỉ cần đánh username và password.
II. Giới hạn của IPv4
1. Không gian địa chỉ và tình trạng cạn kiệt địa chỉ IPv4
IPv4 cơ bản có 32 bit và đáp ứng cho khoảng 4 tỷ địa chỉ ( thực tế là 4,294,967,296) trên Internet. Tuy nhiên, cấu trúc 32 bit được chia thành 5 lớp quản lý bởi Cơ quan địa chỉ số Internert (Internet Assigned Numbers Authority - IANA). Ba lớp đầu tiên là lớp A, B, C có giá trị trên toàn mạng. Các lớp địa chỉ này được gán cho người dùng sử dụng giá trị mặt nạ mạng khác nhau. Mặt nạ mạng là dãy bit liên tục được gán giá trị 1 để phân biệt phần mạng và phần địa chỉ.
Bảng 2-1 Thể hiện 5 lớp địa chỉ của IPv4, với các khoảng địa chỉ và mặt nạ mạng.
Các lớp địa chỉ Khoảng địa chỉ Mặt nạ mạng
A 0.0.0.1 đến 126.255.255.254 255.0.0.0
B 128.0.0.1 đến 191.255.255.254 255.255.0.0
C 192.0.0.1 đến 223.255.255.254 255.255.255.0
D 224.0.0.1 đến 239.255.255.254 --
E 240.0.0.1 đến 255.255.255.254 --
Tại Bắc Mỹ đã sớm nhận thấy tầm quan trọng của Internet vào những năm 1980, gần như tất cả các trường đại học và các công ty lớn nhận được địa chỉ ở lớp A và lớp B, mặc dù số lượng máy tính là nhở. Ngày nay, các tổ chức như thế vẫn còn những địa chỉ IPv4 chưa dùng nhưng các tổ chức này không phân phối chúng cho các tổ chức khác. Hơn nữa, nhiều tổ chức và các công ty nhận được quyền sử dụng địa chỉ IPv4 vào những năm 1980 hiện không còn tồn tại nữa
Việc phân bổ lại vùng địa chỉ không sử dụng là một vấn đề quan trọng của Internet. Thực tế, nó có thể đáp ứng cho một mạng Internet toàn cầu với hơn 4.2 tỷ địa chỉ. Làm thế nào để hội tụ 4.2 tỷ trong cơ sở dữ liệu chỉ trong một vài mili giây? Việc thêm vào hàng nghìn địa chỉ của lớp C từ các địa chỉ gốc của lớp B vào trong bảng đồ địa chỉ của mạng toàn cầu có nghĩa là gấp đôi số địa chỉ hiện có trong bảng địa chỉ.
Hơn nữa, một phần lớn địa chỉ không được sử dụng vì nó được dùng để gán cho các thiết bị, điều này làm giảm số lượng địa chỉ của IPv4. Ví dụ, địa chỉ lớp D và lớp E dùng cho thí nghiệm. Các mạng 0.0.0.0/8, 127.0.0.0/8, và 255.0.0.0/8 dành cho các hoạt động giao thức, và 10.0.0.0/8, 169.254.0.0/16, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16, và 192.0.2.0/24 được chỉ định dùng cho các mạng riêng. Thực tế, tổng địa chỉ của lớp A và lớp B, khoảng địa chỉ không được sử dụng, địa chỉ dành riêng được dành cho vùng đăng ký Internet và ISP để gán và phân phối chỉ chiếm một phần nhỏ.
2. Sự chuyển đổi địa chỉ mạng – NAT
Chuyển đổi địa chỉ mạng là một kỹ thuật được phát sinh để đáp ứng nhu cầu thiếu địa chỉ trên toàn mạng. Nó cho phép một địa chỉ IP có khả năng kết nối cho nhiều host. Thực tế NAT là một cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng đã được cài đặt trong bộ định tuyến. Trong mạng máy tính khi một host thực hiện kết nối hay gửi dữ liệu tới một host nào đó trên Internet, gói dữ liệu sẽ được đưa đến bộ định tuyến và thông qua cơ chế NAT từ địa chỉ IP riêng của host thành địa chỉ công cộng và ghi lại thông tin của những host đã gửi những gói tin ra ngoài trên mỗi cổng dịch vụ để thực hiện quá trình ngược lại khi một gói tin được gửi về cho chính host đó.
Để hiểu hơn ta xét ví dụ một công ty với quy mô nhỏ sử dụng dãy địa chỉ 192.168.0.0/24 làm địa chỉ cho mạng nội bộ - địa chỉ riêng và có dãy địa chỉ công cộng do nhà cung cấp dịch vụ là 131.107.47.119. Cơ chế NAT được thực hiện tại bộ định tuyến đóng vai trò cổng đi ra ngoài Internet. Tại bộ định tuyến tất cả các địa chỉ trong dãy địa chỉ riêng 192.168.0.0/24 được chuyển thành địa chỉ công cộng 131.107.47.119. Để phân biệt giữa các host trong mạng nội, NAT dựa trên số hiệu cổng TCP và UDP.
Nếu Host A trong mạng nội bộ được gán địa chỉ là 192.168.0.10 yêu cầu kết nối đến Web Server được gán địa chỉ là 157.80.13.9, thì Host A phải gửi tin với các thông tin sau:
• Địa chỉ đích : 157.80.13.9
• Địa chỉ nguồn : 192.168.0.10
• Cổng TCP đích : 80
• Cổng TCP nguồn : 1025
Gói IPv4 packet này sau đó sẽ được bộ định tuyến thực thi cơ chế NAT, cơ chế NAT sẽ làm chuyển đổi địa chỉ nguồn và cổng TCP nguồn để gói IPv4 packet đi ra ngoài Internet. Thông tin chuyển đổi như sau ;l
• Địa chỉ đích : 157.80.13.9
• Địa chỉ nguồn : 192.168.0.119
• Cổng TCP đích : 80
• Cổng TCP nguồn : 5000
NAT sẽ lưu giữ thông tin chuyển đổi {192.138.0.10, TCP 1025} thành {131.107.47.119, TCP 5000} vào bảng chuyển đổi của nó. Khi có sự phản hồi từ Web Server thì qúa trình sẽ được thực hiện ngược lại.
Link download cho anh em.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Các header mở lớn được dùng phổ biến
Header mở lớn không được nhìn thấy như là một đặc tính bí mật của IPv6 điều này khuyến khích phạm vi của mạng và phát triển dịch vụ. Các header mở lớn là một phần bên trong giao thức IPv6 và hỗ trợ một số chức năng cơ bản và đảm bảo cho dịch vụ. Dưới đây là một danh sách rõ hơn về các header mở lớn được dùng phổ biến ở đâu.
• Hop-by- Hop option (giao thức 0) : Bình thường chỉ có nút đầu cuối mới xử lý header mở rộng. Duy nhất ngoại trừ qui tắc Hop-by-Hop option header. Header này, tương tự như tên của nó, quá trình xử lý phải được thực thi tại mỗi lần khi một packet đi qua một router.Nó có thể khả thi với bất kỳ kiểu nào của quá trình xử lý. Ví dụ dùng của header này là Jumbogram option. Trường chiều dài tải trọng (Payload Length field)(chỉ rõ chiều dài của packet loại trừ IPv6 header) trong phần header cơ bản của IPv6 là 16 bit, vì thế nó có thể chỉ rõ tới 65536 octect. Khi cần thiết để gửi một packet lớn hơn kích thước này, Jumbogram Option cho phép chỉ rõ chiều dài của packet trong phần header mở rộng.
• Destionation Option header (giao thức 60) : phần mào đầu tùy chọn đích được dùng để chỉ rõ quá trình cần được thực thi bởi node đích. Nó có thể chỉ rõ bất kỳ kiểu xử lý nào. Chỉ có node đích mới xử lý header mở lớn của IPv6. Vì thế các header mở lớn khác như Fragment header có thể được gọi là Destination Option header. Tuy nhiên, Destionation Option header khác với các header khác là nó có thể chỉ rõ các loại xử lý khác nhau.
• Routing (giao thức 43) : Phần mào đầu định tuyến được dùng để chỉ rõ việc định tuyến đường đi. Ví dụ, nó có thể chỉ rõ dịch vụ Internet cung cấp cho người dùng, và bảo vệ sự thực thi để chỉ rõ mục đích. Node nguồn dùng Routing header để có danh sách địa chỉ của các router mà packet phải đi qua. Các địa chỉ được chỉ rõ trong danh sách sẽ được dùng như các địa chỉ đích để IPv6 packet có thể đến đích và packet sẽ được gửi từ một router khác cũng tương tự như vậy.
• Fragment header (giao thức 44) : Phần mào đầu phân mảnh được dùng khi packet IPv6 nguồn cần gửi một packet lớn hơn MTU của tuyến đó, và làm thế nào để xây dựng lại các packet từ các phân đoạn của nó. MTU là kích thước lớn nhất của packet có thể đi qua tuyến đó. Trong một mạng như Internet, một tuyến với băng thông hẹp giữa nguồn và đích là một vấn đề quan trọng. Việc cố gắng gửi một packet lớn xuyên qua một đường hẹp sẽ dẫn đến việc tràn. Trong IPv4, mỗi router trong tuyến có thể chia packet theo giá trị của MTU được gửi ở mỗi giao diện. Tuy nhiên, quá trình này là một gánh nặng đè lên router. Bởi vậy, trong IPv6 chỉ có node nguồn mới chia nhỏ packet.
Node nguồn của IPv6 sẽ thực hiện thực hiện thuật toán tìm kiếm Path MTU, tìm ra những đường có băng thông hẹp nhất trong toàn bộ một đường dẫn nhất định, và quyết định khích thước packet phù hợp với băng thông trước khi gửi chúng. Quan sát từ khía cạnh khác, nếu có tuyến với băng thông lớn từ nguồn đến đích, thì nguồn có thể gửi các packet với kích thước lớn.
Nếu ứng dụng nguồn áp dụng cơ chế này, nó sẽ gửi với kích thước data là tối ưu,và không cần đến sự quá trình xử lý tại lớp IP. Tuy nhiên, nếu ứng dụng không dùng cơ chế này, nó sẽ đổ ra ngoài các packet có kích thước lớn hơn MTU mà nó khám phá. Trong trường hợp này, nó phải chia nhỏ gói tin có kích thước lớn hơn MTU tìm thấy bằng thuật toán Path MTU Discovery. Các gói tin sẽ được chia nhỏ tại tầng IP của node nguồn và Fragment header được dùng.
CHƯƠNG II : THUẬN LỢI, GIỚI HẠN VÀ PHÁT TRIỂN CỦA IPV4
I. Các thuận lợi của IPv4
1. Tính đơn giản
Bản thân IPv4 về cơ bản đơn giản hơn các giao thức khác khi nó được tạo ra chủ yếu là cho các giao thức trong chồng giao thức OSI mặc dù nó sử dụng những khái niệm trừu tượng để miêu tả các ưu điểm của OSI, trong trường hợp đặc biệt đó là các khái niệm về các tầng giao thức, và sự vận chuyển lý thuyết từ phương pháp cụ thể ở đó đã xảy ra sự thực thi ( nói, thông tin hướng kết nối và không kết nối). Cần có sự cố gắng để thỏa thuận với các vấn đề về chất lượng dịch vụ QoS thông qua trường ToS, trong trường hợp này, có thể quyết định đến tính đơn giản khi làm việc bằng tay.
IPv6 được thiết kế có tính đơn giản tương tự như thế. Nó loại bỏ một số đặc trưng ít được sử dụng trong IPv4 và them vào một vài đặc trưng làm đơn giản hóa, như là không có địa chỉ cấu hình tự động. Trong IPv6 có thể duy trì một số đặc tính phức tạp như mobile IP và IPsec. Sự phức tạp này là điều tất yếu không thể loại bỏ được nếu chúng ta muốn đáp ứng tính di động và bảo mật
2. Tính mềm dẻo
Đầu tiên, xem xét một mạng trung bình. Tại bất kỳ thời gian nào đều có những điều kiện bất lợi khác nhau. Các điều kiện này có thể do môi trường, yếu tố khách quan hay các yếu tố khác. Không cần quan tâm đến các điều kiện bất lợi này IPv4 đều có thể hoạt động tốt. Ví dụ, sự tắc nghẽn mạng, nhiễu giữa các đường dây, tràn bộ nhớ, … các vấn đề này IPv4 có thể khắc phục được.
Thứ hai, các đặc điểm kỹ thuật của IPv4 được thảo luận như là một khả năng có thể chấp nhận được và có thể thực thi trong một giới hạn nhất định, bằng việc giới hạn số người, giới hạn chi phí. Không phải tất cả các tiêu chuẩn mạng đều có đặc điểm kỹ thuật thích hợp với nhau. Nó thực sự đã chứng minh tính thiết thực của IPv4, thể hiện ở sự hoạt động của các ngăn xếp trong thiết bị máy tính, và đặc biệt là trong các hệ thống nhúng, những máy nhỏ với vừa đủ một kilobyte để dự trữ mà bằng cách nào đó nén nó trong một cấu trúc của IPv4. Thực ra, nếu IPv4 có đặc điểm kỹ thuật không rõ ràng, thì các nguyên lý của hệ thống nhúng không thể đạt được để cung cấp các thiết bị hỗ trợ IPv4.
3. Tính chuyển đổi
IPv4 là giao thức được dùng trên toàn mạng Internet hiện nay. IPv4 đã được định rõ cho sự phát triển đặc biệt, nhưng mạng Internet hoạt động tốt cho một mạng toàn cầu chạy bởi hàng trăm hàng nghìn tổ chức trong tập đoàn. Ở đây có một vài thứ cần hoạt động tốt như mạng quốc tế.
Tại sao phải nghĩa đến điều này? Lý do cho điều này là do các tổ chức hành chính cá nhân và các kỹ thuật tách rời nhau. Từ sự phát triển của kỹ thuật, chúng ta sẽ có dịch vụ phân giải tên miền tốc độ cao của DNS và cấu trúc địa chỉ theo CIDR, cho phép độc lập với phần cứng cơ sở nhưng các đặc trưng quan trọng điều này cho phép Internet phát triển.
Về mặt hành chính, thực tế các mạng IPv4 có thể được chạy độc lập bởi những tổ chức, với các tập đoàn dọc theo đường phân chia đường biên của mạng, có nghĩa là vấn đề về hiện tượng thắt cổ chai của các trung tâm quản trị đã được giảm đáng kể. Trong thực tế điều này đã dẫn đến Internet bị chia cắt thành nhiều vùng định tuyến riêng biệt, được gọi là các hệ thống tự trị, và sử dụng giao thức BGP điều này làm cho mỗi mạng có thể ngăn ngừa sự xâm nhập mạng nội bộ của các mạng khác nhau.
4. Tính linh hoạt
Một điểm cuối đáng chú ý nữa của IPv4 đó là tính linh hoạt, cho phép nó điều tiết những giải pháp để giải quyết các vấn đề phát sinh. Cách đánh địa chỉ theo CIDR làm gia tăng khoảng không gian địa chỉ, NAT là giảm bớt yêu cầu trên vùng địa chỉ, và BGP mở ra để điều tiết những nhu cầu của các tuyến đường thông tin. Trong một khía cạnh nào đó thì điều này không tốt, và phải tối ưu hóa việc tổ chức khắc phục các vấn đề trong thiết kế IPv4.
5. Cấu hình tự động
Vào những ngày đầu của IPv4, các máy chủ được cấu hình hay cấu hình lại một vài chức năng nào đó thì yêu cầu sự can thiệp của một kỹ thuật viên lành nghề. Thậm chí vào những năm khi có sự bùng nổ của Internet, các user yêu cầu phải nhập địa chỉ IP và những chỉ tiết cấu hình bằng tay khác. Tuy nhiên có thể thừa nhận rằng việc này càng tốn ít thời gian càng tốt, vì thế mà cấu hình tự động trở nên cần thiết và được sử dụng phổ biến. Hiện nay, việc cấu hình lại cho một host có thể khó khăn nếu có cùng địa chỉ IP trong một khoảng thời gian dài, một địa chỉ có thể dần dần xuất hiện nhiều lần và được cấu hình nhiều lần và không được sử dụng cho đến khi nó được lặp lại.
Hai giao thức chính được sử dụng cho thực hiện cấu hình này là DHCP cho các mạng tập đoàn, và PPP cho kết nối dialup, còn một phần lớn được chúng ta sử dụng để thâm nhập vào mạng Internet. DHCP giúp tập trung địa chỉ IP và phân phối địa chỉ này cho các mạng, làm cho nó có thể đáp ứng được nhiều người dùng mà không cần lệ thuộc vào nhà quản trị mạng tìm cách thiết lập vào DNS của họ. PPP và các họ của nó như PPPoE và PPPoA đã giải quyểt cho các khách hàng của ISP không cần bắt kỳ cấu hình nào, họ chỉ cần đánh username và password.
II. Giới hạn của IPv4
1. Không gian địa chỉ và tình trạng cạn kiệt địa chỉ IPv4
IPv4 cơ bản có 32 bit và đáp ứng cho khoảng 4 tỷ địa chỉ ( thực tế là 4,294,967,296) trên Internet. Tuy nhiên, cấu trúc 32 bit được chia thành 5 lớp quản lý bởi Cơ quan địa chỉ số Internert (Internet Assigned Numbers Authority - IANA). Ba lớp đầu tiên là lớp A, B, C có giá trị trên toàn mạng. Các lớp địa chỉ này được gán cho người dùng sử dụng giá trị mặt nạ mạng khác nhau. Mặt nạ mạng là dãy bit liên tục được gán giá trị 1 để phân biệt phần mạng và phần địa chỉ.
Bảng 2-1 Thể hiện 5 lớp địa chỉ của IPv4, với các khoảng địa chỉ và mặt nạ mạng.
Các lớp địa chỉ Khoảng địa chỉ Mặt nạ mạng
A 0.0.0.1 đến 126.255.255.254 255.0.0.0
B 128.0.0.1 đến 191.255.255.254 255.255.0.0
C 192.0.0.1 đến 223.255.255.254 255.255.255.0
D 224.0.0.1 đến 239.255.255.254 --
E 240.0.0.1 đến 255.255.255.254 --
Tại Bắc Mỹ đã sớm nhận thấy tầm quan trọng của Internet vào những năm 1980, gần như tất cả các trường đại học và các công ty lớn nhận được địa chỉ ở lớp A và lớp B, mặc dù số lượng máy tính là nhở. Ngày nay, các tổ chức như thế vẫn còn những địa chỉ IPv4 chưa dùng nhưng các tổ chức này không phân phối chúng cho các tổ chức khác. Hơn nữa, nhiều tổ chức và các công ty nhận được quyền sử dụng địa chỉ IPv4 vào những năm 1980 hiện không còn tồn tại nữa
Việc phân bổ lại vùng địa chỉ không sử dụng là một vấn đề quan trọng của Internet. Thực tế, nó có thể đáp ứng cho một mạng Internet toàn cầu với hơn 4.2 tỷ địa chỉ. Làm thế nào để hội tụ 4.2 tỷ trong cơ sở dữ liệu chỉ trong một vài mili giây? Việc thêm vào hàng nghìn địa chỉ của lớp C từ các địa chỉ gốc của lớp B vào trong bảng đồ địa chỉ của mạng toàn cầu có nghĩa là gấp đôi số địa chỉ hiện có trong bảng địa chỉ.
Hơn nữa, một phần lớn địa chỉ không được sử dụng vì nó được dùng để gán cho các thiết bị, điều này làm giảm số lượng địa chỉ của IPv4. Ví dụ, địa chỉ lớp D và lớp E dùng cho thí nghiệm. Các mạng 0.0.0.0/8, 127.0.0.0/8, và 255.0.0.0/8 dành cho các hoạt động giao thức, và 10.0.0.0/8, 169.254.0.0/16, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16, và 192.0.2.0/24 được chỉ định dùng cho các mạng riêng. Thực tế, tổng địa chỉ của lớp A và lớp B, khoảng địa chỉ không được sử dụng, địa chỉ dành riêng được dành cho vùng đăng ký Internet và ISP để gán và phân phối chỉ chiếm một phần nhỏ.
2. Sự chuyển đổi địa chỉ mạng – NAT
Chuyển đổi địa chỉ mạng là một kỹ thuật được phát sinh để đáp ứng nhu cầu thiếu địa chỉ trên toàn mạng. Nó cho phép một địa chỉ IP có khả năng kết nối cho nhiều host. Thực tế NAT là một cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng đã được cài đặt trong bộ định tuyến. Trong mạng máy tính khi một host thực hiện kết nối hay gửi dữ liệu tới một host nào đó trên Internet, gói dữ liệu sẽ được đưa đến bộ định tuyến và thông qua cơ chế NAT từ địa chỉ IP riêng của host thành địa chỉ công cộng và ghi lại thông tin của những host đã gửi những gói tin ra ngoài trên mỗi cổng dịch vụ để thực hiện quá trình ngược lại khi một gói tin được gửi về cho chính host đó.
Để hiểu hơn ta xét ví dụ một công ty với quy mô nhỏ sử dụng dãy địa chỉ 192.168.0.0/24 làm địa chỉ cho mạng nội bộ - địa chỉ riêng và có dãy địa chỉ công cộng do nhà cung cấp dịch vụ là 131.107.47.119. Cơ chế NAT được thực hiện tại bộ định tuyến đóng vai trò cổng đi ra ngoài Internet. Tại bộ định tuyến tất cả các địa chỉ trong dãy địa chỉ riêng 192.168.0.0/24 được chuyển thành địa chỉ công cộng 131.107.47.119. Để phân biệt giữa các host trong mạng nội, NAT dựa trên số hiệu cổng TCP và UDP.
Nếu Host A trong mạng nội bộ được gán địa chỉ là 192.168.0.10 yêu cầu kết nối đến Web Server được gán địa chỉ là 157.80.13.9, thì Host A phải gửi tin với các thông tin sau:
• Địa chỉ đích : 157.80.13.9
• Địa chỉ nguồn : 192.168.0.10
• Cổng TCP đích : 80
• Cổng TCP nguồn : 1025
Gói IPv4 packet này sau đó sẽ được bộ định tuyến thực thi cơ chế NAT, cơ chế NAT sẽ làm chuyển đổi địa chỉ nguồn và cổng TCP nguồn để gói IPv4 packet đi ra ngoài Internet. Thông tin chuyển đổi như sau ;l
• Địa chỉ đích : 157.80.13.9
• Địa chỉ nguồn : 192.168.0.119
• Cổng TCP đích : 80
• Cổng TCP nguồn : 5000
NAT sẽ lưu giữ thông tin chuyển đổi {192.138.0.10, TCP 1025} thành {131.107.47.119, TCP 5000} vào bảng chuyển đổi của nó. Khi có sự phản hồi từ Web Server thì qúa trình sẽ được thực hiện ngược lại.
Link download cho anh em.
You must be registered for see links
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí