Gán địa chỉ IPv6
Mỗi máy tính trong mạng có thể nhận được địa chỉ IPv6 bằng
một trong ba cách sau:
- Cấu
hình bằng tay (manual allocation): người sử dụng hoặc người quản trị sẽ thiết
lập địa chỉ cho từng giao tiếp mạng bằng tay.
- Tự
cấu hình địa chỉ (self-allocation): máy tính tự tạo ra địa chỉ cho chính nó
bằng quá trình có tên gọi Stateless Address Autoconfiguration.
- Lấy
từ DHCP (dynamic allocation): máy tính sẽ nhận địa chỉ từ DHCPv6 server trong
hệ thống mạng. Cách lấy địa chỉ này còn có tên gọi khác là Stateful Address
Autoconfiguration.
Cấu hình bằng tay
Đối với hệ thống mạng của các tổ chức hoặc doanh nghiệp,
việc gán địa chỉ IPv6 bằng tay là không thực tế. Vì việc gán địa chỉ IP rất mất
thời gian, khó kiểm soát. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể thực hiện được. Trong Windows
Server 2012 R2, bạn mở cửa sổ Internet Protocol Version 6 (TCP/IPv6)
Properties. Xem hình minh họa.
Tự cấu hình địa chỉ
Khi máy tính Windows khởi động, nó sẽ thực thi tiến trình tự
cấu hình địa chỉ IPv6, có tên gọi là Stateless Address Autoconfiguration. Trong
quá trình tự cấu hình địa chỉ, Windows sẽ gán cho mỗi giao tiếp mạng một địa
chỉ kiểu unicast link-local. Hệ thống sẽ sử dụng địa chỉ unicast link-local để
giao tiếp với router trong cùng đoạn mạng để thực hiện một số tác vụ.Tiến trình
tự cấu hình địa chỉ luôn luôn được thực hiện, kể cả sau đó giao tiếp mạng sẽ
nhận một địa chỉ kiểu unicast toàn cầu (global unicast).
Quá trình tự cấu hình địa chỉ gồm các bước cụ thể sau:
- Tạo ra địa chỉ unicast link-local: giao thức IPv6 trên máy tính sẽ tạo ra cho mỗi giao tiếp mạng (từ đây gọi là interface) một địa chỉ thuộc mạng fe80::/64, và một định danh của interface (interface ID). Định danh của interface được tạo ra ngẫu nhiên hoặc dựa vào MAC của interface.
- Kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ unicast link-local vừa tạo: máy tính sẽ sử dụng giao thức IPv6 Neighbor Discovery (ND), để kiểm tra xem trên đoạn mạng có máy tính nào sử dụng cùng địa chỉ không. ND sẽ gửi gói Neighbor Solication (tìm kiếm hàng xóm), và chờ gói phản hồi Neighbor Advertisement. Nếu không nhận được gói phản hồi, có nghĩa là địa chỉ vừa tạo là duy nhất, nếu nhận được gói phản hồi thì hệ thống phải tạo ra địa chỉ mới. Quá trình sẽ được lặp lại cho tới khi nào địa chỉ được tạo là duy nhất.
- Khi máy tính đã kiểm tra và chắc chắn địa chỉ unicast link-local là duy nhất, hệ thống sẽ gán địa chỉ này cho interface. Đối với hệ thống nhỏ, chỉ gồm một đoạn mạng biệt lập thì địa chỉ sẽ được gán cố định cho interface để thực hiện việc giao tiếp giữa các thiết bị trong mạng. Đối với các hệ thống gồm nhiều mạng con, việc gán địa chỉ này chủ yếu để giúp máy tính thực hiện việc giao tiếp với router cục bộ.
- Yêu cầu gói Router Advertisement: sau khi đã được gán địa chỉ unicast link-local, máy tính sẽ sử dụng giao thức ND để gửi gói Router Solicitation (tìm kiếm router) tới tất cả các router khả nhận trong đoạn mạng, bằng địa chỉ multicast. Gói Router Solicitation sẽ yêu cầu các router (nếu nhận được) gửi cho nó gói Router Advertisement.
- Nhận gói Router Advertisement: router trong đoạn mạng sẽ sử dụng giao thức ND để gửi gói Router Advertisement cho máy tính, gói này chứa các thông tin hướng dẫn máy tính thực hiện quá trình tự động cấu hình địa chỉ. Thông thường, gói Router Advertisement sẽ cung cấp cho máy tính giá trị của Network Prefix (bit nhận dạng mạng). Máy tính sẽ kết hợp bit nhận dạng này với interface ID để tạo ra địa chỉ unicast cục bộ hoặc unicast toàn cầu. Gói Router Advertisement cũng cung cấp các chỉ dẫn để chạy tiến trình Stateful Autoconfiguration (lấy địa chỉ IPv6 từ DHCPv6) bằng việc liên hệ với DHCPv6 server. Nếu trên đoạn mạng không có router, nghĩa là máy tính sẽ không nhận được gói Router Advertisement, khi đó, hệ thống sẽ cố gắng khởi chạy tiến trình Stateful Autoconfiguration (theo http://www.ietf.org/rfc/rfc4862.txt trang 12). (trong ebook thì viết là “khởi chạy tiến trình Stateless Autoconfiguration?)
- Cấu hình địa chỉ unicast cục bộ hoặc unicast toàn cầu: máy tính sẽ sử dụng các thông tin nhận được từ router để tạo ra các địa chỉ. Các địa chỉ này có thể định tuyến ở phạm vi toàn cầu hoặc phạm vi cục bộ, và gán các địa chỉ này cho các interface. Nếu trong gói Router Advertisement có chỉ dẫn, máy tính cũng có thể khởi tạo quá trình lấy địa chỉ unicast cục bộ hoặc unicast toàn cầu cùng một số thông tin cấu hình khác từ DHCPv6 server (nếu xảy ra thì giải quyết địa chỉ lấy từ hai nguồn khác nhau này như thế nào?).
DHCPv6
Đối với hệ thống mạng gồm nhiều mạng con, các interface bắt
buộc phải có địa chỉ unicast cục bộ hoặc unicast toàn cầu thể thực hiện giao
tiếp giữa các mạng con. Do đó, trong hệ thống bắt buộc phải có router để cấp
phát network prefix hoặc phải có DHCPv6 server để cấp phát địa chỉ IPv6.
Trong Windows Server 2012 R2, role Remote Access
có hỗ trợ việc định tuyến và cấp phát network prefix, role DHCP Server có hỗ
trợ việc cấp phát địa chỉ IPv6.
Chia mạng con trong
IPv6
Tương tự như trong IPv4, IPv6 cũng có hỗ trợ việc chia nhỏ
dải địa chỉ theo cấu trúc phân cấp (hierarchy). IPv6 không sử dụng subnet mask.
Trong quá trình chia mạng con, nó cũng không cần phải mượn các bit host để làm
bit net, vì nó sử dụng trực tiếp các bit thuộc network identifier để tạo ra các
mạng con.
Một địa chỉ IPv6 kiểu unicast toàn cầu (gồm 128 bit) được
chia thành ba phần sau:
- Global
routing prefix: gồm 48 bit, được quản lý bởi RIR, là thông tin liên quan đến
việc định tuyến toàn cầu, luôn bắt đầu bằng các bit 001 (hay còn gọi là FP:
Format Prefix).
- Subnet
ID: gồm 16 bit, các tổ chức sẽ sử dụng các bit này để thực hiện chia mạng con.
- Interface
ID: gồm 64 bit, định danh của mỗi interface trong hệ thống.
Khi bạn nhận được một địa chỉ IPv6 từ ISP hoặc RIR, thông
thường, bạn sẽ có được giá trị của Global routing prefix gồm 48 bit, hay /48.
Bạn giữ nguyên phần Global routing prefix, chỉ thực hiện chia mạng trên 16 bit
kế tiếp.
Sau đây là một vài tùy chọn liên quan đến việc chia mạng:
- Chia
mạng một mức: thiết lập tất cả 16 bit thuộc phần Subnet ID đều mang giá trị 0,
kết quả là tất cả các máy tính trong hệ thống sẽ cùng thuộc một mạng.
- Chia
mạng hai mức: thiết lập các trạng thái khác nhau của 16 bit phần Subnet ID, để
tạo ra các mạng con. Một trạng thái (hay mỗi giá trị) của 16 bit phần Subnet ID
sẽ tương ứng với một mạng con. Tổng số mạng con có thể tạo ra là 65 536. Cách
chia mạng này giống với cách chia mạng trong IPv4.
- Chia
mạng con nhiều mức: bằng việc chia 16 bit phần Subnet ID thành các nhóm bit
khác nhau, bạn có thể tạo ra các mạng con theo nhiều mức. Ví dụ, khi đó mạng
con có thể có dạng: subnets, sub-subnets, sub-sub-subnets.
Ví dụ về việc chia mạng nhiều mức của một công ty đa quốc
gia:
- Mức
quốc gia: sử dụng 4 bit đầu tiên của Subnet ID, như vậy, có thể tạo ra 16 mạng
con, tương đương với 14 quốc gia khác nhau. Đây là mức subnets.
- Mức
thành phố: sử dụng 6 bit tiếp theo của Subnet ID, như vậy, có thể tạo ra 64
mạng con, tương đương với 64 thành phố (tỉnh, hoặc khu vực) trong một quốc gia.
Đây là mức sub-subnets.
- Mức
chi nhánh (trong một thành phố): sử dụng 2 bit tiếp theo của Subnet ID, như vậy,
có thể tạo ra 2 mạng con, tương đương với 2 chi nhánh trong một thành phố. Đây
là mức sub-sub-subnets.
-Mức
phòng ban (trong một chi nhánh): sử dụng 4 bit tiếp theo của Subnet ID, như vậy,
có thể tạo ra 16 mạng con cho các phòng ban trong một chi nhánh. Đây là mức
sub-sub-sub-subnets.
Địa chỉ mạng của một phòng ban sẽ là kết hợp giá trị của bốn
mức ở trên.
Cụ thể, nếu sử dụng giá trị 1 cho Việt Nam, khi đó giá trị các bit ở mức
quốc gia trong Subnet ID sẽ là:
0001 - - - - - - - - - - - -
Nếu sử dụng giá trị 49 cho Lâm Đồng, khi đó giá trị các bit
ở mức thành phố trong Subnet ID sẽ là:
- - - - 110001 - - - - - -
Với Chi nhánh số 2 tại Lâm Đồng, giá trị các bit ở mức chi
nhánh trong Subnet ID sẽ là:
- - - - - - - - - - 10 - - - -
Giả sử phòng Kinh doanh tại Chi nhánh số 2 được gán giá trị
9, khi đó giá trị mức phòng ban trong Subnet ID sẽ là:
- - - - - - - - - - - - 1001
Cuối cùng, Subnet ID sẽ có giá trị là:
0001110001101001
Đổi sang hệ 16 sẽ
là 1c69.
Vì các tổ chức có
toàn quyền quản lý 16 bit Subnet ID, nên quản trị viên có thể thay đổi tùy ý số
bit của mỗi mức để đáp ứng nhu cầu thực tế của tổ chức.
Vấn đề chuyển sang IPv6
Nhiều người đã
quen làm việc với IPv4 nên rất ngại thay đổi sang IPv6. Mặc dù những cảnh báo về
sự cạn kiệt IPv4 đã có từ lâu (khoảng những năm 2004). Tuy nhiên, nhờ vào một
số giải pháp như NAT, CIDR, nên hiện nay, IPv4 vẫn được sử dụng bình thường mà
chưa phải chuyển qua IPv6.
Để chuẩn bị cho
lâu dài thì việc tiếp cận với IPv6 cũng là một việc tốt, tránh những chuyển đổi
đột ngột về sau.
Hiện nay, hạ tầng
mạng, cũng như hạ tầng Internet đang chủ yếu sử dụng các công nghệ chạy trên
nền IPv4. Nếu chuyển qua IPv6 sẽ phải thay đổi rất nhiều các thiết bị, công
nghệ cũ, điều này sẽ dẫn tới chi phí khổng lồ. Vì vậy, việc chuyển qua sử dụng
IPv6 cần một lộ trình lâu dài, bằng cách thay thế từ từ, thay thế từng bước các
thiết bị, cũng như các giải pháp công nghệ.
Trong giai đoạn
chuyển đổi từ IPv6 sang IPv4 sẽ có hai tình huống phát sinh. Một là, các hệ
thống mạng của doanh nghiệp đã chuyển sang IPv6, trong khi Internet vẫn đang sử
dụng IPv4. Hai là, nếu đa số mọi người đã chuyển qua sử dụng IPv6, trong khi
doanh nghiệp vẫn còn sử dụng IPv4. Trong cả hai tình huống này, doanh nghiệp
đều cần phải có giải pháp để giải quyết việc tương thích giữa IPv4 và IPv6.
Sử dụng cùng lúc hai loại IP (dual IP stack)
Giải pháp đơn
giản nhất để giải quyết việc tương thích giữa IPv6 và IPv4 trong thời điểm giao
thời là sử dụng cùng lúc cả hai loại địa chỉ này. Điều này đã được thực hiện
trên các phiên bản của Windows, bắt đầu từ Windows Server 2008 và Windows
Vista. Để kiểm tra xem hệ điều hành có hỗ trợ IPv6 hay chưa, bạn gõ lệnh
ipconfig /all. Nếu có hỗ trợ, bạn sẽ thấy thông tin về địa chỉ IPv6.
Việc cấu hình
IPv4 và IPv6 được thực hiện riêng biệt, nên không ảnh hưởng gì đến hoạt động
của nhau. Windows sẽ có khả năng làm việc cùng lúc với các thiết bị khác ở cả
hai loại địa chỉ IPv4 và IPv6.
Tunneling (chạy ngầm)
Đây là giải pháp
chạy ngầm IPv6 trên nền IPv4. Giải pháp này đã được hỗ trợ trên feature
DirectAccess của Windows Server 2012 R2 và Windows 8.1.
Trong giải pháp
này, tại máy gửi, gói IPv6 sẽ được bọc bên trong một gói IPv4. Sau đó, máy gửi
sẽ thực hiện gửi gói IPv4 này tới máy đích. Xem hình minh họa (hình trong tài
liệu gốc có thể bị nhầm chỗ IPv6 Header and Payload, họ viết là IPv4 Header and
Payload?).
Giải pháp này có
thể triển khai được trên rất nhiều loại kết nối, ví dụ: router-tới-router,
host-tới-host, router-tới-host, host-tới-router. Tuy nhiên, nó được sử dụng
nhiều nhất trên kết nối router-tới-router. Ví dụ, hai văn phòng chi nhánh đều
sử dụng IPv6, chúng kết nối với nhau dựa trên hạ tầng Internet, nhưng hạ tầng
Internet đang sử dụng IPv4. Xem hình minh họa.
Ở sơ đồ mạng
trên, các máy tính ở hai văn phòng chi nhánh đều sử dụng IPv6. Hai router làm
việc được với cả IPv4 và IPv6. Tuy nhiên, hạ tầng kết nối giữa hai văn phòng
chi nhánh chỉ làm việc được với IPv4. Với việc sử dụng giải pháp tunneling trên
hai router, các máy tính ở hai văn phòng chi nhánh có thể sử dụng IPv6 để
truyền dữ liệu cho nhau một cách bình thường mà không phải quan tâm tới hạ tầng
mạng bên dưới. Hai router sẽ có nhiệm vụ bọc gói IPv6 trong gói IPv4 để truyền
gói tin giữa hai văn phòng.
------------------------
Tham khảo (Lược dịch):
Craig Zacker, Exam Ref 70-410 - Installing and Configuring Windows Server 2012 R2, Microsoft Press, 2014
---------------------------
Cập nhật 2015/1/13
---------------------------
Đọc thêm
Cai dat va cau hinh Windows Server 2012 R2 (34)