Tham khảo các bài viết chuyên sâu về thiết bị mạng dành cho bạn:
- Router là gì?
- Cách tính băng thông mạng IP
- Ổ cứng camera là gì?
- Đầu thu camera là gì?
- Cáp HDMI là gì?
Mục lục nội dung bao gồm:
Địa chỉ IP là gì ?
- Địa chỉ IP [Internet Protocol Address] là chuỗi số có chiều dài 32 bit [IPv4] hoặc 128 bit [IPv6] dùng để định danh một thiết bị mạng trên hệ thống mạng giúp chúng nhận diện và liên lạc với nhau.
IP riêng tư [Private IP] và IP công cộng [Public IP]
- IP riêng tư là địa chỉ IP dùng cho các cá nhân, tổ chức sử dụng trong các hệ thống mạng cục bộ [LAN] không kết nối với Internet. Dải địa chỉ IP này được sử dụng tự do, không có giá trị quốc tế và không chịu sự quản lý của cơ quan chức năng.
- Đối với IP công cộng là địa chỉ IP dùng để nhận dạng thiết bị mạng trên hệ thống mạng toàn cầu [Internet].
- Khi muốn sử dụng địa chỉ IP dạng này cần đăng ký với cơ quan chức năng và chịu sự quản lý của họ.
Xem thêm Cách phát hiện camera dấu kín [Tìm ra 100% ] trong nhà nghỉ, khách sạn
Địa chỉ IPv4 là gì ?
Địa chỉ IPv4 là thế hệ IP chúng ta sử dụng hiện nay bao gồm 32 bit, viết tắt tiếng Anh là IPv4 [Internet Protocol version 4].
IPv4 được biểu hiện bằng chuỗi số có 4 phần phân cách bằng 4 dấu chấm. Mỗi phần được gọi là octet và có 8 bit dữ liệu.
Đây là phiên bản đầu tiên của IP được sử dụng rộng rãi. IPv4 cùng với IPv6 [giao thức Internet phiên bản 6] là nòng cốt của giao tiếp internet.
Hiện tại, IPv4 vẫn là giao thức được triển khai rộng rãi nhất trong bộ giao thức của lớp internet.
Địa chỉ IPv6 là gì ?
Địa chỉ IPv6 [Internet protocol version 6] là thế hệ địa chỉ Internet phiên bản mới được thiết kế để thay thế cho phiên bản địa chỉ IPv4 trong hoạt động Internet.
Địa chỉ IPv4 có chiều dài 32 bít, biểu diễn dưới dạng các cụm số thập phân phân cách bởi dấu chấm, ví dụ 203.119.9.0.
IPv4 là phiên bản địa chỉ Internet đầu tiên, đồng hành với việc phát triển như vũ bão của hoạt động Internet trong hơn hai thập kỷ vừa qua.
Với 32 bit chiều dài, không gian IPv4 gồm khoảng 4 tỉ địa chỉ cho hoạt động mạng toàn cầu.
Do sự phát triển như vũ bão của mạng và dịch vụ Internet, nguồn IPv4 dần cạn kiệt, đồng thời bộc lộ các hạn chế đối với việc phát triển các loại hình dịch vụ hiện đại trên Internet.
Phiên bản địa chỉ Internet mới IPv6 được thiết kế để thay thế cho phiên bản IPv4, với hai mục đích cơ bản:
- Thay thế cho nguồn IPv4 cạn kiệt để tiếp nối hoạt động Internet.
- Khắc phục các nhược điểm trong thiết kế của địa chỉ IPv4.
Địa chỉ IPv6 có chiều dài 128 bít, biểu diễn dưới dạng các cụm số hexa phân cách bởi dấu ::,
Ví dụ: 2001:0DC8::1005:2F43:0BCD:FFFF. Với 128 bít chiều dài, không gian địa chỉ IPv6 gồm 2128 địa chỉ, cung cấp một lượng địa chỉ khổng lồ cho hoạt động Internet.
Ưu điểm địa chỉ IPv6
HighMark Security đã chia sẽ bạn Địa chỉ IPv6 là gì? Địa chỉ IPv4 là gì, phần này sẽ so sánh những ưu nhược điểm chi tiết bên dưới.
Không gian địa chỉ lớn hơn và dễ dàng quản lý không gian địa chỉ.
Khôi phục lại nguyên lý kết nối đầu cuối-đầu cuối của Internet và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT
Quản trị TCP/IP dễ dàng hơn: DHCP được sử dụng trong IPv4 nhằm giảm cấu hình thủ công TCP/IP cho host.
- IPv6 được thiết kế với khả năng tự động cấu hình mà không cần sử dụng máy chủ DHCP, hỗ trợ hơn nữa trong việc giảm cấu hình thủ công.
Cấu trúc định tuyến tốt hơn:
- Định tuyến IPv6 được thiết kế hoàn toàn phân cấp.
Hỗ trợ tốt hơn Multicast:
- Multicast là một tùy chọn của địa chỉ IPv4, tuy nhiên khả năng hỗ trợ và tính phổ dụng chưa cao.
Hỗ trợ bảo mật tốt hơn:
- IPv4 được thiết kế tại thời điểm chỉ có các mạng nhỏ, biết rõ nhau kết nối với nhau.
Do vậy bảo mật chưa phải là một vấn đề được quan tâm. Song hiện nay, bảo mật mạng internet trở thành một vấn đề rất lớn, là mối quan tâm hàng đầu.
Hỗ trợ tốt hơn cho di động:
- Thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm về thiết bị IP di động.
- Trong thế hệ mạng mới, dạng thiết bị này ngày càng phát triển, đòi hỏi cấu trúc giao thức Internet có sự hỗ trợ tốt hơn.
Ứng dụng của IPv6
1. Không gian địa chỉ gần như vô hạn
- IPv6 có chiều dài bít [128 bít] gấp 4 lần IPv4 nên đã mở rộng không gian địa chỉ từ khoảng hơn 4 tỷ [4.3 * 109] lên tới một con số khổng lồ [2128 = 3.3*1038].
- Một số nhà phân tích cho rằng, chúng ta không thể dùng hết địa chỉ IPv6.
2. Khả năng tự động cấu hình [Plug and Play]
IPv6 cho phép thiết bị IPv6 tự động cấu hình các thông số phục vụ cho việc nối mạng như địa chỉ IP, địa chỉ gateway, địa chỉ máy chủ tên miền khi kết nối vào mạng.
Do vậy đã giảm thiểu việc phải cấu hình nhân công cho thiết bị so với công việc phải thực hiện với IPv4.
Các thao tác cấu hình này có thể không phức tạp đối với máy tính song với nhu cầu gắn địa chỉ cho một số lượng lớn các thiết bị như camera, sensor, thiết bị gia dụng… sẽ phải tiêu tốn nhiều nhân công và khó khăn trong quản lý.
3. Khả năng bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận [đầu cuối – đầu cuối]
Địa chỉ IPv6 được thiết kế để tích hợp sẵn tính năng bảo mật trong giao thức nên có thể dễ dàng thực hiện bảo mật từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận [đầu cuối – đầu cuối].
IPv4 không hỗ trợ sẵn tính năng bảo mật trong giao thức, vì vậy rất khó thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận.
Hình thức bảo mật phổ biến trên mạng IPv4 là bảo mật kết nối giữa hai mạng.
4. Quản lý định tuyến tốt hơn
IPv6 được thiết kế có cấu trúc đánh địa chỉ và phân cấp định tuyến thống nhất, dựa trên một số mức cơ bản đối với các nhà cung cấp dịch vụ.
Cấu trúc phân cấp này giúp tránh khỏi nguy cơ quá tải bảng thông tin định tuyến toàn cầu khi chiều dài địa chỉ IPv6 lên tới 128 bít.
Trong khi đó, sự gia tăng của các mạng trên Internet, số lượng IPv4 sử dụng, và việc IPv4 không được thiết kế phân cấp định tuyến ngay từ đầu đã khiến cho kích thước bảng định tuyến toàn cầu ngày càng gia tăng, gây quá tải, vượt quá khả năng xử lý của các thiết bị định tuyến.
5. Dễ dàng thực hiện Multicast
Các kết nối giữa máy tính tới máy tính trên Internet để cung dịch vụ mạng hiện tại hầu hết là kết nối Unicast [kết nối giữa một máy tính nguồn và một máy tính đích]. Để cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng, máy chủ sẽ phải mở nhiều kết nối tới các máy tính khách hàng
Nhằm tăng hiệu năng của mạng, tiết kiệm băng thông, giảm tải cho máy chủ, công nghệ multicast được thiết kế để một máy tính nguồn có thể kết nối đồng thời đến nhiều đích [Hình 3.b].
Từ đó thông tin không bị lặp lại, băng thông của mạng sẽ giảm đáng kể, đặc biệt với các ứng dụng truyền tải thông tin rất lớn như truyền hình [IPTV], truyền hình hội nghị [video conference], ứng dụng đa phương tiện [multimedia].
Trên thực tế, cấu hình và triển khai multicast với IPv4 rất khó khăn, phức tạp trong khi đối với IPv6 thì việc này dễ dàng hơn nhiều.
6. Hỗ trợ cho quản lý chất lượng mạng
Những cải tiến trong thiết kế của IPv6 như: không phân mảnh, định tuyến phân cấp, gói tin IPv6 được thiết kế với mục đích xử lý thật hiệu quả tại thiết bị định tuyến tạo ra khả năng hỗ trợ tốt hơn cho chất lượng dịch vụ QoS.
Những đáng giá về Địa chỉ IPv6 là gì? Địa chỉ IPv4 là gì? giúp bạn hiểu rõ ưu nhược rồi nhé.
Các thành phần của IPv6
Nếu đã quen với IPv4 thì bạn phải biết rằng một địa chỉ IPv4 gồm có 4 phần, mỗi phần được phân biệt với nhau bằng dấu chấm.
Một phần trong địa chỉ này biểu thị số mạng và các bit còn lại dùng để phân biệt một host cụ thể trên mạng. Số của các bit thực được thiết kế cho số mạng và số host khác nhau phụ thuộc vào subnet mask.
Một địa chỉ IPv4 được chia thành các phần khác nhau, trong địa chỉ IPv6 cũng vậy. Trong bài trước, bạn đã biết được về các địa chỉ IPv6 có 128 bit chiều dài.
Khi một địa chỉ IPv6 được viết theo dạng đầy đủ, nó được diễn tả thành 8 phần khác nhau, mỗi phần có 4 số và được phân tách bằng dấu “:”
Mỗi phần có 4 chữ số này biểu thị 16 bit dữ liệu, mỗi trường 16 bit này lại được sử dụng cho các mục đích riêng biệt.
Cụ thể, mỗi một địa chỉ IPv6 được phân thành ba phần khác nhau đó là: site prefix, subnet ID, interface ID.
Ba thành phần này được nhận dạng bởi vị trí của các bit bên trong một địa chỉ. Ba trường đầu tiên trong IPv6 được biểu thị site prefix, trường tiếp theo biểu thị subnet ID còn 4 trường cuối biểu thị cho interface ID.
Site prefix cũng giống như số mạng của IPv4. Nó là số được gán đến trang của bạn bằng một ISP.
Điển hình, tất cả các máy tính trong cùng một vị trí sẽ được chia sẻ cùng một site prefix. Site prefix hướng tới dùng chung khi nó nhận ra mạng của bạn và cho phép mạng có khả năng truy cập từ Internet.
Không giống như site prefix, subnet ID mang tính riêng bởi vì nó ở bên trong mạng của bạn, subnet ID miêu tả cấu trúc trang của mạng.
Subnet ID làm việc rất giống với cách mà mạng con làm việc trong giao thức IPv4. Sự khác nhau lớn nhất ở đây là các mạng có đó có thể dài 16 byte là được biểu thị trong định dạng hex nhiều hơn là ký hiệu chữ thập phân có nhiều dấu chấm.
Một IPv6 subnet điển hình tương đương với một nhánh mạng đơn [trang] như một subnet của IPv4.
Interface ID làm việc giống như một ID cấu hình IPv4. Số này nhận dạng duy nhất một host riêng trong mạng.
Interface ID [thứ mà đôi khi được cho như là một thẻ] được cấu hình tự động điển hình dựa vào địa chỉ MAC của giao diện mạng.
ID giao diện có thể được cấu hình bằng định dạng EUI-64.
Để xem một địa chỉ IPv6 được phân chia như thế nào thành các phần con khác nhau của nó, bạn hãy quan sát đến địa chỉ dưới đây:
2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af
Phần site prefix của địa chỉ này là: 2001:0f68:0000. Trường tiếp theo là 0000 biểu thị subnet ID.
Các byte còn lại [0000:0000:1986:69af] biểu thị interface ID.
- Điển hình khi một tiền tố được biểu diễn, nó được viết trong một định dạng đặc biệt.
- Các số 0 trong đó đã giải thích trong bài viết trước và các tiền tố được theo sau bởi một dấu sổ và số.
- Số sau dấu sổ chỉ số lượng của các bit trong tiền tố.
- Trong ví dụ trước tôi đã đề cập đến site prefix cho địa chỉ 2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af là 2001:0f68:0000. Khi tiền tố này có chiều dài 48 bit thì chúng ta nên thêm vào đó a /48 để kết thúc nó hợp thức. Với các con số 0 đã bỏ, tiền tố đó sẽ viết như sau: 2001:f68::/48
Các loại địa chỉ IPv6
Không gian địa chỉ IPv6 phân thành nhiều loại địa chỉ khác nhau. Mỗi loại địa chỉ có chức năng nhất định trong phục vụ giao tiếp.
Khác với phiên bản IPv4, nơi mà một máy tính với một card mạng chỉ được gắn một địa chỉ IPv4 và xác định trên mạng Internet bằng địa chỉ này, một máy tính IPv6 với một card mạng có thể có nhiều địa chỉ, cùng loại hoặc khác loại.
Địa chỉ IPv6 không còn duy trì khái niệm broadcast. Theo cách thức gói tin được gửi đến đích, IPv6 bao gồm ba loại địa chỉ sau:
- Unicast: Địa chỉ unicast xác định một giao diện duy nhất.
- Multicast: Địa chỉ multicast định danh một nhóm nhiều giao diện.
- Gói tin có địa chỉ đích là địa chỉ multicast sẽ được gửi tới tất cả các giao diện trong nhóm được gắn địa chỉ đó. Mọi chức năng của địa chỉ broadcast trong IPv4 được thay thế bởi địa chỉ IPv6 multicast.
- Anycast: Anycast là khái niệm mới của địa chỉ IPv6. Địa chỉ anycast cũng xác định tập hợp nhiều giao diện. Tuy nhiên, trong mô hình định tuyến, gói tin có địa chỉ đích anycast chỉ được gửi tới một giao diện duy nhất trong tập hợp. Giao diện đó là giao diện “gần nhất” theo khái niệm của thủ tục định tuyến.
So sánh địa chỉ IPv4 và IPv6
Sự khác nhau đáng kể nhất giữa IPv4 và IPv6 là chiều dài của địa chỉ nguồn và địa chỉ của chúng.
Việc chuyển sang sử dụng IPv6 là do ngày càng thiếu về số địa chỉ IP.
Giao thức IPv6 có một không gian địa chỉ lớn hơn so với giao thức IPv4. Sau đây là sự khác biệt cụ thể:
- Độ dài của IPv4 là 32 bit [4 byte]. Địa chỉ bao gồm địa chỉ mạng và địa chỉ máy chủ. Độ dài của các thành phần này phụ thuộc vào lớp địa chỉ. Các địa chỉ được chia thành các lớp A, B, C, D và E. Lớp địa chỉ được xác định bởi một số bit ban đầu của địa chỉ. Tổng số địa chỉ IPv4 là 4,294,967,296. Trong văn bản thuần, địa chỉ IPv4 được viết là NNNN, trong đó 0