So sánh những điểm tối ưu của IPv6 so với IPv4

I. Ấn tượng ban đầu về địa chỉ IPv6

Khi nhắc đến IPv6, nhiều người rất ngại bởi vì có sự khác biệt quá lớn giữa địa chỉ IPv6 và IPv4. Lý do đầu tiên, IPv6 là một giao thức mới, với nhiều khái niệm và tính năng mới, yêu cầu người dùng phải làm quen với một lượng kiến thức mới khá lớn. Thứ hai, địa chỉ IPv6 l28 bit, quá dài so với 32 bit của IPv4, mặt khác IPv6 lại được biểu diễn ở dạng Hexa rất khó nhớ so với dạng thập phân của IPv4.

Dù vậy, cho đến nay, giao thức IPv6 đang được sử dụng ngày càng nhiều trên thế giới. Hình dưới đây là thống kê số lượng người dùng địa chỉ IPv6 truy cập các trang Web của Google. Con số 34.78% thể hiện tỉ lệ người dùng IPv6 so với tổng số lượng người dùng Internet. Tỉ lệ này tăng rất nhanh kể từ năm 2015 cho đến nay.

Điều này chứng tỏ IPv6 có nhiều cải tiến và mang lại nhiều giá trị cho các hệ thống. Phần tiếp theo minh họa một số điểm tối ưu của IPv6 so với IPv4 để bạn đọc có thể cảm nhận thêm điều này.

II. Một số hạn chế của IPv4

Dưới đây là một hình ảnh quen thuộc về việc quy hoạch địa chỉ cho một hệ thống mạng IPv4. Kỹ thuật CIRD (Classless Inter Domain Routing) và VLSM (Variable Length Subnet Mask) cho phép quy hoạch địa chỉ IPv4 một cách linh động và tiết kiệm hơn.

Nhìn tổng thể bức tranh chúng ta thấy không có sự đồng nhất các Subnet mask, rất khó nhớ và khó quản lý. Ngoài ra kỹ thuật NAT cũng có một số hạn chế đối với một số ứng dụng và kết nối End-to-End.

Trong trường hợp kết nối VPN giữa 2 đơn vị, khả năng xảy ra trùng địa chỉ (Overlap) rất cao. Đối với một số doanh nghiệp các dãy địa chỉ IPv4 Private (10.0.0.0/8, 172.16.0.0-172.31.0.0/16 và 192.168.0.0-192.168.255.0/24) không đủ để quy hoạch cho hệ thống.

III. Sự tối ưu của IPv6 trong quy hoạch địa chỉ

Vẫn cùng hệ thống mạng như trên, nếu chúng ta dùng IPv6 để quy hoạch thì hình ảnh địa chỉ IPv6 của hệ thống sẽ đơn giản và dễ nhớ hơn so với IPv4.

Tất cả các subnet đều có mask /64, các kết nối point-to-point đều là /27. Rất đơn giản, trong sáng và dễ nhớ. Mỗi /64 cho số địa chỉ IP lớn hơn tổng số IPv4 hiện tại nên sẽ không lo bị thiếu trong tương lai. Các địa chỉ IPv6 hoàn toàn là địa chỉ Public nên cũng không cần tính năng NAT/NAPT tại các Firewall. Kết nối VPN với các đối tác không bao giờ bị trùng địa chỉ IP.

IV. Sự tối ưu của IPv6 trong Routing

Không chỉ đơn giản hóa trong việc phân địa chỉ cho từng mạng con, IPv6 cũng giúp cải thiện cả vấn đề Routing.

Với số lượng vô hạn địa chỉ IPv6, thường mỗi đơn vị khi đăng ký địa chỉ IPv6 sẽ được cấp một Network /48. Network /48 này sẽ tương đương với 65536 Subnet /64 nên việc phân bổ địa chỉ sẽ thuận tiện hơn và cho phép dư thừa. Việc dư thừa này mang lại lợi ích sau:

- Cho phép gom (Aggregate) các Route trên các Router nên bảng Routing table sẽ gọn hơn, việc xử lý gói tin nhanh hơn, hiệu suất hoạt động của Router tốt hơn.

- Do các Route được gom nên khi có sự chập chờn kết nối (Flapping) giữa các Router bên dưới thì bảng Routing của các Router ở phía trên sẽ không bị ảnh hưởng nên giúp cho mạng hoạt động ổn định hơn nhiều.

V. Địa chỉ IPv6 độc lập

Với độ dài 128 bit, số lượng địa chỉ IPv6 rất lớn nên các tổ chức có thể dễ dàng đăng ký dãy IPv6 với số lượng lớn cho mình. Các tổ chức thường đăng ký địa chỉ thông qua nhà mạng (ISP) hoặc đơn vị quản lý địa chỉ IP quốc gia (NIR – National Internet Register).

Các địa chỉ nhận từ ISP được gọi là địa chỉ Provider Aggregatable (PA) hay còn gọi là địa chỉ phụ thuộc. Điều này có nghĩa tùy theo nhà cung cấp dịch vụ (ISP) mà khách hàng sẽ nhận được các dãy IPv6 khác nhau nên khi thay đổi nhà mạng, các địa chỉ IPv6 cũng sẽ thay đổi.

Còn các địa chỉ nhận từ NIR được gọi là Provider Independent (PI) hay là địa chỉ độc lập. Các địa chỉ này không phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ nên cho phép các đơn vị hay doanh nghiệp có thể kết nối nhiều nhà mạng khác nhau (Multi-homing) để thực hiện cân bằng tải và bảo đảm tính dự phòng kết nối.

Tại Việt Nam, Trung tâm Internet Việt Nam (VNNIC – www.vnnic.vn) là NIR, có vai trò quản lý và cung cấp địa chỉ IPv6 cho các đơn vị và doanh nghiệp trong nước.

Vì thế, với số lượng địa chỉ rất lớn, IPv6 cho phép cấp địa chỉ độc lập thuận tiện hơn rất nhiều so với IPv4.

VI. Kết luận

Giao thức IPv6 đang được triển khai ngày càng nhiều trên thế giới. Dù rằng đây là giao thức rất mới nhưng đã mang lại rất nhiều lợi ích cho người dùng, cho người quản trị và cả cho các ứng dụng.

Bài viết này chỉ mới minh họa một số điểm tối ưu của IPv6 để thấy sự trong sáng, đơn giản và thuận tiện so với IPv4. Nếu đi sâu vào giao thức IPv6, chúng sẽ thấy giao thức này rất mang lại nhiều tiện ích và cải thiện rất nhiều so với giao thức IPv4.

Qua bài viết này, hy vọng các bạn có cảm nhận tốt hơn về IPv6 và từ đó sẽ mạnh dạn trong nghiên cứu và triển khai các hệ thống IPv6.

Nguyễn Văn Bình