Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi dual stack 6vpe từ IPv4 sang IPv6 và mô phỏng trên mạng MPLS

• Người hướng dẫn: TS Trần Trúc Mai
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Thông tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Chuyển Đổi Dual Stack 6VPE Từ IPv4 Sang IPv6 Trong Môi Trường Mạng MPLS
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPV6
• 1.1. Tổng quan về IPv6
• 1.2. Đánh giá ưu nhược điểm của IPv6
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI IPv4 SANG IPv6
• 2.1. Kỹ thuật Dual stack
• 2.1.1. Tổng quan về kỹ thuật Dual stack
• 2.1.2. Nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật Dual stack
• 2.1.3. Ứng dụng của kỹ thuật Dual stack
• 2.2. Kỹ thuật đường hầm
• 2.2.1. Tổng quan về kỹ thuật đường hầm
• 2.2.2. Nguyên tắc hoạt động của việc tạo đường hầm
• 2.2.3. Phân loại kỹ thuật đường hầm
• 2.2.3.1. Tunnel bằng tay
• 2.2.3.2. Tunnel bán tự động (Tunnel Broker)
• 2.2.3.3. Tunnel tự động (6to4 tunnel)
• 2.3. Kỹ thuật biên dịch (NAT-PT)
• 2.3.1. Tổng quan về kỹ thuật biên dịch
• 2.3.2. Nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật biên dịch
• 2.3.3. Ứng dụng của kỹ thuật biên dịch
• 2.4. Truyền tải IPv6 trên nền MPLS
• 2.4.1. Kỹ thuật 6PE (IPv6 provider edge router)
• 2.4.2. Kỹ thuật 6VPE (VPN Provider Edge Router)
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG CẤU HÌNH CHUYỂN ĐỔI TỪ IPV4 SANG IPV6 TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG IP MPLS SỬ DỤNG KỸ THUẬT DUAL STACK 6VPE
• 3.1. Bài toán chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 trong môi trường mạng IP MPLS
• 3.2. Mạng chuyển mạch IP MPLS
• 3.3. Sự cần thiết của mạng chuyển mạch IP MPLS
• 3.4. Các công nghệ chuyển mạch truyền thống
• 3.5. Công nghệ IP/MPLS
• 3.6. Hoạt động của mạng chuyển mạch IP MPLS
• 3.7. Lựa chọn kỹ thuật chuyển đổi đáp ứng bài toán
• 3.8. Các kỹ thuật đường hầm truyền thống
• 3.8.1. Đường hầm bằng tay
• 3.8.2. Đường hầm tự động (6to4 tunnels)
• 3.9. Kỹ thuật NAT
• 3.10. Kỹ thuật Dual stack
• 3.11. Kỹ thuật 6PE (IPv6 provider edge router)
• 3.12. Kỹ thuật 6VPE (IPv6 on VPN Provider Edge Routers)
• 3.13. Đề xuất kỹ thuật chuyển đổi để giải quyết bài toán đưa ra
• 3.14. Mô phỏng cấu hình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật Dual stack 6VPE
• 3.14.1. Chương trình sử dụng để mô phỏng mạng
• 3.14.2. Mô hình triển khai
• 3.14.2.1. Mô hình kết nối hiện tại của một nhà cung cấp dịch vụ
• 3.14.2.2. Yêu cầu của bài toán chuyển đổi
• 3.14.3. Mô phỏng quá trình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6
• 3.14.3.1. Mô phỏng mạng IPv4 hiện tại
• 3.14.3.2. Mô phỏng chuyển đổi sử dụng kỹ thuật Dual stack 6VPE
• 3.14.4. So sánh với phương pháp chuyển đổi khác
• 3.14.4.1. Mô phỏng chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật đường hầm bằng tay
• 3.14.4.2. Mô phỏng chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật đường hầm tự động 6to4
• 3.14.4.3. So sánh giữa Kỹ thuật Dual stack 6VPE với Kỹ thuật đường hầm bằng tay, kỹ thuật đường hầm tự động 6to4
• 3.14.5. Đánh giá và kết luận
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về IPv6

Địa chỉ IPv6 (Internet Protocol version 6) là thế hệ địa chỉ Internet mới, được thiết kế để thay thế cho IPv4. Với chiều dài 128 bít, IPv6 cung cấp một không gian địa chỉ khổng lồ, lên tới 2^128 địa chỉ. Điều này giúp khắc phục tình trạng cạn kiệt địa chỉ IPv4. IPv6 không chỉ mở rộng không gian địa chỉ mà còn cải thiện khả năng quản lý, bảo mật và hỗ trợ cho các dịch vụ mới. Đặc biệt, IPv6 hỗ trợ tốt hơn cho các thiết bị di động và các kết nối ngang hàng. Tuy nhiên, việc triển khai IPv6 cũng gặp phải một số khó khăn, như thiết bị cũ không hỗ trợ và chi phí chuyển đổi cao.

1.1. Ưu điểm của IPv6

Một trong những ưu điểm lớn nhất của IPv6 là số lượng địa chỉ không hạn chế, giúp mở rộng không gian địa chỉ từ khoảng 4 tỷ lên tới 2^128 địa chỉ. IPv6 cũng hỗ trợ khả năng tự động cấu hình, giúp giảm thiểu công sức quản lý. Cấu trúc định tuyến của IPv6 được thiết kế phân cấp, giúp tránh quá tải bảng thông tin định tuyến toàn cầu. Hơn nữa, IPv6 hỗ trợ tốt hơn cho các dịch vụ mới như VoIP và QoS, nhờ vào khả năng không phân mảnh và định tuyến hiệu quả.

1.2. Nhược điểm của IPv6

Mặc dù có nhiều ưu điểm, IPv6 vẫn tồn tại một số nhược điểm. Việc triển khai IPv6 gặp khó khăn do nhiều thiết bị cũ không hỗ trợ. Hơn nữa, chi phí và thời gian chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 có thể rất cao. Ngoài ra, IPv6 chưa thể giải quyết hoàn toàn các vấn đề bảo mật tồn tại trong IPv4, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình triển khai.

II. Nghiên cứu các kỹ thuật chuyển đổi IPv4 sang IPv6

Trong bối cảnh IPv4 và IPv6 cùng tồn tại, việc chuyển đổi giữa hai giao thức này là cần thiết. Các công nghệ chuyển đổi chủ yếu bao gồm Dual stack, công nghệ đường hầm và biên dịch. Dual stack cho phép thiết bị hỗ trợ cả hai giao thức, trong khi công nghệ đường hầm sử dụng cơ sở hạ tầng IPv4 để truyền tải gói tin IPv6. Kỹ thuật biên dịch cho phép giao tiếp giữa thiết bị chỉ hỗ trợ IPv6 và thiết bị chỉ hỗ trợ IPv4. Việc lựa chọn kỹ thuật chuyển đổi phù hợp sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng mạng.

2.1. Kỹ thuật Dual stack

Kỹ thuật Dual stack cho phép một thiết bị mạng hoạt động đồng thời với cả IPv4 và IPv6. Khi một host hoạt động ở chế độ Dual stack, nó có thể giao tiếp với cả hai mạng. Việc triển khai Dual stack là cần thiết để đảm bảo sự tương thích giữa hai hệ thống mạng trong quá trình chuyển đổi. Hệ điều hành như Windows và các thiết bị định tuyến của Cisco đều hỗ trợ kỹ thuật này, giúp quản trị viên dễ dàng cấu hình và quản lý.

2.2. Công nghệ đường hầm

Công nghệ đường hầm là một phương pháp sử dụng cơ sở hạ tầng IPv4 để truyền tải gói tin IPv6. Gói tin IPv6 được bọc trong gói tin IPv4 và truyền qua mạng IPv4. Nguyên tắc hoạt động của công nghệ này yêu cầu thiết bị kết nối tại các điểm đầu và cuối phải hỗ trợ cả hai giao thức. Việc thiết lập đường hầm có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động, tùy thuộc vào yêu cầu của mạng.

III. Mô phỏng cấu hình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 sử dụng kỹ thuật Dual stack 6VPE

Mô phỏng cấu hình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 trong môi trường mạng MPLS sử dụng kỹ thuật Dual stack 6VPE là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Việc mô phỏng giúp đánh giá hiệu suất và khả năng tương thích của các kỹ thuật chuyển đổi trong môi trường thực tế. Mô hình triển khai sẽ bao gồm các yêu cầu cụ thể và quá trình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6. So sánh giữa các phương pháp chuyển đổi khác nhau sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu quả của từng kỹ thuật.

3.1. Mô phỏng mạng IPv4 hiện tại

Mô phỏng mạng IPv4 hiện tại sẽ giúp xác định các vấn đề và thách thức trong quá trình chuyển đổi. Việc phân tích cấu hình mạng hiện tại sẽ cung cấp thông tin cần thiết để thiết lập mô hình chuyển đổi. Các thông số như băng thông, độ trễ và hiệu suất mạng sẽ được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo rằng quá trình chuyển đổi diễn ra suôn sẻ.

3.2. So sánh giữa các kỹ thuật chuyển đổi

So sánh giữa kỹ thuật Dual stack 6VPE với các phương pháp chuyển đổi khác như đường hầm bằng tay và đường hầm tự động 6to4 sẽ giúp đánh giá hiệu quả và tính khả thi của từng phương pháp. Các yếu tố như hiệu suất mạng, độ tin cậy và chi phí sẽ được phân tích để đưa ra kết luận về kỹ thuật chuyển đổi tối ưu cho môi trường mạng cụ thể.