Biểu Diễn Địa Chỉ IPv6 (Chuyên Đề Đào Tạo IPv6 – Phần 1)

Tổng quát

Internet Protocol Version 6 (IPv6) là phiên bản nâng cấp của giao thức IPv4, có nhiều thay đổi, bổ sung. Tuy nhiên những thay đổi, bổ sung này không biến đổi bản chất cơ bản hoạt động của IP. Cấu trúc đánh địa chỉ là nơi có thể quan sát rất rõ những khác biệt giữa IPv4 và IPv6. Địa chỉ IPv6 được thiết kế có chiều dài 128 bít, gấp 4 lần chiều dài của địa chỉ IPv4. Cấu trúc cũng như mô hình địa chỉ có những thay đổi lớn so với phiên bản IPv4. Phần nội dung này xin giới thiệu với bạn đọc  về các dạng địa chỉ, cấu trúc đánh địa chỉ IPv6. Bạn sẽ tìm hiều về IPv6 header. Qua đó thấy được những khác biệt và thay đổi trong địa chỉ IPv6. Bạn đọc cũng thực hiện một bài thực hành kích hoạt thủ tục IPv6 trên hệ điều hành window, linx, thực hiện một số cấu hình cơ bản và quan sát về địa chỉ IPv6.

Biểu diễn địa chỉ IPv6

Các hệ số thập phân, nhị phân, hexa decimal

Chữ số chúng ta sử dụng trong cuộc sống thường nhật được gọi là số thập phân. Phép tính thực hiện với các con số thập phân được gọi là cơ số 10. Mọi chữ số chỉ có thể biểu diễn được mười giá trị từ 0 đến 9.  Đối với con người, những con số hệ số thập phân vô cùng quen thuộc.

Hệ thập phân (cơ số 10)

2024 = 4x100 + 2x101 + 0x102 + 2x103 = 2024

Tuy nhiên, trong lĩnh vực kỹ thuật, máy móc lại sử dụng phổ biến hai hệ số khác, như con người quen thuộc với hệ số thập phân: đó là hệ nhị phân (binary – cơ số 2) và hệ số hexa decimal (cơ số 16).

Các máy tính lưu trữ và xử lý thông tin bằng một tập hợp những đoạn thông tin với hai tình trạng đơn giản “có” và “không”. Hệ nhị phân chỉ bao gồm hai số “1” và “0” tương ứng tình trạng này. Các giá trị bao gồm dãy các chữ số 0 và 1. Với cơ số 2, con số nhị phân sẽ được quy đổi ra giá trị thập phân như sau:

Hệ nhị phân (cơ số 2)

1101 = 1x20 + 0x21 + 1x 22 + 1x23 = 13

Con số 13 của hệ số thập phân tương ứng với dãy số 1101 biểu diễn trong hệ nhị phân. Nếu chuyển đổi một dãy số 32 bít nhị phân “11001011101000100011100110110111” sang dạng số thập phân theo quy tắc như trên, giá trị thập phân nhận được sẽ vô cùng lớn và khó nhớ. Do vậy, người ta thường hay sử dụng cách thức nhóm các số nhị phân, có thể theo 4 số (octet) hay 8 số (byte). Chuỗi số 32 bít trên có thể phân ra như sau: “1100.1011.1010.0010.0011.1001.1011.0111”

Nếu phân từng nhóm 4 số nhị phân, mỗi nhóm sẽ có 16 giá trị thập phân từ 0 đến 15. Hoàn toàn có thể xây dựng một hệ số có 16 giá trị. Hệ số đó được gọi là hệ số hexadecimal, còn gọi tắt là hexa, cơ số 16. Tuy nhiên, có một vấn đề về các ký tự biểu diễn giá trị con số hexa: chúng ta chỉ có 9 chữ số để biểu diễn mười giá trị từ 0 đến 9. Như vậy từ giá trị 10 đến 15,  cần phải dùng các ký tự dạng chữ để biểu diễn. Các ký tự đó được sử dụng như sau: A biểu diễn giá trị 10, B-11, C-12, D-13, E-14 và F-15.

Một số hexa tương ứng nhóm 4 số nhị phân. Chúng ta có thể quy đổi qua lại giữa các hệ số nhị phân, thập phân, hexa decimal :

Hexa decimal (cơ số 16)

0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

F= 15 (thập phân) = 1111 (nhị phân)

      CA82 = 2x160 + 8x161 + 10x162 + 12x163 = 51842

Cách viết địa chỉ IPv4

Địa chỉ ipv4 gồm 32 bít nhị phân, được chia thành các nhóm 8 bít phân cách nhau bởi dấu chấm và chuyển đổi thành giá trị thập phân cho dễ nhớ

Địa Chỉ IPv4

Nếu 32 bít này, thay vì chia thành các nhóm 8 bít như trên, được chia thành các nhóm 4 bít nhị phân và chuyển đổi sang chữ số hexa. Rồi lại tiếp tục nhóm 4 chữ số hexa thành một nhóm phân cách bởi dấu “:”, khi đó địa chỉ ipv4 này sẽ được biểu diễn theo dạng số hexa decimal.

 

Biểu diễn địa chỉ IPv4

1.3Cách viết địa chỉ IPv6

Địa chỉ IPv6 được viết dưới dạng hexa decimal. Địa chỉ IPV6 có độ dài 128 bít nhị phân. 128 bít nhị phân này được chia thành các nhóm 4 bít, chuyển đổi viết theo dạng số hexa decimal và nhóm 4 số hexa thành một nhóm phân cách bởi dấu “:” như trên. Kết quả, địa chỉ ipv6 được biểu diễn thành một dãy số gồm 8 nhóm số hexa cách nhau bằng dấu “:”, mỗi nhóm gồm 4 chữ số hexa.

 

Rút gọn cách viết địa chỉ IPv6:

Không như địa chỉ IPv4, địa chỉ ipv6 có rất nhiều dạng. Trong đó có những dạng chứa nhiều chữ số 0 đi liền nhau. Nếu viết toàn bộ và đầy đủ những con số này thì dãy số biểu diễn địa chỉ IPv6 thường rất dài. Do vậy, có thể rút gọn cách viết địa chỉ ipv6 theo hai quy tắc sau đây:

Quy tắc 1: Trong một nhóm 4 số hexa, có thể bỏ bớt những số 0 bên trái. Ví dụ cụm số “0000” có thể viết thành “0”, cụm số “09C0” có thể viết thành “9C0”

Quy tắc 2: Trong cả địa chỉ ipv6, một số nhóm liền nhau chứa toàn số 0 có thể không viết và chỉ viết thành “::”. Tuy nhiên, chỉ được thay thế một lần như vậy trong toàn bộ một địa chỉ ipv6. Điều này rất dễ hiểu. Nếu chúng ta thực hiện thay thế hai hay nhiều lần các nhóm số 0 bằng “::”, chúng ta sẽ không thể biết được số các số 0 trong một cụm thay thể bởi “::” để từ đó khôi phục lại chính xác địa chỉ IPv6 ban đầu.

 

Ví dụ về rút gọn địa chỉ IPv6

Địa chỉ ipv6 còn được biểu diễn theo cách thức liên hệ với địa chỉ ipv4. 32 bít cuối của địa chỉ ipv6 tương ứng địa chỉ ipv4 được biết theo cách viết thông thường của địa chỉ ipv4, như trong ví dụ trên.

Xem tiếp Phần 2: http://www.waren.vn/chuyen-de/cau-truc-danh-dia-chi-cac-dang-dia-chi-ipv6-chuyen-de-dao-tao-ipv6-phan-2.html