Giao thức phiên bản mới IPv6 thay thế giao thức IPv4

Hệ thống thông tin toàn cầu truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau qua giao thức TCP/IP (Mạng Internet) đã được hình thành và phát triển từ năm 1983 cho đến hiện nay. Trải qua các giai đoạn phát triển rất nhanh có tính bùng nổ với các loại hình dịch vụ và phương thức kết nối, kể từ năm 2011, kho địa chỉ với giao thức thế hệ IPv4 với 32 bít và khoảng 2³² địa chỉ (tương đương 4,3 tỷ) được thiết kế cho các máy tính và mạng máy tính nối mạng đã chính thức cạn kiệt trên phạm vi toàn cầu.

Trước tình hình này, Tổ chức quốc tế của các kỹ sư về Internet (IETF) đã nghiên cứu và đề xuất thiết kế giao thức phiên bản mới là IPv6 thay thế giao thức IPv4 vào cuối năm 1998. IPv6 được thiết kế bảo đảm kết nối mạng bao gồm cả những thiết bị mang tính cá nhân (ô tô, điện thoại thông minh, …) để thay thế, để khắc phục các nhược điểm của IPv4 và đáp ứng được các yêu cầu phát triển của công nghệ, dịch vụ Internet thế hệ mới. Hiện tại, IPv6 đang được triển khai mạnh mẽ trên phạm vi toàn cầu cũng như tại Việt Nam.

Các xu hướng công nghệ mới ngày nay như Internet vạn vật (Internet of Things- IoT), thiết bị thông tin di động thế hệ 4G/5G,… đều có thể kết nối được với sự hỗ trợ của IPv6. Điều này cho thấy tầm quan trọng của IPv6 đối với sự phát triển của công nghệ trong tương lai, đặc biệt là trong thời đại của Internet vạn vật.

Địa chỉ theo giao thức IPv6 được thiết kế như thế nào?

Địa chỉ theo giao thức 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 mạng Internet trong hơn hai thập kỷ vừa qua.

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 địa chỉ IPv4 cạn kiệt để bổ sung tài nguyên địa chỉ, bảo đảm kết nối hoạt động Internet bình thường.

- Khắc phục các nhược điểm trong thiết kế của địa chỉ IPv4, bổ sung thêm nhiều tính năng kết nối giữa các thiết bị, phần tử trên mạng Internet.

Địa chỉ IPv6 có chiều dài 128 bít, biểu diễn dưới dạng 8 cụm số hexa (hệ đếm cơ số 16), mỗi cụm có 4 số hexa, phân cách bởi dấu :, ví dụ 2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af. Với 128 bít chiều dài, không gian địa chỉ IPv6 gồm 3,4 x 10³⁸ địa chỉ, cung cấp một lượng địa chỉ khổng lồ cho hoạt động Internet.

IPv6 được thiết kế với những đặc điểm, lợi ích và mục tiêu như sau:

- 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 kỹ thuật biên dịch địa chỉ mạng (Network Adress Translation –NAT).

- Quản trị mạng dễ dàng hơn: Giao thức cấu hình động máy chủ (Dynamic Host Configuration Protocol- DHCP) được sử dụng trong IPv4 để cấu hình bán tự động cho máy tính, giảm can thiệp vào hệ thống mạng, tránh việc hai máy tính khác nhau có cùng địa chỉ. Trong IPv6, DHCP được thiết kế mạnh hơn với khả năng tự động toàn bộ cấu hình DHCP mà không cần sử dụng máy chủ, giảm cấu hình thủ công.

- Cấu trúc định tuyến gói tin tốt hơn: Định tuyến trong IPv6 được thiết kế hoàn toàn theo cơ chế phân cấp, tối ưu hóa việc truyển tải lưu lượng trên mạng Internet.

- 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 trên 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.

Tình hình triển khai mạng IPv6 trên thế giới và mạng IPv6 Quốc gia của Việt Nam

Quá trình thử nghiệm chuyển đổi IPv6 được thực hiện lần đầu tiên vào 8/6/2011, với tên gọi ‘Ngày IPv6 thế giới’. Các trang web lớn như Google, Facebook, Yahoo! và các Trang web nổi tiếng khác đã thử nghiệm mạng IPv6 để kiểm tra xem khả năng xử lý và xác định những điều vẫn cần phải làm trước khi cả thế giới chuyển sang giao thức mới và vào 06/6/2012, giao thức IPv6 mới được chính thức áp dụng rộng rãi và đi vào sử dụng dụng thực tiễn.

Mạng IPv6 Quốc gia được khai trương vào dịp kỷ niệm Ngày IPv6 Việt Nam năm 2013 (ngày 6/5/2013), trên nền tảng cốt lõi là Hệ thống DNS quốc gia và Trạm trung chuyển lưu lượng Internet quốc gia (VNIX) và các kết nối từ các doanh nghiệp Internet. Được duy trì và phát triển liên tục từ thời điểm đó tới nay, mạng IPv6 Quốc gia là nền tảng hạ tầng vững chắc cho công tác triển khai IPv6 tại Việt Nam.

Tính đến tháng 8/2018, có 14/18 ISP kết nối VNIX qua IPv6. Trạm trung chuyển lưu lượng Internet quốc gia (VNIX) hoạt động ổn định. Số lượng thành viên kết nối IPv6 tăng trưởng đều đặn qua các năm. Mạng máy chủ tên miền DNS quốc gia hoạt động tốt với IPv6 (5/7 cụm máy chủ hoạt động song song IPv4/IPv6).

Hệ thống VNIX

Xác định tầm quan trọng của việc chuyển đổi sang sử dụng địa chỉ Internet thế hệ mới IPv6, ngày 6/5/2008 Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông đã ban hành Chỉ thị số 03/2008/CT-BTTTT về việc thúc đẩy sử dụng địa chỉ Internet thế hệ mới IPv6, trong đó tập trung vào các mục tiêu trọng tâm như: Tuyên truyền, phổ biến và nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc sử dụng IPv6; nhanh chóng triển khai kết nối, sử dụng và cung cấp các dịch vụ trên nền IPv6; tăng cường các hoạt động nghiên cứu, đào tạo và hợp tác quốc tế về IPv6.

Theo lộ trình Kế hoạch hành động quốc gia về IPv6 ban hành theo Quyết định số 433/QĐ-BTTTT ngày 19/3/2011; điều chỉnh bổ sung theo Quyết định số 1509/QĐ-BTTTT ngày 20/10/2014 của Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông, Việt Nam đang chuẩn bị bước vào giai đoạn chính thức chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 cho toàn bộ hệ thống mạng, dịch vụ Internet trong nước. Việc Việt Nam có trạm trung chuyển Internet quốc gia (VNIX) rất thuận lợi cho việc xây dựng mạng lõi để hình thành mạng thử nghiệm IPv6 quốc gia.

Tính đến nay, Kế hoạch hành động quốc gia về IPv6 đang đi đến giai đoạn cuối - Giai đoạn chuyển đổi IPv6. Công tác triển khai IPv6 được đẩy mạnh.

Tỷ lệ ứng dụng IPv6 tại Việt Nam tăng trưởng vượt bậc trong 2 năm gần đây. Theo số liệu được công bố bởi Tổ chức quản lý địa chỉ khu vực Châu Á - Thái Bình Dương (APNIC), tính đến tháng 1/2019, tỷ lệ IPv6 Việt Nam đạt khoảng 27,87%, đứng thứ 2 khu vực ASEAN, thứ 7 khu vực Châu Á. Những con số thống kê bởi Cisco cũng cho thấy, số lượng người dùng IPv6 tại Việt Nam đạt khoảng 15 triệu người, chiếm 11,6% số người sử dụng Internet, đứng thứ 13 trên toàn thế giới.

Tuy nhiên vẫn tồn tại một khoảng cách lớn giữa tình hình triển khai thực tế tại Việt Nam và xu thế chung trên thế giới. Cụ thể như:

- Nhận thức của các ISP Việt Nam về IPv6 được cải thiện đáng kể song vẫn còn chưa mang tính đột phá.

- Chưa có một ISP nào thực sự nghiên cứu, cung cấp thử nghiệm được dịch vụ thương mại trên nền IPv6.

- Một số thành viên quảng bá được các vùng địa chỉ IPv6 đã cấp ra mạng IPv6 quốc tế mới chỉ dừng ở mức "để biết" mà chưa duy trì được quá trình thử nghiệm một cách lâu dài, ổn định.

Hiện VNPT (VinaPhone) là nhà mạng di động đầu tiên tại Việt Nam chính thức triển khai dịch vụ IPv6 cho thuê bao 4G LTE. Tính đến đầu tháng 5/2018, VNPT đã có tới 134.164 thuê bao 4G LTE của mạng VinaPhone sử dụng IPv6 với lưu lượng IPv6 cho di động đạt 2.025.208 kbit/s.

Kết quả về tình hình triển khai IPv6:

Biểu đồ tỉ lệ ứng dụng IPv6 tại Việt Nam (Cập nhật ngày 30/09/2018, nguồn APNIC)

Kết quả triển khai IPv6 của Tập đoàn VNPT (Cập nhật tháng 09/2018, nguồn World IPv6 Launch)

Kết quả triển khai IPv6 của FPT Telecom (Cập nhật tháng 09/2018, nguồn World IPv6 Launch)

Việc chuyển đổi này sẽ ảnh hưởng đến người sử dụng Internet như thế nào?

Nếu chỉ là những người dùng Internet thông thường, thì trên thực tế quá trình chuyển đổi này không ảnh hưởng quá nhiều đến chúng ta, thậm chí nhiều người trong chúng ta còn không nhận thức được rằng quá trình chuyển đổi đang diễn ra, ngoại trừ tốc độ duyệt web trong thời gian chuyển đổi có thể bị đôi chút chậm lại.

Ngày nay, hầu hết các hệ điều hành đều đã hỗ trợ IPv6, bao gồm cả Mac OS X 10.2 và Windows XP SP1.

Trong quá trình chuyển tiếp giữa từ IPv4 sang IPv6, cả hai hệ thống sẽ cùng hoạt động song song. Những thiết bị sử dụng IPv4 vẫn được sử dụng bình thường, tuy nhiên trong tương lai, những thiết bị mới có kết nối mạng Internet đều sẽ phải sử dụng IPv6 làm chuẩn mặc định.

Tuy vậy, người người dùng không thực sự phải lo lắng cũng như không cần phải làm bất cứ điều gì để chuẩn bị cho quá trình chuyển đổi này. Mọi thứ sẽ được chuyển đổi một cách tự động và các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) sẽ có nghĩa vụ thực hiện điều này.

Để kiểm tra xem thiết bị của bạn đã được cấp phát địa chỉ IPv6 hay chưa, người sử dụng có thể truy cập vào trang web tại http://test-ipv6.com/, thông tin về địa chỉ IP (bao gồm IPv4 và IPv6) sẽ được hiển thị rõ. Nếu máy tính hay thiết bị chưa được hỗ trợ IPv6 thì cũng là một điều bình thường vì phần lớn các nhà cung cấp dịch vụ Internet vẫn chưa sẵn sàng để cung cấp IPv6 rộng rãi đến cho người dùng.

Để thực hiện quá trình chuyển đổi từ IPv4 sáng IPv6 trên địa bàn tỉnh, cần thực hiện đầy đủ nhiệm vụ được giao tại Chỉ thị số 03/2008/CT-BTTTT, Kế hoạch hành động quốc gia về IPv6 ban hành theo Quyết định số 433/QĐ-BTTTT ngày 19/3/2011; điều chỉnh bổ sung theo Quyết định số 1509/QĐ-BTTTT ngày 20/10/2014 của Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông, trong đó thực hiện tốt nhiệm vụ tuyên truyền phổ biến kiến thức về IPv6, các giải pháp triển khai thực hiện cho rộng rãi các đối tượng cơ quan, cá nhân sử dụng Internet biết và thực hiện; quán triệt các doanh nghiệp viễn thông cung cấp dịch vụ truy nhập Internet trên địa bàn tỉnh chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 của các tổ chức, doanh nghiệp, mạng chuyên dùng của các cơ quan Đảng, Nhà nước kịp thời theo yêu cầu tiến độ là hoàn thành trước 31/12/2019.

Phan Đình Mạnh (tổng hợp)