IPv6 là gì? Giải mã Giao thức Internet thế hệ mới thay thế IPv4

Chào bạn, tôi là WiWeb đây! Trong thế giới số không ngừng phát triển, nền tảng Internet cũng cần liên tục đổi mới. Bạn có bao giờ tự hỏi địa chỉ IP mà thiết bị của mình đang dùng đến từ đâu và liệu nó có đủ cho hàng tỷ thiết bị kết nối mỗi ngày không? IPv6 chính là câu trả lời cho tương lai đó. Bài viết này sẽ cùng bạn giải mã Giao thức Internet thế hệ mới IPv6, tìm hiểu tại sao nó lại quan trọng và nó khác biệt gì so với IPv4 quen thuộc. Hãy cùng WiWeb khám phá nhé!

IPv6 là gì? Giới thiệu Giao thức Internet phiên bản 6

Chắc hẳn bạn đã quá quen thuộc với thuật ngữ địa chỉ IP rồi đúng không? Nó giống như địa chỉ nhà của bạn trên Internet vậy. IPv6, viết tắt của Internet Protocol version 6, chính là phiên bản mới nhất của Giao thức Internet (IP). Nó được thiết kế để thay thế cho phiên bản tiền nhiệm, IPv4 (Internet Protocol version 4), vốn đã được sử dụng từ những ngày đầu của Internet.

Hãy hình dung thế này: IPv4 giống như một hệ thống số điện thoại cũ với số lượng có hạn. Khi ngày càng nhiều người sử dụng điện thoại (tương ứng với thiết bị kết nối Internet), hệ thống này bắt đầu không đủ số để cấp phát. IPv6 ra đời như một hệ thống số điện thoại hoàn toàn mới, với khả năng cung cấp một lượng số khổng lồ, gần như vô tận.

Về cơ bản, IPv6 là một bộ quy tắc kỹ thuật xác định cách các gói dữ liệu được định tuyến và truyền đi trên Internet. Nó sử dụng một định dạng địa chỉ IPv6 hoàn toàn mới, dài hơn và phức tạp hơn so với IPv4, nhưng chính điều này lại mang đến không gian địa chỉ rộng lớn và nhiều cải tiến quan trọng khác. Mục tiêu chính của IPv6 là giải quyết vấn đề cạn kiệt địa chỉ IPv4 và tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển không ngừng của Internet, đặc biệt là với sự bùng nổ của Internet of Things (IoT). Nó không chỉ đơn thuần là một bản nâng cấp, mà là một bước tiến cần thiết để đảm bảo Internet có thể tiếp tục mở rộng và phục vụ nhu cầu kết nối ngày càng tăng của chúng ta.

Tại sao IPv6 ra đời và trở nên cần thiết?

Bạn có bao giờ thắc mắc tại sao chúng ta lại cần một thứ phức tạp như IPv6 khi IPv4 dường như vẫn đang hoạt động tốt không? Lý do chính và cấp bách nhất nằm ở sự cạn kiệt địa chỉ IPv4. Khi Internet được thiết kế lần đầu vào những năm 1980, không ai có thể hình dung được quy mô phát triển chóng mặt của nó. IPv4 với khoảng 4.3 tỷ địa chỉ, tưởng chừng là rất lớn vào thời điểm đó, nhưng đã nhanh chóng trở nên thiếu hụt.

Thử nghĩ xem: Dân số thế giới đã vượt 8 tỷ người. Mỗi người lại sở hữu nhiều thiết bị có khả năng kết nối Internet: điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop, đồng hồ thông minh, TV thông minh,… Chưa kể đến hàng tỷ thiết bị Internet of Things (IoT) đang được triển khai trong các nhà máy, thành phố thông minh, nông nghiệp, và ngay trong chính ngôi nhà của chúng ta. Mỗi thiết bị này, về lý thuyết, đều cần một địa chỉ IP công cộng duy nhất để giao tiếp trực tiếp trên Internet. Rõ ràng, 4.3 tỷ địa chỉ IPv4 là không thể đủ.

Sự thiếu hụt này không chỉ là lý thuyết. Các tổ chức quản lý địa chỉ Internet khu vực như APNIC (Châu Á – Thái Bình Dương) hay VNNIC (Việt Nam) đã thông báo cạn kiệt nguồn địa chỉ IPv4 mới từ nhiều năm trước. Điều này buộc các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và doanh nghiệp phải sử dụng các giải pháp tạm thời như NAT (Network Address Translation), nhưng NAT lại gây ra nhiều hạn chế và phức tạp hóa việc kết nối. IPv6 ra đời chính là giải pháp căn cơ và dài hạn cho vấn đề này, đảm bảo Internet có đủ ‘đất’ để phát triển trong tương lai.

Vấn đề cốt lõi: Sự cạn kiệt không gian địa chỉ IPv4

Hãy nói sâu hơn một chút về vấn đề cạn kiệt địa chỉ IPv4. Con số 4,294,967,296 (2^32) địa chỉ nghe có vẻ lớn, nhưng thực tế, không phải tất cả đều có thể sử dụng công khai. Một phần đáng kể được dành riêng cho các mục đích đặc biệt (như mạng riêng, multicast). Số lượng địa chỉ công cộng thực tế có thể cấp phát còn ít hơn nhiều.

Khi các khối địa chỉ IPv4 cuối cùng được phân bổ hết bởi IANA (Internet Assigned Numbers Authority) cho các cơ quan đăng ký khu vực (RIRs) như APNIC, ARIN, RIPE NCC vào khoảng năm 2011-2012, và sau đó các RIRs cũng dần cạn kiệt nguồn cung cho các ISP và tổ chức, tình hình trở nên thực sự cấp bách. Tại Việt Nam, VNNIC cũng đã phải áp dụng các chính sách cấp phát IPv4 rất hạn chế.

Điều này dẫn đến hậu quả gì?

• Khó khăn cho việc mở rộng mạng lưới: Các ISP mới hoặc các doanh nghiệp muốn mở rộng gặp khó khăn trong việc xin cấp phát địa chỉ IPv4 mới.
• Phụ thuộc vào NAT: Việc sử dụng NAT (Network Address Translation) trở nên phổ biến. NAT cho phép nhiều thiết bị trong một mạng nội bộ chia sẻ chung một hoặc vài địa chỉ IPv4 công cộng. Nó giống như một tổng đài viên vậy, nhận thư từ bên ngoài (Internet) rồi chuyển đến đúng người (thiết bị) trong văn phòng (mạng nội bộ). Mặc dù NAT giúp tiết kiệm địa chỉ, nó lại phá vỡ nguyên tắc kết nối đầu cuối (end-to-end) của Internet, gây khó khăn cho các ứng dụng peer-to-peer (như game online, hội nghị truyền hình), tăng độ trễ và làm phức tạp việc quản lý, gỡ lỗi mạng.
• Thị trường mua bán địa chỉ IPv4: Sự khan hiếm đã tạo ra một thị trường thứ cấp, nơi các khối địa chỉ IPv4 được mua bán với giá cao, gây tốn kém chi phí cho các tổ chức.

Sự cạn kiệt địa chỉ IPv4 không phải là một nguy cơ xa vời, mà là một thực tế đang diễn ra, thúc đẩy mạnh mẽ việc chuyển đổi sang IPv6.

Đặc điểm và lợi ích chính của IPv6 so với IPv4

Vậy, IPv6 mang lại những gì vượt trội so với IPv4? Không chỉ là giải quyết vấn đề địa chỉ, IPv6 còn đi kèm với nhiều cải tiến đáng kể. Dưới đây là một số điểm khác biệt và lợi ích IPv6 nổi bật:

• Không gian địa chỉ khổng lồ: Đây là lợi ích rõ ràng nhất. IPv6 sử dụng địa chỉ 128-bit, cung cấp khoảng 3.4 x 10^38 địa chỉ (340 undecillion). Con số này lớn đến mức khó tưởng tượng, đủ để cấp phát hàng tỷ tỷ địa chỉ cho mỗi mét vuông trên Trái Đất. Nó hoàn toàn đáp ứng nhu cầu của Internet of Things và các công nghệ tương lai.
• Cấu trúc Header đơn giản hóa: Header IPv6 (phần đầu của gói tin chứa thông tin điều khiển) được thiết kế lại, loại bỏ một số trường không cần thiết hoặc ít dùng trong Header IPv4. Điều này giúp các bộ định tuyến (router) xử lý gói tin IPv6 nhanh hơn, giảm độ trễ và tăng hiệu suất mạng.
• Bảo mật tích hợp tốt hơn: IPSec (Internet Protocol Security), một bộ giao thức bảo mật cung cấp mã hóa và xác thực, là một phần bắt buộc trong IPv6. Mặc dù IPSec cũng có thể dùng với IPv4, nhưng trong IPv6, nó được tích hợp chặt chẽ hơn ngay từ đầu, tạo nền tảng cho các kết nối an toàn hơn.
• Tự động cấu hình địa chỉ (SLAAC): IPv6 hỗ trợ SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration). Tính năng này cho phép các thiết bị tự động tạo ra địa chỉ IPv6 của riêng mình dựa trên thông tin từ router mà không cần máy chủ DHCP tập trung (mặc dù DHCPv6 vẫn tồn tại cho các cấu hình phức tạp hơn). Điều này giúp đơn giản hóa việc quản lý mạng, đặc biệt là các mạng lớn.
• Loại bỏ NAT: Với không gian địa chỉ rộng lớn, mỗi thiết bị có thể có địa chỉ IPv6 công cộng duy nhất, loại bỏ sự cần thiết của NAT. Điều này khôi phục lại mô hình kết nối đầu cuối của Internet, giúp các ứng dụng hoạt động hiệu quả và dễ dàng hơn.
• Hỗ trợ tốt hơn cho Multicast và Anycast: IPv6 cải thiện khả năng Multicast (gửi một gói tin đến nhiều đích) và giới thiệu Anycast một cách chuẩn hóa hơn (gửi gói tin đến một đích gần nhất trong một nhóm các đích có cùng địa chỉ). Điều này hữu ích cho việc phân phối nội dung và cân bằng tải.

Những cải tiến này cho thấy IPv6 không chỉ là giải pháp cho sự cạn kiệt địa chỉ IPv4, mà còn là một giao thức internet hiệu quả, an toàn và linh hoạt hơn.

Không gian địa chỉ khổng lồ: Đáp ứng tương lai Internet

Bạn có thực sự hình dung được con số 3.4 x 10^38 địa chỉ IPv6 lớn đến mức nào không? Hãy thử so sánh nhé:

• Số lượng địa chỉ IPv4 (khoảng 4.3 tỷ) chỉ tương đương với khoảng 1/10^28 (một phần mười nghìn tỷ tỷ tỷ) so với IPv6.
• Người ta ước tính có khoảng 7.5 x 10^18 hạt cát trên Trái Đất. Số lượng địa chỉ IPv6 lớn hơn gấp hàng tỷ tỷ lần con số đó.
• Nếu mỗi milimet vuông bề mặt Trái Đất được gán một địa chỉ IPv6, chúng ta vẫn còn thừa rất nhiều.

Con số khổng lồ này có ý nghĩa gì? Nó có nghĩa là chúng ta không cần phải lo lắng về việc hết địa chỉ IP trong một tương lai rất, rất xa. Quan trọng hơn, nó mở ra cánh cửa cho những ứng dụng và mô hình kết nối mới mà IPv4 không thể hoặc rất khó hỗ trợ.

Điển hình nhất là Internet of Things (IoT). Hãy tưởng tượng một thế giới nơi mọi thứ, từ bóng đèn, tủ lạnh, máy điều hòa trong nhà bạn, đến cảm biến trên đường phố, máy móc trong nhà máy, thiết bị y tế cá nhân… đều có thể kết nối Internet. Mỗi thiết bị nhỏ bé đó đều cần một địa chỉ IP riêng để giao tiếp. IPv6 cung cấp đủ địa chỉ cho kịch bản này và còn hơn thế nữa.

Việc mỗi thiết bị có một địa chỉ IPv6 công cộng duy nhất cũng loại bỏ sự phức tạp của NAT. Điều này cho phép:

• Kết nối trực tiếp: Các thiết bị IoT có thể giao tiếp trực tiếp với nhau hoặc với máy chủ mà không cần đi qua các cổng NAT trung gian, giảm độ trễ và tăng độ tin cậy.
• Đơn giản hóa phát triển ứng dụng: Lập trình viên không cần phải lo lắng về các kỹ thuật vượt NAT phức tạp khi xây dựng ứng dụng.
• Quản lý dễ dàng hơn: Việc xác định và quản lý từng thiết bị trên mạng trở nên đơn giản hơn khi mỗi thiết bị có một địa chỉ toàn cầu duy nhất.

Không gian địa chỉ IPv6 khổng lồ không chỉ là một con số ấn tượng, nó là nền tảng thiết yếu để Internet tiếp tục phát triển, hỗ trợ hàng tỷ thiết bị mới và các dịch vụ sáng tạo trong tương lai.

Cấu trúc Header đơn giản hóa và hiệu suất mạng

Một trong những cải tiến kỹ thuật quan trọng của IPv6 nằm ở cấu trúc Header IPv6 (tiêu đề gói tin). So với Header IPv4, Header IPv6 được thiết kế lại để đơn giản và hiệu quả hơn, dù kích thước cơ bản của nó lớn hơn (40 byte so với 20 byte của IPv4).

Nghe có vẻ mâu thuẫn, header lớn hơn sao lại đơn giản và hiệu quả hơn? Điểm mấu chốt nằm ở chỗ IPv6 loại bỏ hoặc chuyển một số trường tùy chọn và ít dùng của IPv4 vào phần ‘Extension Headers’ (Tiêu đề mở rộng). Header IPv6 cơ bản chỉ chứa những thông tin thiết yếu nhất cho việc định tuyến gói tin.

Các điểm chính của sự đơn giản hóa này bao gồm:

• Số trường cố định: Header IPv6 cơ bản có số lượng trường cố định (8 trường), trong khi Header IPv4 có 13 trường cơ bản cộng thêm các trường tùy chọn (options) có thể thay đổi độ dài.
• Loại bỏ Checksum: IPv4 yêu cầu các router phải tính toán lại checksum (tổng kiểm tra lỗi) cho header tại mỗi bước nhảy (hop). IPv6 loại bỏ trường checksum ở tầng IP này. Nó dựa vào các cơ chế kiểm tra lỗi ở các tầng cao hơn (như TCP, UDP) và tầng liên kết dữ liệu (Ethernet) vốn đã rất đáng tin cậy. Việc này giảm đáng kể gánh nặng xử lý cho router.
• Loại bỏ phân mảnh tại router: Trong IPv4, router có thể phân mảnh (chia nhỏ) gói tin nếu nó quá lớn so với MTU (Maximum Transmission Unit) của đường truyền tiếp theo. IPv6 yêu cầu việc phân mảnh (nếu cần) phải được thực hiện bởi chính thiết bị gửi ban đầu. Router chỉ đơn giản là loại bỏ gói tin quá lớn và gửi thông báo lỗi về cho nơi gửi. Điều này cũng làm giảm tải cho router.
• Sử dụng Extension Headers cho các tùy chọn: Các chức năng bổ sung như định tuyến đặc biệt, phân mảnh, bảo mật (IPSec) được xử lý thông qua các Extension Headers nằm sau header cơ bản. Router thường chỉ cần xử lý header cơ bản để định tuyến, chỉ các thiết bị đích hoặc các router đặc biệt mới cần xử lý các Extension Headers này.

Kết quả của những thay đổi này là gì? Các router có thể xử lý và chuyển tiếp gói tin IPv6 nhanh hơn đáng kể so với IPv4. Điều này góp phần cải thiện hiệu suất tổng thể của mạng, giảm độ trễ và tăng thông lượng, đặc biệt quan trọng trong các mạng lõi tốc độ cao. Nó giống như việc dọn dẹp bàn làm việc của router, giúp nó tập trung vào nhiệm vụ chính là chuyển tiếp gói tin một cách nhanh chóng.

Tăng cường bảo mật với IPSec tích hợp

Bảo mật luôn là một vấn đề nhức nhối trên Internet. IPv6 đã có một bước tiến quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này bằng cách tích hợp IPSec (Internet Protocol Security) như một phần cốt lõi của giao thức. Trong khi IPSec là một tính năng tùy chọn trong IPv4, nó lại là một yêu cầu bắt buộc đối với các triển khai IPv6 đầy đủ.

IPSec là một bộ các giao thức dùng để bảo mật việc truyền thông qua mạng IP. Nó hoạt động ở tầng mạng (Network Layer), cung cấp hai cơ chế bảo mật chính:

1. Authentication Header (AH): Cung cấp tính toàn vẹn dữ liệu (đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi trên đường truyền) và xác thực nguồn gốc dữ liệu (đảm bảo dữ liệu thực sự đến từ người gửi đã khai báo). Nó giống như một con dấu niêm phong chống giả mạo.
2. Encapsulating Security Payload (ESP): Ngoài việc cung cấp tính toàn vẹn và xác thực (tương tự AH), ESP còn cung cấp tính bảo mật (confidentiality) bằng cách mã hóa toàn bộ gói dữ liệu IP. Điều này giống như bỏ thư vào một phong bì được khóa kỹ, chỉ người có chìa khóa (khóa giải mã) mới đọc được nội dung.

Việc IPSec là bắt buộc trong IPv6 mang lại nhiều lợi ích:

• Bảo mật đầu cuối (End-to-End Security) dễ dàng hơn: Về lý thuyết, mọi kết nối IPv6 đều có thể được bảo mật bằng IPSec mà không cần các giải pháp bổ sung phức tạp ở tầng ứng dụng. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh loại bỏ NAT, nơi các thiết bị giao tiếp trực tiếp với nhau.
• Nền tảng bảo mật vững chắc: Việc tích hợp sẵn IPSec khuyến khích các nhà phát triển và quản trị mạng triển khai các giải pháp bảo mật ngay từ tầng mạng, tạo ra một môi trường Internet an toàn hơn về tổng thể.
• Đơn giản hóa cấu hình VPN: IPSec là nền tảng phổ biến cho các mạng riêng ảo (VPN). Việc IPv6 hỗ trợ IPSec một cách chuẩn hóa giúp việc thiết lập VPN trên nền IPv6 trở nên dễ dàng và tương thích hơn giữa các thiết bị, nhà cung cấp khác nhau.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc IPSec là bắt buộc trong chuẩn IPv6 không có nghĩa là mọi kết nối IPv6 trên thực tế đều đang sử dụng IPSec. Việc kích hoạt và cấu hình IPSec vẫn phụ thuộc vào chính sách của quản trị viên mạng và ứng dụng cụ thể. Nhưng ít nhất, IPv6 đã cung cấp sẵn công cụ mạnh mẽ này, tạo điều kiện thuận lợi hơn rất nhiều cho việc xây dựng các kết nối an toàn so với IPv4.

Tự động cấu hình (SLAAC) và loại bỏ NAT

Một trong những điểm thú vị và tiện lợi của IPv6 là khả năng Tự động cấu hình địa chỉ không trạng thái (SLAAC – Stateless Address Autoconfiguration). Nghe có vẻ kỹ thuật, nhưng bạn có thể hiểu đơn giản là: thiết bị của bạn có thể tự ‘nghĩ’ ra địa chỉ IPv6 cho mình mà không cần phải hỏi một máy chủ trung tâm như DHCP trong IPv4.

Quá trình này hoạt động như thế nào?

1. Khi một thiết bị IPv6 kết nối vào mạng, nó lắng nghe các thông điệp ‘Router Advertisement’ (RA) được gửi định kỳ bởi router trong mạng đó.
2. Thông điệp RA chứa thông tin về tiền tố mạng (network prefix) – giống như phần mã vùng và đầu số của số điện thoại.
3. Thiết bị sẽ lấy tiền tố mạng này và kết hợp nó với một định danh giao diện (interface identifier) duy nhất của chính nó (thường được tạo ra từ địa chỉ MAC của card mạng, hoặc một giá trị ngẫu nhiên để tăng cường bảo mật riêng tư). Voilà! Thiết bị đã có một địa chỉ IPv6 toàn cầu duy nhất.

SLAAC mang lại lợi ích gì?

• Đơn giản hóa quản lý: Không cần phải duy trì và quản lý một máy chủ DHCP phức tạp cho việc cấp phát địa chỉ cơ bản. Việc thêm thiết bị mới vào mạng trở nên cực kỳ dễ dàng – cắm vào là chạy (plug-and-play).
• Linh hoạt: Thiết bị có thể tự cấu hình lại địa chỉ nếu tiền tố mạng thay đổi.

Kết hợp với không gian địa chỉ khổng lồ, SLAAC góp phần quan trọng vào việc loại bỏ NAT (Network Address Translation). Như đã đề cập, NAT là giải pháp tình thế cho sự cạn kiệt địa chỉ IPv4, nhưng nó lại phá vỡ kết nối đầu cuối. Với IPv6, mỗi thiết bị có thể nhận một (hoặc nhiều) địa chỉ công cộng duy nhất thông qua SLAAC (hoặc DHCPv6 nếu cần cấu hình phức tạp hơn). Điều này có nghĩa là:

• Kết nối trực tiếp: Thiết bị của bạn có thể kết nối trực tiếp với bất kỳ thiết bị IPv6 nào khác trên thế giới mà không cần ‘phiên dịch viên’ NAT trung gian.
• Cải thiện ứng dụng P2P: Các ứng dụng như game online, chia sẻ file ngang hàng, hội nghị video hoạt động hiệu quả hơn nhiều.
• Dễ dàng truy cập từ xa: Bạn có thể dễ dàng truy cập các thiết bị trong mạng nhà mình (như camera an ninh, máy chủ nhà) từ bên ngoài mà không cần cấu hình chuyển tiếp cổng (port forwarding) phức tạp trên router.

SLAAC và việc loại bỏ NAT là những yếu tố then chốt giúp IPv6 khôi phục lại sự đơn giản và hiệu quả vốn có của kiến trúc Internet ban đầu, đồng thời mở đường cho các ứng dụng mạng tiên tiến hơn.

Tìm hiểu định dạng địa chỉ IPv6 và cách viết rút gọn

Nhìn một địa chỉ IPv6 lần đầu, bạn có thể thấy hơi ‘choáng’ vì độ dài và cấu trúc của nó. Không giống như địa chỉ IPv4 (ví dụ: 192.168.1.1) khá quen thuộc, địa chỉ IPv6 dài 128 bit và thường được biểu diễn dưới dạng 8 nhóm ký tự thập lục phân (hexadecimal), mỗi nhóm 4 ký tự, phân cách bởi dấu hai chấm (:).

Ví dụ một địa chỉ IPv6 đầy đủ:
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Nhìn khá phức tạp đúng không? May mắn là có hai quy tắc viết tắt giúp địa chỉ IPv6 trở nên gọn gàng hơn rất nhiều:

1. Bỏ các số 0 đứng đầu trong mỗi nhóm: Trong mỗi nhóm 4 ký tự, bạn có thể bỏ các số 0 ở đầu. Nếu một nhóm toàn số 0 (0000), bạn có thể viết tắt thành một số 0 duy nhất.
   Áp dụng quy tắc này cho ví dụ trên:
   2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334
   (Lưu ý: 0db8 thành db8, 0000 thành 0, 0370 thành 370).

2. Thay thế một chuỗi các nhóm số 0 liên tiếp bằng dấu hai chấm kép (::): Nếu có một hoặc nhiều nhóm 0000 (hoặc 0 sau khi áp dụng quy tắc 1) đứng liền nhau, bạn có thể thay thế toàn bộ chuỗi đó bằng ::. Quan trọng: Quy tắc này chỉ được áp dụng một lần duy nhất trong một địa chỉ để tránh nhầm lẫn.
   Áp dụng quy tắc này cho kết quả ở trên:
   2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
   (Chuỗi :0:0: đã được thay bằng ::).

Đây là một ví dụ khác:
fe80:0000:0000:0000:0202:b3ff:fe1e:8329
Áp dụng quy tắc 1: fe80:0:0:0:202:b3ff:fe1e:8329
Áp dụng quy tắc 2: fe80::202:b3ff:fe1e:8329 (thay thế chuỗi :0:0:0: bằng ::).

Ngoài ra, bạn cần biết địa chỉ IPv6 thường có hai phần chính:

• Network Prefix (Tiền tố mạng): Thường là 64 bit đầu tiên, xác định mạng con mà địa chỉ đó thuộc về (tương tự như Network ID trong IPv4).
• Interface Identifier (Định danh giao diện): Thường là 64 bit cuối cùng, xác định một thiết bị cụ thể trong mạng con đó (tương tự Host ID). Nó có thể được tạo tự động bằng SLAAC hoặc cấu hình thủ công/qua DHCPv6.

Hiểu được cách viết và cấu trúc cơ bản này sẽ giúp bạn không còn ‘ngại’ khi làm việc với địa chỉ IPv6. Ban đầu có thể hơi lạ, nhưng khi quen rồi thì cũng khá logic, phải không?

Hiện trạng triển khai IPv6 và các cơ chế chuyển đổi

Vậy, với tất cả những lợi ích IPv6 mang lại, tại sao chúng ta vẫn chưa hoàn toàn chuyển sang sử dụng nó mà vẫn thấy IPv4 ở khắp nơi? Câu trả lời là: việc chuyển đổi cả một hạ tầng Internet toàn cầu là một quá trình cực kỳ phức tạp và tốn thời gian.

Hiện trạng triển khai IPv6 trên thế giới là không đồng đều. Một số quốc gia và nhà mạng lớn đã đạt tỷ lệ người dùng IPv6 khá cao (ví dụ: Ấn Độ, Đức, Mỹ, Bỉ…). Google thường xuyên công bố số liệu cho thấy tỷ lệ người dùng truy cập dịch vụ của họ qua IPv6 đang tăng trưởng ổn định, hiện đã vượt qua mốc 40% ở nhiều nơi. Tại Việt Nam, nhờ sự thúc đẩy của chương trình hành động quốc gia về IPv6 do VNNIC chủ trì, tỷ lệ ứng dụng IPv6 cũng đã tăng đáng kể trong những năm qua, đạt trên 50% theo số liệu gần đây.

Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều hệ thống, thiết bị cũ và nhà cung cấp dịch vụ chưa sẵn sàng hoặc chưa hoàn tất việc chuyển đổi. Do đó, trong giai đoạn quá độ này (có thể kéo dài nhiều năm nữa), IPv4 và IPv6 sẽ phải cùng tồn tại song song. Để đảm bảo các thiết bị và mạng sử dụng các giao thức khác nhau vẫn có thể giao tiếp, người ta sử dụng các cơ chế chuyển đổi chính sau:

• Dual Stack (Chồng giao thức kép): Đây là cơ chế phổ biến nhất hiện nay. Các thiết bị, router và máy chủ được cấu hình để chạy đồng thời cả IPv4 và IPv6. Chúng có thể giao tiếp bằng IPv6 nếu cả hai đầu cuối đều hỗ trợ, và quay lại dùng IPv4 nếu không. Nó giống như việc một người biết cả hai thứ tiếng, có thể nói chuyện với người chỉ biết tiếng này hoặc người chỉ biết tiếng kia.
• Tunneling IPv6 (Đường hầm IPv6): Cơ chế này đóng gói các gói tin IPv6 vào bên trong các gói tin IPv4 để truyền qua các đoạn mạng chỉ hỗ trợ IPv4. Giống như việc bạn cho một chiếc xe máy (IPv6) vào thùng một chiếc xe tải (IPv4) để đi qua đoạn đường chỉ cho phép xe tải. Có nhiều kỹ thuật tunneling khác nhau như 6to4, 6rd, Teredo, ISATAP.
• Translation (Biên dịch): Các kỹ thuật như NAT64/DNS64 cho phép các thiết bị chỉ có IPv6 có thể truy cập đến các máy chủ và dịch vụ chỉ có IPv4. Nó hoạt động như một ‘phiên dịch viên’ ở cổng mạng, chuyển đổi giữa hai giao thức.

Việc chuyển đổi sang IPv6 là một xu thế tất yếu. Các ISP, nhà cung cấp nội dung lớn (Google, Facebook, Netflix…), và các tổ chức đang tích cực triển khai. Là người dùng cuối hoặc quản trị website, việc tìm hiểu và sẵn sàng cho IPv6 là điều cần thiết. Bạn đã kiểm tra xem kết nối Internet và website của mình đã hỗ trợ IPv6 chưa? Đây là bước quan trọng để đảm bảo bạn không bị bỏ lại phía sau trong kỷ nguyên Internet mới.