Sự phát triển nhanh chóng của internet làm cho địa chỉ IPv4 (Internet Protocol version 4) cạn kiệt. Để đảm bảo sự phát triển liên tục của các hoạt động trên internet, IPv6 sau thời gian dài phát triển và thử nghiệm, hiện đang được tích cực triển khai trên phạm vi toàn cầu. Trong bài báo này chúng tôi sử dụng một số tài liệu đặc tả về IPv6, tài liệu mô tả hoạt động của IPv6; các số liệu, biểu đồ về hiện trạng triển khai IPv6,... cùng với các nghiên cứu khác về giao thức mới này để trình bày về IPv6, các đặc điểm và lợi ích của việc sử dụng giao thức này. Đồng thời đề cập đến hiện trạng triển khai IPv6 cùng những khó khăn trong quá trình chuyển đổi IPv4 sang IPv6 tại Việt Nam. Qua bài báo, chúng tôi góp phần mang lại những kiến thức cơ bản nhất về IPv6 cho mọi người.

1. 1
GIAO THỨC IPV6 VÀ HIỆN TRẠNG TRIỂN KHAI
Nguyễn Thiện An(1)
, Khưu Văn Hiền(1)
, Đặng Hoàng Khải(1)
, Lý Tấn Tài(1)
(1)
DH12TH, Khoa Kỹ Thuật - Công Nghệ - Môi Trường, Đại Học An Giang
Tóm tắt: Sự phát triển nhanh chóng của internet làm cho địa chỉ IPv4 (Internet
Protocol version 4) cạn kiệt. Để đảm bảo sự phát triển liên tục của các hoạt động
trên internet, IPv6 sau thời gian dài phát triển và thử nghiệm, hiện đang được tích
cực triển khai trên phạm vi toàn cầu. Trong bài báo này chúng tôi sử dụng một số
tài liệu đặc tả về IPv6, tài liệu mô tả hoạt động của IPv6; các số liệu, biểu đồ về
hiện trạng triển khai IPv6,... cùng với các nghiên cứu khác về giao thức mới này để
trình bày về IPv6, các đặc điểm và lợi ích của việc sử dụng giao thức này. Đồng
thời đề cập đến hiện trạng triển khai IPv6 cùng những khó khăn trong quá trình
chuyển đổi IPv4 sang IPv6 tại Việt Nam. Qua bài báo, chúng tôi góp phần mang
lại những kiến thức cơ bản nhất về IPv6 cho mọi người.
Từ khóa: IPv6, giao thức mạng thế hệ 6, đặc điểm IPv6, hiện trạng triển khai IPv6.
1. GIỚI THIỆU
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, cùng với sự phát triển của nhiều công nghệ tiên tiến,
hiện đại nhằm phục vụ nhu cầu sống và làm việc của con người. Trong đó có công nghệ thông
tin mà đặc biệt là sự bùng nổ của mạng internet – mạng thông tin toàn cầu. Để một thiết bị có
thể kết nối vào được internet đòi hỏi phải có một địa chỉ gọi là địa chỉ IPv4. Do đó địa chỉ IPv4
được sử dụng rộng rãi trên internet.
Với sự phát triển nhanh chóng của internet trong gần hai thập kỷ vừa qua, nguồn tài nguyên
địa chỉ IPv4 gần như đã cạn kiệt và hoàn toàn không thể tiếp tục sử dụng trong tương lai. “Kể từ
năm 2003, khi tốc độ tiêu thụ địa chỉ IPv4 bắt đầu tăng vọt do sự phát triển của các loại hình
dịch vụ và phương thức kết nối mạng tiêu tốn địa chỉ, khả năng cạn kiệt nguồn IPv4 toàn cầu đã
trở thành chủ đề nóng được bàn thảo nhiều trên các diễn đàn, thông tin về hoạt động của mạng
internet.”[1].
Do đó để đảm bảo cho sự phát triển liên tục của các hoạt động trên internet, giao thức mới
IPv6 sau thời gian dài phát triển (từ 1993) và thử nghiệm, đã sẵn sàng thay thế cho IPv4. Vì vậy
chúng ta cần hiểu hơn về chuẩn giao thức mới IPv6 này để phục vụ cho quá trình học tập và
nghiên cứu, nên chúng tôi đã tiến hành một nghiên cứu về “Chuẩn giao thức mạng IPv6”.
Phần tiếp theo của bài báo trình bày về cấu trúc, cách biểu diễn và các loại địa chỉ IPv6. Phần
3 các đặc điểm, lợi ích của giao thức mới này. Phần cuối cùng là hiện trạng triển khai IPv6 qua
các số liệu thống kê và một số khó khăn chung khi chuyển từ IPv4 lên IPv6 ở Việt Nam.
2. GIAO THỨC IPV6 LÀ GÌ?
2.1. Cấu trúc và cách biểu diễn
Như đã đề cập ở phần trên, IPv4 với 32 bít (4 byte) chiều dài có gần 4.3 tỷ địa chỉ nhưng vẫn
không đủ để sử dụng do sự phát triển nhanh chóng của internet. Chính vì vậy IPv6 được thiết kế
lại với 128 bít (16 byte), biểu diễn dưới dạng các cụm số hexa. Địa chỉ IPv6 được chia làm 2
phần: 64 bít đầu là địa chỉ network, 64 bít còn lại là địa chỉ host. Phần network dùng để xác định
subnet, phần này được gán bởi các ISP (Internet Service Provide) hoặc những tổ chức lớn như
IANA (Internet Assigned Numbers Authotity). Phần host là một địa chỉ ngẫu nhiên dựa trên 48
bít của địa chỉ MAC.

2. 2
Để thuận tiện trong việc biểu diễn và ghi nhớ, địa chỉ IPv6 được chia thành 8 nhóm, mỗi
nhóm 16 bít (2 byte) gồm 4 số viết dưới dạng hexa và mỗi nhóm phân cách với nhau bởi dấu hai
chấm “:”. Ví dụ như dưới đây là một địa chỉ IPv6:
1088:0000:0000:0000:0008:0800:200C:463A
Để địa chỉ có thể viết ngắn gọn hơn ta có thể lược bỏ các số 0. Viết 0 thay vì 0000, viết 8
thay vì 0008, viết 800 thay vì 0800. Địa chỉ trên được viết lại ngắn gọn như sau:
1088:0:0:0:8:800:200C:463A
Tuy nhiên địa chỉ trên được viết ngắn gọn hơn nữa bằng cách thay thế các cụm số 0 liên tiếp
bằng 2 dấu hai chấm “::”. Ta viết lại địa chỉ trên như sau:
1088::8:800:200C:463A
Cần lưu ý là với địa chỉ:
0:0:0:AB65:8952:0:0:0
Không được viết lại như sau:
::AB65:8952::
Vì sẽ gây nhầm lẫn khi dịch ra dưới dạng đầy đủ:
0:0:AB65:8952:0:0:0:0 hoặc 0:0:0:0:AB65:8952:0:0
Địa chỉ trên chỉ được viết ngắn gọn 1 trong 2 cách dưới đây:
::AB65:8952:0:0:0 hoặc 0:0:0:AB65:8952::
2.2. Các loại địa chỉ IPv6 và đặc điểm từng loại.
Thế hệ địa chỉ IPv6 có những thay đổi cơ bản về mô hình địa chỉ, chúng ta cần nắm được
một số đặc điểm sau để có cái nhìn tổng quát.
Theo cách thức một gói tin được truyền tải đến đích, địa chỉ IPv6 bao gồm ba loại: unicast,
multicast, anycast như hình 1. Mỗi loại địa chỉ lại gồm nhiều dạng địa chỉ khác nhau. Các dạng
địa chỉ có phạm vi hoạt động nhất định và một tiền tố (prefix) xác định. Chúng ta dựa vào prefix
để nhận dạng địa chỉ IPv6.
Địa chỉ IPv6 được gắn cho các giao diện (interface), không phải gắn cho các node. Một giao
diện có thể gắn đồng thời nhiều địa chỉ. Mỗi địa chỉ có thời gian sống (lifetime) hợp lệ tương
ứng. Node IPv6 dù chỉ có một card mạng cũng sẽ có nhiều giao diện. Một node IPv6 như vậy
được xác định bởi bất kỳ địa chỉ unicast nào gắn cho một trong số các giao diện của nó.
Hình 1: Các loại địa chỉ trong cấu trúc địa chỉ IPv6
Địa chỉ unicast xác định một giao diện duy nhất trong phạm vi tương ứng. Trong mô hình
định tuyến, các gói tin có địa chỉ đích là địa chỉ unicast chỉ được gửi tới một giao diện duy nhất
như hình 2. Địa chỉ unicast được sử dụng trong giao tiếp một – một.

3. 3
Hình 2: Gói tin gửi đến Hình 3: Gói tin gửi đến Hình 4: Gói tin gửi đến
địa chỉ unicast địa chỉ multicast địa chỉ anycast
Địa chỉ multicast được sử dụng trong giao tiếp một – nhiều. Trong địa chỉ IPv6 không còn
tồn tại khái niệm địa chỉ broadcast. Mọi chức năng của địa chỉ broadcast trong IPv4 được đảm
nhiệm thay thế bởi địa chỉ IPv6 multicast. Ví dụ chức năng broadcast trong một subnet của địa
chỉ IPv4 được đảm nhiệm bằng một loại địa chỉ IPv6 là địa chỉ multicast. Gói tin có địa chỉ đích
là địa chỉ multicast được gửi đi như hình 3.
Địa chỉ anycast cũng xác định tập hợp nhiều giao diện. Tuy nhiên, trong mô hình định tuyến,
gói tin có địa chỉ đích anycast chỉ được gửi tới một giao diện duy nhất trong tập hợp (hình 4).
Giao diện đó là giao diện “gần nhất” theo khái niệm của thủ tục định tuyến.
3. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VÀ LỢI ÍCH CỦA GIAO THỨC IPV6
Không gian địa chỉ gần như vô hạn. IPv6 có chiều dài 128 bít gấp 4 lần IPv4 (32 bít). Do vậy
con số mà IPv6 mang lại cho chúng ta một con số khổng lồ là 2128
địa chỉ, thay vì con số này chỉ
vào mức 232
(4.3 tỷ) địa chỉ đối với phiên bản IPv4. Một số nhà phân tích cho rằng chúng ta sẽ
không sử dụng hết lượng địa chỉ mà IPv6 cung cấp [2].
Khả năng tự động cấu hình (Plug and Play), IPv6 cho phép thiết bị IPv6 tự động cấu hình các
thông số như địa chỉ IP, địa chỉ gateway, địa chỉ máy chủ khi vào mạng. Việc này giúp chúng ta
giảm thiểu rất nhiều chi phí cho nhân công để cấu hình các thông số trên. Dĩ nhiên với IPv4 việc
cấu hình cho máy tính không phức tạp nhiều nhưng với số lượng lớn các thiết bị như camera,
thiết bi gia dụng… thì gặp trở ngại rất lớn, tốn phí nhân công nhiều và khó khăn trong việc quản
lý.
Khả năng bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối), ở phiên bản
IPv4 không được tích hợp tính năng bảo mật kết nối, do đó các kết nối phải thông qua một số
biện pháp bảo mật ở mỗi đầu cuối (hình 5). Với IPv6 việc bảo mật được tích hợp sẵn bên trong
bản thân giao thức (hình 6).
Hình 5: Bảo mật trong IPv4 Hình 6: Bảo mật trong IPv6

4. 4
Quản lý định tuyến tốt hơn, IPv6 được thiết kế có cấu trúc đánh địa chỉ và phân cấp định
tuyến thống nhất [2], dựa trên một số mức cơ bản đối với các nhà cung cấp dịch vụ. Cấu trúc
phân cấp này giúp tránh khỏi nguy cơ quá tải bảng thông tin định tuyến toàn cầu khi chiều dài
địa chỉ IPv6 lên tới 128 bít. Trong khi đó, sự gia tăng của các mạng trên Internet, số lượng IPv4
sử dụng, và việc IPv4 không được thiết kế phân cấp định tuyến ngay từ đầu đã khiến cho kích
thước bảng định tuyến toàn cầu ngày càng gia tăng, gây quá tải, vượt quá khả năng xử lý của
các thiết bị định tuyến.
Dễ dàng thực hiện công nghệ multicast. Các kết nối hiện tại giữa các máy tính thường được
sử dụng công nghệ unicast, do đó máy chủ phải bật nhiều kết nối đến các máy khách nếu muốn
liên kết đến họ (hình 7).
Hình 7: Kết nối unicast Hình 8: Kết nối multicast
Nhằm tăng hiệu năng của mạng, tiết kiệm băng thông, giảm tải cho máy chủ, công nghệ
multicast được thiết kế để một máy tính nguồn có thể kết nối đồng thời đến nhiều đích (hình 8).
Từ đó thông tin không bị lặp lại, băng thông của mạng sẽ giảm đáng kể, đặc biệt với các ứng
dụng truyền tải thông tin rất lớn như truyền hình (IPTV), truyền hình hội nghị (video
conference), ứng dụng đa phương tiện (multimedia).
4. HIỆN TRẠNG TRIỂN KHAI IPV6 VÀ NHỮNG KHÓ KHĂN
4.1. Hiện trạng triển khai
Với bản chất rộng lớn không biên giới của internet việc đánh giá tổng thể mức độ triển khai
và ứng dụng IPv6 là việc không dễ dàng và không có câu trả lời tuyệt đối. Dưới đây tập hợp một
số số liệu thống kê và kết quả khảo sát của một số dự án đánh giá về IPv6.
Việc gia tăng đều đặn số lượng các vùng địa chỉ IPv6 (hình 9) được phân bổ thông qua số
liệu cấp phát tài nguyên địa chỉ toàn cầu của APNIC (Asia-Pacific Network Information Centre)
đã phản ánh mức độ tăng trưởng chung của IPv6.
Hình 9: Số lượng IPv6 đã phân bổ toàn cầu (tính theo đơn vị khối /32) [3]

5. 5
Như hình 10, theo phạm vi của các tổ chức quản lý địa chỉ cấp khu vực, LANIC (khu vực
Châu Mỹ Latinh và biển Caribe) có số lượng IPv6 lớn nhất, tiếp theo đó là RIPENCC (khu vực
Châu Âu, Trung Đông), APNIC (khu vực Châu Á – Thái Bình Dương), ARIN (khu vực Bắc Mỹ
và một phần Caribe) và cuối cùng là AFNIC (khu vực Châu Phi). Lượng IPv6 tiêu thụ trên toàn
cầu gia tăng một cách đều đặn phản ánh về sự tăng trưởng trong việc ứng dụng IPv6.
Hình 10: Số lượng IPv6 phân bổ theo Hình 11: Số lượng IPv6 phân bổ theo tiểu vùng
khu vực trên toàn cầu [4] trong khu vực Châu Á – Thái Bình Dương [5]
Hình 11 cho thấy trong khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, nhóm các nước trong vùng
Đông Á (gồm Nhật Bản, Hồng Kông, Hàn Quốc, Đài Loan) hiện sở hữu số lượng IPv6 lớn nhất
trong khu vực. Đông Nam Á có số lượng địa chỉ IPv6 thấp nhất trong khu vực.
Tại thời điểm tháng 10/2013 Việt Nam được đánh giá với mức độ 11.3% mạng lưới có khả
năng đáp ứng IPv6, trong khi đó trung bình của thế giới là 16.9%, khu vực Châu Á – Thái Bình
Dương là 20,6%. Tuy nhiên biểu đồ của Việt Nam cho thấy sự không ổn định trong kết quả
đánh giá so với các quốc gia khác (hình 12).
Hình 12: Biểu đồ thể hiện mức độ sẵn sàng về IPv6 của một số quốc gia và khu vực [6]
Chính phủ Việt Nam cũng đã rất nổ lực trong việc triển khai IPv6 trong mạng lưới internet
quốc gia. Ngày 29/03/2011, Bộ trưởng Bộ TT&TT đã ban hành Kế hoạch hành động quốc gia
về IPv6, xác định mục tiêu lộ trình cụ thể chuyển đổi sang IPv6 của Việt Nam với ba giai đoạn:

6. 6
Giai đoạn chuẩn bị (2011-2012), Giai đoạn khởi động (2013-2014), Giai đoạn chuyển đổi
(2016-2019). Mục tiêu chung là bảo đảm trước năm 2020, toàn bộ mạng lưới và dịch vụ internet
Việt Nam sẽ được chuyển đổi để hoạt động một cách an toàn, tin cậy với địa chỉ IPv6. Theo số
liệu của VNNIC, Việt Nam hiện mới đứng thứ 79/258 về triển khai IPv6.
Qua các số liệu thống kê về IPv6 đã phản ánh IPv6 đang được quan tâm thúc đẩy phát triển
và mức độ tăng trưởng trong triển khai. Tuy nhiên mức độ ứng dụng và triển khai còn chậm và
chưa đồng đều, chỉ tập trung vào một số khu vực, vùng có quy mô lớn.
4.2. Khó khăn của quá trình chuyển IPv4 sang IPv6 ở Việt Nam
Mức độ hưởng ứng các hoạt động về IPv6 của các doanh nghiệp vẫn chưa đồng đều [7]. Sau
khi kết thúc giai đoạn 1 của Kế hoạch hành động quốc gia IPv6 (2011-2012), các doanh nghiệp
Internet (ISP) đều đã sẵn sàng triển khai IPv6. Trong khi đó, mức độ hưởng ứng các hoạt động
về IPv6 của các doanh nghiệp sản xuất thiết bị và đặc biệt là doanh nghiệp cung cấp dịch vụ nội
dung (CP) lại chưa thật sự rõ nét. Theo khảo sát của VNNIC, chỉ mới có 5/27 doanh nghiệp
công nghệ thông tin có kế hoạch triển khai và thành lập tổ công tác triển khai IPv6 cho doanh
nghiệp mình.
Hiện vẫn chưa có hoạt động thử nghiệm cung cấp dịch vụ thực tế [7]. Mặc dù hiện tại các
doanh nghiệp đã triển khai các hoạt động đánh giá mạng lưới cũng như các hoạt động thử
nghiệm mạng lưới và dịch vụ IPv6, tuy nhiên, cho tới hiện tại vẫn chưa có doanh nghiệp nào
cung cấp rộng rãi dịch vụ IPv6 thử nghiệm cho khách hàng. Mức độ triển khai IPv6 trên mạng
lưới thực tế còn rất hạn chế.
5. KẾT LUẬN
Chúng tôi vừa trình bày trong bài báo về chuẩn giao thức IPv6, những đặc điểm và lợi ích
mang lại từ việc sử dụng nó. Đồng thời đề cập đến hiện trạng triển khai IPv6 cùng những khó
khăn trong quá trình chuyển đổi IPv4 sang IPv6 tại Việt Nam. Bài viết của chúng tôi góp phần
mang lại những kiến thức cơ bản nhất về IPv6 cho mọi người, từ đó giúp ích cho quá trình học
tập và nghiên cứu của mỗi người, đặc biệt là các bạn sinh viên.
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Địa chỉ IPv4 sắp hết. Triển khai ứng dụng IPv6 thay thế là cấp thiết. (11/2008). Truy cập
29/10/2013 từ trung tâm internet Việt Nam (VNNIC):
http://www.vnnic.vn/ipv6/thamkhao/%C4%90%E1%BB%8B-ch%E1%BB%89-ipv4-
s%E1%BA%AFp-h%E1%BA%BFt-tri%E1%BB%83n-khai-%E1%BB%A9ng-
d%E1%BB%A5ng-ipv6-thay-th%E1%BA%BF-l%C3%A0-c%E1%BA%A5p-
thi%E1%BA%BFt-01112008
[2] Đặc điểm và lợi ích của IPv6. Truy cập 29/10/2013 từ trung tâm internet Việt Nam
(VNNIC): http://www.vnnic.vn/ipv6/c%C3%A1c-%C4%91%E1%BA%B7c-
%C4%91i%E1%BB%83m-l%E1%BB%A3i-%C3%ADch-c%E1%BB%A7a-
ipv6?lang=en
[3] IPv6 distribution. Retrieved 29/10/2013 from Asia - Pacific Network Information Centre
(APNIC): https://www.apnic.net/publications/research-and-insights/stats/ipv6-distribution
[4] IPv6 distribution by geographic grouping. Retrieved 29/10/2013 from Asia - Pacific
Network Information Centre (APNIC): https://www.apnic.net/publications/research-and-
insights/stats/ipv6-geographic

7. 7
[5] IPv6 distribution within APNIC sub-regions. Retrieved 29/10/2013 from Asia - Pacific
Network Information Centre (APNIC): https://www.apnic.net/publications/research-and-
insights/stats/ipv6-sub-regions
[6] Mức độ sẵn sàng về IPv6. Retrieved 29/10/2013 from
http://v6asns.ripe.net/v/6?s=_ALL;s=_RIR_APNIC;s=_RIR_AfriNIC;s=_RIR_ARIN;s=_
RIR_LACNIC;s=_RIR_RIPE_NCC
[7] Lê Văn. (Ngày 16 tháng 4 năm 2013). Còn nhiều khó khăn trong triển khai IPv6. Việt Nam
Net. Truy cập 29/10/2013 từ http://vietnamnet.vn/vn/cong-nghe-thong-tin-vien-
thong/117397/con-nhieu-kho-khan-trong-trien-khai-ipv6.html