Nếu bạn đã từng trực tuyến, bạn có thể đã nghe thấy thuật ngữ “Địa chỉ IP”. Địa chỉ IP hoặc địa chỉ Giao thức Internet là mã định danh duy nhất cho mỗi thiết bị được kết nối với Internet. Nó giúp các thiết bị định vị và liên lạc với nhau, giống như địa chỉ nhà giúp bạn tìm một ngôi nhà cụ thể.
Loại địa chỉ IP phổ biến nhất là IPv4, được tạo ra vào những năm 1980. Nó đã là tiêu chuẩn trong nhiều thập kỷ, nhưng khi ngày càng có nhiều người và thiết bị kết nối với Internet, chúng ta sẽ cạn kiệt địa chỉ IPv4.
Để giải quyết sự thiếu hụt này, một phiên bản mới có tên IPv6 đã được phát triển. IPv6 được thiết kế để thay thế IPv4 và cung cấp nhóm địa chỉ lớn hơn nhiều. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các đặc điểm của IPv4, so sánh nó với IPv6, thảo luận về những ưu điểm của IPv6 và hiểu lý do tại sao quá trình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 lại mất nhiều thời gian.
IPv4 là gì và các vấn đề của nó là gì?
Như tôi đã đề cập trước đó, Giao thức Internet Phiên bản 4 hoặc IPv4 là loại địa chỉ IP được sử dụng phổ biến nhất. Phiên bản giao thức này sử dụng sơ đồ địa chỉ 32 bit cho phép khoảng 4,29 tỷ địa chỉ IP duy nhất.
Điều này là do mỗi bit của địa chỉ 32 bit có thể có hai giá trị có thể là 0 hoặc 1, nghĩa là có thể có 2^32 địa chỉ duy nhất hoặc con số được đề cập ở trên là 4,29 tỷ.
Tuy nhiên, so sánh con số đó với số lượng người dùng Internet kể từ khi thành lập vào những năm 1980, thật dễ hiểu tại sao chúng ta sắp hết địa chỉ IPv4 duy nhất. Hơn nữa, một số địa chỉ này được dành riêng cho các mục đích cụ thể như mạng riêng (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 và 192.168.0.0/16), địa chỉ multicast và các trường hợp sử dụng đặc biệt khác, làm giảm hơn nữa các địa chỉ duy nhất có sẵn.
Hơn nữa, trong IPv4, việc phân mảnh gói (chia gói dữ liệu thành các gói nhỏ hơn phù hợp với đường dẫn mạng) được xử lý bởi bộ định tuyến, làm tăng tải trên mạng và có khả năng làm chậm quá trình truyền dữ liệu cũng như tốc độ mạng.
Cuối cùng, IPv4 yêu cầu phát sóng, nghĩa là dữ liệu được gửi đến tất cả các thiết bị trên mạng, bất kể các thiết bị đó có cần đến nó hay không, điều này càng làm tắc nghẽn mạng và gây ra sự kém hiệu quả.
IPv6 là gì?
Bây giờ bạn đã được giới thiệu đầy đủ về IPv4, IPv6 là gì? Mặc dù IPv6 được phát triển không lâu sau IPv4 vào năm 1998, vì IPv4 vẫn đủ đáp ứng nhu cầu IP của chúng ta nên vẫn còn nhiều thời gian để nghiên cứu và phát triển IPv6 cho đến khi nó được ra mắt vào năm 2012. Năm 2017, IPv6 đã trở thành tiêu chuẩn Internet và dần dần, theo năm tháng, nó được tích hợp vào mạng chung.
Điều đó cho thấy, IPv6 vẫn chưa trở thành xu hướng phổ biến, nhưng chúng ta sẽ thảo luận lý do tại sao nó lại mất nhiều thời gian như vậy sau này. Quay lại chủ đề chính: IPv6 là gì? Như bạn có thể đã đoán, IPv6 là viết tắt của Giao thức Internet Phiên bản 6. Mục tiêu chính đằng sau việc tạo IPv6 là giải quyết tình trạng cạn kiệt các địa chỉ IPv4 duy nhất.
Về mặt đó, IPv6 sử dụng địa chỉ 128 bit, có nghĩa là tương tự như IPv4, có hai biến cho mỗi bit trong địa chỉ đó và vì nó dài 128 bit nên dẫn đến 2^128 hoặc 340 undecillion (34 với 37 số 0 đằng sau) địa chỉ duy nhất.
Để dễ hình dung con số vô lý đó, nếu bạn tạo ra 1 tỷ địa chỉ IPv6 mỗi giây, thì sẽ mất hơn 10 nghìn tỷ năm để cạn kiệt không gian địa chỉ — gấp hơn 700 lần tuổi hiện tại của vũ trụ (13,8 tỷ năm).
Có thể nói chắc chắn rằng chúng tôi sẽ không hết loại địa chỉ IP này sau khi IPv6 được triển khai. Đáp ứng nhu cầu trong tương lai của chúng ta về Internet vạn vật (IoT), như thiết bị di động và thiết bị gia dụng thông minh, tất cả đều cần địa chỉ IP, ngoài ra, IPv6 còn đi kèm với nhiều lợi ích khác.
IPv4 so với IPv6
Với những câu hỏi như “IPv4 là gì?” và “IPv6 là gì?” đã trả lời, hãy cùng thảo luận về IPv4 so với IPv6 và sự khác biệt giữa IPv4 và IPv6.
IPv4 và IPv6 là các phiên bản Giao thức Internet thiết yếu dùng để nhận dạng các thiết bị trên mạng và cả hai đều sử dụng Định tuyến liên miền không phân loại (CIDR) để quản lý địa chỉ hiệu quả. CIDR tăng cường hệ thống dựa trên lớp truyền thống bằng cách cho phép quản trị viên mạng phân bổ địa chỉ IP linh hoạt hơn, điều chỉnh độ dài tiền tố cho phù hợp với nhu cầu mạng cụ thể. Ví dụ: trong IPv4, một địa chỉ như 192.168.1.0/24 chỉ ra rằng 24 bit được sử dụng cho mạng, để lại 8 bit cho địa chỉ máy chủ, cho phép 256 địa chỉ duy nhất một cách hiệu quả. Tương tự, trong IPv6, một địa chỉ như 2001:db8::/64 chỉ định 64 bit đầu tiên cho mạng, tạo ra một số lượng lớn địa chỉ tiềm năng cho các thiết bị. Bằng cách sử dụng CIDR, cả IPv4 và IPv6 đều có thể tối ưu hóa việc sử dụng không gian địa chỉ, đơn giản hóa việc định tuyến và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của Internet, khiến chúng trở nên quan trọng đối với cơ sở hạ tầng mạng hiện đại.
Sự khác biệt chính giữa IPv4 và IPv6 là IPv6 cung cấp một số lượng lớn địa chỉ IP khả dụng, đây là mục tiêu chính cho sự phát triển của nó. Tuy nhiên, loại địa chỉ IP này cũng giải quyết được tất cả các vấn đề của người tiền nhiệm. Trước tiên, bạn có thể chắc chắn về tính bảo mật của IPv6 vì IPsec được tích hợp như một phần cốt lõi của giao thức, cho phép bảo vệ tốt hơn trước các cuộc tấn công mạng như người đàn ông ở giữa hoặc các cuộc tấn công đánh hơi gói tin.
Đối với việc phân mảnh gói được xử lý bởi bộ định tuyến khi sử dụng IPv4, trong IPv6, việc phân mảnh được thiết bị gửi xử lý, giúp giảm độ phức tạp và chi phí chung cho bộ định tuyến và nâng cao hiệu quả.
IPv6 cũng tiết kiệm chi phí vì bạn không còn cần máy chủ DHCP (Giao thức cấu hình máy chủ động) để chỉ định loại địa chỉ IP này như với IPv4 nữa. Điều này là do IPv6 hỗ trợ SLAAC (Tự động cấu hình địa chỉ không trạng thái), cho phép các thiết bị tự động tạo địa chỉ IP dựa trên mạng mà chúng kết nối mà không cần máy chủ DHCP.
Một điểm khác biệt giữa IPv4 và IPv6 là khả năng phát sóng của IPv4, dẫn đến tắc nghẽn mạng và kém hiệu quả. IPv6 loại bỏ vấn đề này thông qua truyền đa hướng, chỉ gửi dữ liệu đến các thiết bị cụ thể cần nó. Điều này làm cho IPv6 trở thành một loại địa chỉ IP có khả năng mở rộng và hiệu quả hơn, đặc biệt đối với các công ty và doanh nghiệp có số lượng thiết bị lớn.
Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, một lợi thế đáng kể của IPv6 so với IPv4 là IPv6 không yêu cầu Dịch địa chỉ mạng (NAT). Tính năng này đã được thêm vào địa chỉ IPv4 do thiếu loại địa chỉ IP này, cho phép nhiều thiết bị trên mạng riêng chia sẻ một địa chỉ IPv4 công cộng duy nhất.
Mặc dù điều đó là cần thiết đối với IPv4 nhưng nó cũng làm giảm tính minh bạch, tăng thêm độ phức tạp và can thiệp vào các ứng dụng yêu cầu kết nối đầu cuối. Tuy nhiên, số lượng lớn địa chỉ IP của IPv6 không cần NAT, điều này có nghĩa là kết nối nhanh hơn và đáng tin cậy hơn để chơi trò chơi trực tuyến, Thoại qua IP (VoIP) và hội nghị video.
Để tìm hiểu sâu hơn về IPv4 và IPv6, bao gồm các định dạng địa chỉ, phạm vi, lớp, mặt nạ mạng convà các khái niệm liên quan khác, hãy xem tài liệu tham khảo toàn diện này: [Liên kết tới PDF]
Tại sao ngày nay chúng ta không sử dụng IPv6?
Mặc dù những lợi thế của IPv6 so với IPv4 là khá rõ ràng nhưng điều đó đặt ra câu hỏi là tại sao chúng ta vẫn chưa chuyển đổi sang IPv6. Chà, không đơn giản để di chuyển toàn bộ Internet từ loại địa chỉ IP này sang loại địa chỉ IP khác; nói vậy chứ còn nhiều lý do khác nữa, hãy nói về điều đó nhé!
Chi phí cơ sở hạ tầng
Vấn đề với bất kỳ loại thay đổi nào, đặc biệt là ở quy mô này, là chi phí. Việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 cũng không khác; hầu hết mọi loại hệ thống – máy chủ, bộ định tuyến, bộ chuyển mạch, v.v. – đều được thiết kế để hỗ trợ IPv4. Mặc dù hầu hết các hệ thống mới hơn hiện nay đều hỗ trợ IPv6, nhưng các công ty và Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) hầu như không muốn nâng cấp cơ sở hạ tầng của mình để hỗ trợ đầy đủ IPv6 cho đến khi thực sự cần thiết, điều mà họ buộc phải thực hiện khi các quy định cuối cùng thay đổi.
Ví dụ: một trong những ISP lớn nhất ở Hoa Kỳ phải mất hơn sáu năm để tích hợp hoàn toàn IPv6 và mặc dù Comcast không cung cấp bất kỳ số liệu tài chính nào nhưng họ đã báo cáo về một cuộc đại tu lớn về cơ sở hạ tầng của họ.
Hệ thống tương thích và kế thừa
Một vấn đề chính cản trở việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 là một phần đáng kể cơ sở hạ tầng mạng của thế giới đã được xây dựng trước khi IPv6 ra đời và chạy trên các hệ thống cũ. Ngoài cơ sở hạ tầng, nhiều ứng dụng và phần mềm cũng được xây dựng trên IPv4 và chưa hỗ trợ IPv6, khiến sự thay đổi trở nên bất lợi hơn đáng kể.
Điều đó có nghĩa là chúng tôi đã phát triển nhiều giải pháp cho tình trạng cạn kiệt IP hiện tại với IPv4 thông qua phân bổ địa chỉ IP động, NAT và các phương pháp tái sử dụng loại địa chỉ IP IPv4 khác. Điều này cũng khiến hầu hết các công ty và ISP trì hoãn việc chuyển đổi sang IPv6 vì theo một cách nào đó, nó vẫn hoạt động.
Chậm mà chắc
Bất chấp những lý do tôi đã đề cập trước đó, chúng tôi vẫn đang dần áp dụng IPv6 vào hệ thống của mình; tuy nhiên, nó hơi chậm. Một trong những giải pháp tạm thời về thời gian và chi phí tài chính khi chuyển sang loại địa chỉ IP IPv6 là phương pháp xếp chồng kép, trong đó, cho đến ngày nay, hầu hết các mạng và thiết bị đều hoạt động theo phương pháp xếp chồng kép, nghĩa là chúng hỗ trợ cả hai loại địa chỉ IP IPv4 và IPv6.
Mặc dù điều này làm tăng thêm sự phức tạp của tất cả, nhưng đây là một cách hiệu quả để tiếp tục sử dụng IPv4 đồng thời dần dần áp dụng IPv6. Điều đó nói lên rằng, sự phức tạp và chi phí của việc duy trì môi trường xếp chồng kép chỉ khả thi đối với các quốc gia hùng mạnh hơn, nguồn lực hơn như Hoa Kỳ và Nhật Bản, những quốc gia đã vượt qua hoặc sắp đạt tới mức áp dụng mạng IPv6 50%.
Tuy nhiên, ngay cả các quốc gia như Vương quốc Anh và Tây Ban Nha cũng chỉ có tỷ lệ áp dụng IPv6 lần lượt là khoảng 30% và 2,5%, chưa nói đến các quốc gia khác có ít tài nguyên hơn.
suy nghĩ cuối cùng
Cuối cùng, mọi công ty và ISP chắc chắn phải chuyển sang IPv6 vì cơ quan đăng ký địa chỉ IP toàn cầu cuối cùng, AFRINIC (cơ quan đăng ký IP của Châu Phi), sắp hết địa chỉ IPv4 cấp cao nhất. Chẳng bao lâu nữa, ngay cả những giải pháp như NAT và tái chế địa chỉ IP cũng sẽ không đủ để đáp ứng nhu cầu về địa chỉ IP của chúng ta.
Tính đến năm 2023, 40% người dùng Google toàn cầu truy cập các dịch vụ của Google thông qua IPv6. Tỷ lệ này đã tăng đều đặn từ mức chỉ 10% vào năm 2016. Nếu bạn cũng muốn đảm bảo hoạt động kinh doanh của mình trong tương lai hoặc chỉ muốn kết nối nhanh hơn, đáng tin cậy hơn, Cloudzy cung cấp ưu đãi VPS IPv6 tốt nhất, giá cả phải chăng nhất hiện có. Với VPS IPv6 của chúng tôi, bạn còn nhận được mạng con /64 miễn phí; điều đó có nghĩa là nhóm địa chỉ IP gồm 18.446.744.073.709.551.616 địa chỉ IPv6 là của riêng bạn!
Nếu lo lắng về khả năng tương thích, bạn có thể thêm IPv4 để làm cho VPS IPv6 của bạn được xếp chồng lên nhau chỉ với một đô la mỗi tháng. Bạn có thể kiểm tra VPS IPv6 của Cloudzy giá đây!
Câu hỏi thường gặp
IPv4 là gì và IPv6 là gì?
IPv4 và IPv6 là các phiên bản khác nhau của Giao thức Internet. Địa chỉ Giao thức Internet hoặc địa chỉ IP xác định cách một thiết bị được kết nối với Internet định vị, tương tác và liên lạc với một thiết bị khác cũng được kết nối với Internet. Trong khi IPv4 sắp hết địa chỉ IP duy nhất thì IPv6 là phiên bản mới nhất của Giao thức Internet và cung cấp địa chỉ IP hầu như không giới hạn.
Ưu điểm của IPv6 so với IPv4 là gì?
IPv6 cung cấp khoảng 340 undecillion (34 với 37 số 0 phía sau) địa chỉ duy nhất, bảo mật IPv6 tích hợp với IPsec bắt buộc, giảm độ phức tạp với SLAAC (Tự động cấu hình địa chỉ không trạng thái) thay vì DHCP của IPv4 (Giao thức cấu hình máy chủ động), đồng thời hiệu quả tốt hơn và độ trễ thấp hơn với tính năng đa hướng và loại bỏ NAT.
IPv4 và IPv6 có thể cùng tồn tại trên cùng một mạng không?
Có, mạng có thể được thiết lập theo một cách cụ thể gọi là chế độ ngăn xếp kép, trong đó cả IPv4 và IPv6 chạy đồng thời để hệ thống của bạn tương thích với tất cả các mạng đồng thời giúp bạn chuyển dần sang IPv6. Bạn có thể nhận VPS ngăn xếp kép của riêng mình chỉ với một đô la mỗi tháng trên VPS IPv6 từ Cloudzy tại giá cả phải chăng nhất đây!
