1. Stateless Autoconfiguration
IPv6 được thiết kế theo kiểu “plug and play”. Trong một mạng cục bộ, nếu các máy tính kết nối và liên kết được tới Router thì lúc này diễn ra quá trình gọi là Stateless Autoconfiguration – Tự động cấu hình phi trạng thái.
Stateless Autoconfiguration
Một router trong mạng cục bộ gửi thông tin về mạng, như một 64-bit prefix của mạng và default route của mạng. Router sẽ gửi thông tin này cho tất cả các node trong mạng nó kết nối. Một máy tính bất kỳ có thể tự cấu hình bằng cách dùng 64 bit prefix phần mạng mà Router gửi kết hợp với kỹ thuật EUI-64 để tạo ra 64 bit phần host.
Quá trình này dẫn đến một địa chỉ 128-bit có thể sử dụng đầy đủ và đảm bảo được tính duy nhất trên toàn cầu. Có một tiến trình được gọi là duplicated address translation được kích hoạt để phát hiện và tránh việc trùng lặp địa chỉ. Việc tự động cấu hình làm cho tính năng plug-and-play tối ưu hơn bao giờ.
Điều này đồng nghĩa với việc cho phép các thiết bị kết nối vào mạng mà không cần bất kỳ cấu hình nào và cũng không cần có bất kỳ máy chủ nào (như các máy chủ DHCP). Quá trình Stateless Autoconfiguration diễn ra theo 3 bước sau:
Bước 1: Host sẽ gửi một gói tin được gọi là Router Solicitation (RS) cho Router với địa chỉ đích là FF02::2 (địa chỉ Multicast đến mọi Router phạm vi link) để yêu cầu thông tin về mạng.
Host gửi RS đến Router
Bước 2: Router phản hồi lại với gói tin Router Advertisement (RA) với địa chỉ đích là FF02::1 (địa chỉ Multicast đến mọi node phạm vi link) chứa các thông tin cần thiết (bao gồm 64 bit prefix phần mạng và địa chỉ Default route).
Bước 3: Host dùng 64 bit prefix phần mạng mà Router gửi kết hợp với 64 bit Interface ID được gán theo quy luật EUI-64 để tạo thành 128 bit địa chỉ IPv6 hoàn chỉnh. Ví dụ:
Ví dụ về Stateless Autoconfiguration
Đầu tiên Host sẽ gửi gói tin RS đến Router, sau đó Router sẽ phúc đáp bằng gói tin RA với nội dung phần dữ liệu = prefix: 2001:410:213:1::/64 như trong hình. Sau khi nhận được phần prefix thì Host sẽ kết hợp với Interface ID (::0290:27FF:FE17:FC0F) của nó để tạo thành địa chỉ IPv6 (2001:410:213:1:0290:27FF:FE17:FC0F/64) hoàn chỉnh.
2. Stateful Autoconfiguration
Sự khác biệt giữa cấu hình Stateful và Stateless là ai sẽ quản lý địa chỉ cấp phát. Trong ví dụ về phân bổ Stateful là DHCP. DHCPv6 được phát triển từ BOOTP. DHCP cho phép host config bằng DHCP server. Server sẽ lưu những thông tin về địa chỉ IP, địa chỉ link layer của tất cả các node sử dụng dịch vụ này để tránh có hai node sử dụng cùng một địa chỉ IP. DHCP Server có thể cung cấp địa chỉ theo 3 cách:
- Automatic: DHCP server sẽ gán địa chỉ IP một cách lâu dài cho host
- Dynamic: DHCP sẽ cấp phát địa chỉ cho host trong một khoảng thời gian nhất định
- Manual: người quản trị sẽ cấp phát địa chỉ IP cho host và DHCP chỉ được dùng để vận chuyển địa chỉ này đến host
Trong cả 3 trường hợp, đều đòi hỏi Server phải lưu giữ thông tin về địa chỉ đã cấp phát. Các loại bản tin DHCPv6:
- SOLICIT: Client gửi bản tin này để xác địch DHCP server
- ADV: Server gửi lại bản tin này để trả lời bản tin SOLICIT chỉ ra rằng nó đang cung cấp dịch vụ DHCP
- REQ: Client gửi bản tin này để yêu cầu các thông tin
- CONFL: Client gửi bản tin này đến các server avai để thông báo rằng địa chỉ nó được cấp phát xung đột với địa chỉ trong link mà nó liên kết
- RENEW: Client gửi bản tin này đến server đã cấp phát địa chỉ cho nó để gia hạn địa chỉ này
- REBIND: Client gửi bản tin này đến xin gia hạn địa chỉ đồng thời xin thêm 1 số thông số, bản tin này được gửi sau khi bản tin RENEW không được trả lời.
- REPLY: Chứa các thông tin config trả lời các bản tin SOLICIT, REQ, RENEW, REBIND, …
- RELEASE: Client gửi bản tin này tới server cấp phát địa chỉ này cho nó để thông báo không sử dụng địa chỉ này nữa
- DECLINE: Client gửi bản tin này tới 1 server để chỉ ra rằng địa chỉ này đã được sử dụng trong link
- RECONFIG: Server gửi bản tin này cho client để nói rằng server mới có thông tin update mới và client phải gửi bản tin RENEW hoặc REQ để nhận thông tin update
- INFO-REQ: Client gửi bản tin này tới server để yêu cầu các thông số config, mà ko có địa chỉ IP
- RELAY-FORW: Relay agent gửi bản tin này để chuyển tiếp bản tin tới server hoặc tới một agent khác
- RELAY-REPLY: Server gửi bản tin trả lời đến relay agent để chuyển đến relay agent khác hoặc client. Quá trình trao đổi Client/Server sử dụng hai bản tin : Bản tin REQ của client và REPLY của server.
- Client không cần cấp phát địa chỉ IP mà cần 1 số thông tin config khác như: địa chỉ các DNS server. Client gửi bản tin DHCP REQ tới địa chỉ multicast (FF02::1:2) của tất cả các DHCP relay agent và server. Server sẽ gửi lại bản tin trả lời.
- Client yêu cầu để gia hạn địa chỉ IP. Client gửi bản tin RENEW và server gửi lại bản tin thời gian mà client có thể tiếp tục sử dụng địa chỉ này
- Cấp phát địa chỉ IP: thông thường quá tình này cần 4 bản tin tuy nhiên có thể thực thiện quá trình này trong hai bản tin khi server đã có thông tin cấp phát cho client này lưu trong cơ sở dữ liệu. Quá trình trao đổi sử dụng 4 bản tin: theo thứ tự sau SOLICIT-ADV-REQ-REPLY
Điểm quan trọng ở đây là máy chủ DHCP quản lý thông tin địa chỉ và duy trì là địa chỉ nào sẽ được phân bổ cho ai. Trong phân bổ địa chỉ bằng DHCP, một node chỉ có thể sử dụng duy nhất một DHCP server (mặc dù có thể có nhiều máy chủ DHCP trong một mạng. Như vậy chỉ có một địa chỉ IP được phân bổ cho giao diện của một node.
Nguyễn Ngọc Tân – VnPro
