Với sự bùng nổ của internet, sự phát triển của các thiết bị thông minh ,IoT , máy tính, điện thoại thông minh… IPv6 được cho ra đời nhằm thay thế cho không gian địa chỉ IPv4 ngày càng cạn kiệt. Vơi không gian địa chỉ 128 bit cho phép IPv6 cung cấp 2128 = 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 (khoảng 3.4 × 1038) địa chỉ so với không gian IPv4 32 bit với số địa chỉ 232 = 4,294,967,296 tương đương gần 4,3 tỷ. IPv6 có một không gian địa chỉ là một con số rất rất lớn, với không gian địa chỉ khổng lồ của mình, IPv6 được cho là sẽ có khả năng đáp ứng nhu cầu về địa chỉ IP trong hiện tại và tương lai.
Cách biểu diển của địa chỉ IPv6:
- Địa chỉ IPv6 là địa chỉ có độ dài 128 bit, hay 16 byte, được chia thành 8 block, mỗi block có 16 bit được thể hiện bằng số thập lục phân (hexadecimal), được ngăn cách bởi dấu hai chấm (:).
Quy tắc rút gọn số không (0) trên IPv6:
- Để có thể đơn giản hơn, những số không (0) ở đầu các block 16 bit có thể được bỏ qua, các block chứa toàn số không sẽ được phép ghi tắt thành còn một số không.
- Cặp dấu hai chấm (::) liên tiếp, có thể thay thế cho một hoặc nhiều block chứa toàn số không liên tục. Lưu ý là cặp dấu hai chấm (::) chỉ xuất hiện một lần duy nhất trong một địa chỉ. Khi gặp hai dấu hai chấm liên tiếp, máy tính sẽ tự thêm các số 0 vào cho đủ 128 bit.
- Không được phép xuất hiện hai lần cặp dấu hai chấm (::), máy tính sẽ không hiểu địa chỉ này, chúng ta sẽ không xác định được có bao nhiêu block 0 trong địa chỉ. Thông thường, người ta sẽ lựa chọn các block 0 liên tiếp nhau để rút gọn.
Các loại địa chỉ trong (Address types) IPv6:
IPV4 được biết đến với các địa chỉ Unicast, Broadcast và Multicast, còn với IPv6 thì có các kiểu Unicast, Multicast và Anycast. Địa chỉ Broadcast trên IPv4 đã không còn đươc sử dụng trong IPv6, việc bỏ broadcast là một tin tốt, nó gây ra rất nhiều vấn đề cho các hệ thống mạng, Multicast sẽ được thay thế. Địa chỉ anycast từng được giới thiệu trên IPv4 và sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trên nền IPv6.
- Unicast: Một địa chỉ được gán cho một interface . Các gói tin được gởi tới một địa chỉ Unucast thì chúng được vận chuyển đến đúng interface được gán địa chỉ đó. Địa chỉ Unicast trong IPv6 gồm các loại đại chỉ: Global unicast addresses, Link-local addresses, Site-local address, Special addresses, Unique local addresses, Transition addresses (Chúng ta sẽ làm rõ trong bài tiếp theo).
- Multicast: Một địa chỉ multicast có thể được định danh cho nhiều interface trên cùng một host hoặc một nhóm các host. Với các interface được gán chung địa chỉ multicast, khi một gói tin được gởi đến, chúng sẽ cùng nhau nhận và xử lý gói tin đó.
- Anycast: Một địa chỉ anycast có thể thiết lập cho nhiều interface. Với mô hình định tuyến kết hợp với unicast, gói tin tới một địa chỉ unicast sẽ được chuyển đến một interface duy nhất – interface gần nhất được thiết lập địa chỉ anicast đó. Interface gần nhất được xác định bằng khoảng cách định tuyến (routing distance). Địa chỉ Multicast được dùng cho việc giao tiếp một đến nhiều (one-to-many) với việc phân phối đến nhiều interface. Địa chỉ Anycast được sử dụng cho giao tiếp môt đến một của nhiều (one-to-one of many), với việc phân phối với một interface.
Prefix trong IPv6:
- Prefix là phần của địa chỉ mà các bit của nó đã được định các giá trị hoặc các bit đó định danh cho một route hoặc subnet. Prefix của IPv6 subnet và summarized route được biểu diễn tương tự như Classless Inter-Domain Routing (CIDR) của IPv4. Một IPv6 prefix được ghi address/prefix-length. Ví dụ: 2001:DB8:2A0:2F3B::/64 là subnet prefix, 2001:DB8:3F::/48 là summarized route prefix.
- Trên IPv6 không còn khái niệm subnet mask như trên IPv4, chỉ có prefix length được hỗ trợ.
- Mặc định địa chỉ unicast IPv6 dùng 64 bit dầu tiên dùng định danh cho Network address (48 bit đầu) và Subnet address (16 bit tiếp theo), 64 bit còn lại dùng để định danh các interface. Nên khi viết một địa chỉ unicast 2001:DB8::2AC4:2AA:FF:FE9A:82D4 có nghĩa là 2001:DB8::2AC4:2AA:FF:FE9A:82D4/64.
Cấu hình tự động của IPv6 (Autoconfiguration):
IPv6 hỗ trợ một tính năng Autoconfiguration, tính năng này giúp thiết bị khi truy nhập vào hệ thống mạng, nó sẽ tự động đi tìm kiếm network prefix bằng cách hỏi thiết bị định tuyến, sau đó nó dùng thông tin này để kết hợp với địa chỉ MAC của card mạng rồi tại thành địa chỉ IP và sử dụng địa chỉ này để truy cập. Điều nay có nghĩa là bạn sẽ không cần phải dùng đến DHCP server như trên IPv4. Mặc dù vậy người vẫn hỗ trợ cho IPv6 dịch vụ DHCP server với tên là DHCPv6, có nghĩa là DHCP trên nền IPv6.
Các địa chỉ IPv6 đặc biệt ( Special addresses):
- Unspecifed address: có dạng 0:0:0:0:0:0:0:0 hoặc :: tương tự như địa chỉ 0.0.0.0 trên của IPv4. Địa chỉ này được dùng khi địa chỉ nguồn chưa được xác định. Đại chỉ này không được gán cho interface của thiết bị.
- Loopback address: có dạng 0:0:0:0:0:0:0:1 hoặc ::1 tượng tự như địa chỉ 127.0.0.1 trên IPv4, là đại chỉ được gán cho loopbackup interface, cho phép một node có thể có thể gởi gói tin cho chính nó.
