Hành trình chuyển đổi giao thức Internet từ IPv4 sang IPv6 trong chuyển đổi số

TIN MỚI NHẤT

06/06/2023 02:41 PM

Cách đây 41 năm vào tháng 9/1981, hai bản thông cáo kỹ thuật RFC 791 và 793 được xuất bản. Sự kiện này được xem là tuyên bố chính thức về sự ra đời của bộ giao thức TCP/IP, nhân tố chính góp phần xây dựng nên mạng Internet. Hôm nay chúng ta cùng nhìn lại quá trình phát triển của bộ giao thức Internet huyền thoại này cũng như tìm hiểu xu hướng phát triển của nó trong tương lai.

Lịch sử IPv4

Trong thập niên 1970, đã có nhiều nỗ lực nhằm kết nối các máy tính đơn lẻ (Stand-alone) thành những mạng máy tính cơ bản. Hơn nửa tá hệ thống mạng đã ra đời trong thời kỳ này như: ARPANet, NPL Mark I, CYCLADES, ... trong đó ARPANet bao gồm 2 hệ thống mạng là PRNet và SATNet.

Một vấn đề lớn xuất hiện trong thời kỳ này: Tất cả các hệ thống mạng này đều không thể nói chuyện được với nhau. Năm 1973, Bob Kahn và Vint Cerf là hai chuyên gia tại ARPA làm cùng trong dự án “Xây dựng kiến trúc mở về kết nối liên mạng” (Open-architecture interconnection models) nhằm kết nối các hệ thống mạng của quân đội Mỹ với hệ thống mạng của ARPANet. Trong phiên họp vào tháng 5/1974, họ đã giới thiệu những mô tả (Spefication) đầu tiên về bộ giao thức Internet Protocol.

Sau đó, bộ giao thức này được thử nghiệm và thay đổi rất nhiều lần từ phiên bản 1 đến 3. Tháng 9/1981, phiên bản 4 (gọi tên đại diện là IPv4) của bộ giao thức TCP/IP được công bố chính thức trong RFC 791 (dành cho giao thức IP) và RFC 793 (dành cho giao thức TCP). Đây là phiên bản vẫn còn được sử dụng phổ biến cho đến ngày nay.

Chuyển đổi IPv4 sang IPv6 là hạng mục quan trọng trong chuyển đổi số. Ảnh: Internet

Bộ giao thức TCP/IP từ khi được giới thiệu chính thức đã gây được tiếng vang lớn bởi vì nó đại diện cho một kiến trúc mở (open-architecture), không bản quyền (royalty-free) và không độc quyền (non-proprietary). Nó cho phép bất kỳ loại máy tính nào cũng có thể giao tiếp với nhau thông qua bất kỳ loại đường truyền nào. Ngoài ra TCP/IP chỉ đơn giản là thành phần phần mềm được cài đặt trên các thiết bị phần cứng nên khả năng triển khai nhanh và có tính tương thích cao.

Vấn đề của IPv4

Phần quan trọng nhất của giao thức IP đó chính là “địa chỉ IP” - định danh cho mỗi máy tính trên mạng. Đối với IPv4, địa chỉ này là một con số có độ dài 32 bit nhị phân, tương ứng với tổng số địa chỉ IPv4 là 232 = 4.294.967.296 hoặc 4,2 tỉ địa chỉ. Một con số quá lớn vào thập niên 1980. Lúc này dân số thế giới tầm 4,7 tỉ người, chưa có sự phổ biến của máy tính cá nhân, chưa có Internet cũng như điện thoại di động như bây giờ.

Năm 1986 mạng NSFNet ra đời nhằm kết nối các trung tâm siêu máy tính (Supercomputer center) và các trường đại học tại Mỹ. Đến năm 1989, NSFNet có khoảng 1000 hệ thống mạng kết nối (theo RFC 1118) với 3 triệu người dùng. Đây được coi như là mạng trục (Backbone) đầu tiên của Internet. Sang năm 1993, mạng Internet bắt đầu lan rộng ra quy mô toàn cầu. Cùng lúc đó công nghệ kết nối Internet Dial-up được thương mại hóa năm 1992, rồi các công nghệ băng rộng (Broadband) lần lượt ra đời, kết hợp với mạng WWW (World Wide Web), máy tính cá nhân... Tất cả những điều này thực sự khiến cho mạng Internet bùng nổ. Các chuyên gia Internet đã bắt đầu nhận ra vấn đề của IPv4. RFC 1287 (tháng 12/1991) đã dự đoán có thể có đến 109 (chính xác là 107-1010) hệ thống mạng sẽ kết nối Internet, đồng nghĩa không gian địa chỉ IPv4 sẽ bị cạn kiệt.

Internet mang lại lợi ích cho tất cả các bên tham gia, đặc biệt là những nhà cung cấp dịch vụ và đơn vị sản xuất thiết bị mạng, vì thế cuộc đua tìm giải pháp đã được tiến hành. Dù có nhiều giải pháp đưa ra nhưng cuối cùng địa chỉ IPv4 cũng đã chính thức cạn kiệt. APNIC là khu vực cạn kiệt sớm nhất vào 19/4/2011 và cuối cùng là vùng RIPE NCC vào ngày 25/11/2019.

Đến nay, với sự xuất hiện của 4G, 5G cùng với IoT thì với số lượng địa chỉ IPv4 còn lại trong các tổ chức, các nhà mạng không thể giải quyết được bài toán thiếu hụt địa chỉ.

IPv6 - thế hệ địa chỉ mới

Trước viễn cảnh cạn kiệt của IPv4, đầu thập niên 1990, nhóm đặc trách kỹ thuật Internet IETF đã nghĩ đến một thế hệ giao thức IP mới với tên gọi là IPng (Internet Protocol Next Generation). Vào tháng 01/1995, RFC 1752 là mô tả đầu tiên về IPng được xuất bản. Đến tháng 12/1995 thì RFC 1883 đã chuyển tên gọi từ IPng sang tên chính thức là IPv6 với mô tả chi tiết hơn về giao thức thế hệ mới này nhưng RFC 2460 (12/1998) mới được xem là mô tả đầy đủ nhất về IPv6. Với độ dài được nâng từ 32 lên 128 bit, địa chỉ IPv6 được xem không bao giờ cạn kiệt, tránh vết xe đổ của IPv4.

Nhắc về IPv6, đây không phải là một phiên bản IP chính thức mà chỉ là một đề xuất phát triển một giao thức thuộc tầng IP-Layer (tầng 3 của OSI) có tên gọi là Internet Stream Protocol nhằm đảm bảo chất lượng (QoS) cho việc truyền dữ liệu đa phương tiện (Multimedia) giữa các đầu cuối. Giao thức này được đề cập trong RFC 1190 (10/1990) và RFC 1819 (8/1995). Và mọi thứ đều chỉ dừng ở mức đề xuất thí nghiệm nhưng IETF vẫn gọi đây là IPv5 và dùng tên mới IPv6 là thế hệ tiếp theo của IPv4.

Từ khi ra đời, giao thức IPv6 đã được thử nghiệm suốt một thời gian dài với nhiều dự án khác nhau tại nhiều khu vực trên thế giới. Mạng toàn cầu đầu tiên để thử nghiệm, đánh giá thúc đẩy phát triển IPv6 là mạng 6BONE được triển khai từ năm 1996 đến 2006. Một dấu mốc quan trọng nữa là vào 04/2/2008, tổ chức IANA đã chính thức giới thiệu bản ghi (Record) mở rộng có tên AAAA nhằm phân giải tên miền DNS sang địa chỉ IPv6.

Dù vậy, kể từ bản mô tả cuối cùng của IPv6 ra đời năm 1998, sau hơn một thập kỷ, đến năm 2010, việc triển khai IPv6 trên toàn cầu mới thực chuyển động và tiến triển một cách chậm chạp. Những nỗ lực thúc đẩy đã bắt đầu tiến hành.

Ngày 08/6/2011, tổ chức Internet Society tổ chức ngày IPv6 toàn cầu (World IPv6 Day) lần đầu tiên để kiểm tra, đánh giá hoạt động của IPv6 và ngày khai trương chính thức (World IPv6 Launch) diễn ra sau đó đúng một năm, ngày 06/6/2012. Những nỗ lực này đã có hiệu quả và bắt đầu từ năm 2015, tỉ lệ triển khai IPv6 toàn cầu tăng lên rất nhanh, tính đến tháng 5/2022 đạt hơn 40%.

Thành công và thách thức

Internet là một hệ thống chia sẻ thông tin toàn cầu trong đó giao thức TCP/IP đã giúp kết nối và phát triển hạ tầng. Không những thế TCP/IP còn là động lực thúc đẩy phát triển các kỹ thuật và công nghệ quan trọng như Ethernet, Wifi, LAN, Broadband, Web, Email, VoIP, 3G, 4G, 5G, IoT, Cloud... Các mạng xã hội, các phương tiện truyền thông và những ứng dụng không ngừng phát triển theo thời gian.

Về mặt xã hội, việc kết nối các hệ thống mạng và mạng Internet cũng đã giúp quá trình giao tiếp của con người trở nên thuận tiện hơn, hiệu quả giáo dục được nâng cao, các dịch vụ liên quan con người cũng được phát triển đặc biệt là dịch vụ công. Nhiều cộng đồng mạng (Community Network) được xây dựng để cùng chia sẻ mục tiêu chung. Khoảng cách số (digital devide) cũng được dần thu hẹp.

Dù vậy, thế giới vẫn không ngừng phát triển, những nhu cầu và vấn đề luôn phát sinh. Hiện nay chúng ta cùng đang hướng về nền công nghiệp 4.0, nhiều thách thức phát triển được đặt ra đối với CNTT. Vì thế TCP/IP cũng cần đáp ứng những thách thức mới về hiện tại cũng như tương lai.

Mục tiêu đầu tiên của hệ thống Internet đó là giữ vững sự ổn định của tất cả hệ thống mạng trên toàn cầu, tiếp tục mở rộng sự hiện diện, loại bỏ những mối đe dọa (threat), kiện toàn các kỹ thuật bảo mật và an ninh mạng, đặc biệt bảo đảm an toàn định tuyến toàn cầu (global routing).

Và chúng ta cũng đang bắt đầu kỷ nguyên mới, đại diện bởi quá trình chuyển đổi số (CĐS) (digitalization) và kết nối mọi thứ (interconnection of everything). Một số yêu cầu về công nghệ (key technology) như: 5G, 6G, trí thông minh nhân tạo (AI), thực tại ảo (VR), dữ liệu lớn (big Data), điện toán đám mây, Internet thế hệ mới (NGI), Internet vạn vật (IoT), mạng điều khiển bằng phần mềm (SDN), Multi-cloud network ... Bên cạnh đó là các chiến lược xây dựng nền tảng số, xã hội số, kinh tế số trên toàn cầu đang diễn ra mạnh mẽ. Đòi hỏi những tiêu chuẩn kỹ thuật cao hơn, số lượng kết nối nhiều hơn, mật độ kết nối lớn hơn và hiệu quả hơn.

Giao thức IPv6 ra đời đã đáp ứng được những yêu cầu và thách thức đặt ra. Không chỉ cho phép số lượng kết nối không hạn chế mà còn giúp kết nối được bảo mật hơn, việc mã hóa đơn giản hơn, cho phép bảng định tuyến toàn cầu tối ưu hơn, khả năng di động (mobility) uyển chuyển hơn, công tác vận hành khai thác thuận tiện hơn, chất lượng mạng được cải thiện và đáp ứng sự mở rộng trong tương lai.

Điều này lý giải tại sao xu hướng chuyển đổi các hệ thống mạng IPv4 sang IPv6 đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn thế giới.

Chuyển đổi IPv4 sang IPv6 là hạng mục quan trọng trong chuyển đổi số

Trung tâm CNTT

In bài viết

Gửi email

Bình luận

TIN BÀI LIÊN QUAN

DANH MỤC TIN

Chi tiết >>

MEDIA

TIN HOẠT ĐỘNG NGÀNH

Ngành BHXH Việt Nam: Nhiều hoạt động ý nghĩa hướng tới kỷ ...

TIN HOẠT ĐỘNG NGÀNH

THĂM DÒ Ý KIẾN

Bạn có thể cho biết ý kiến về thông tin cung cấp trên Cổng thông tin của BHXH Việt Nam?

Bạn có hài lòng với nội dung thông tin cung cấp trên Cổng thông tin BHXH Việt Nam?

LIÊN KẾT WEBSITE

CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ BẢO HIỂM XÃ HỘI VIỆT NAM
Cơ quan chủ quản: Bảo hiểm xã hội Việt Nam
Giấy phép số: 100/GP-TTĐT, cấp ngày 12/6/2019
Người chịu trách nhiệm chính: Phó Tổng Giám đốc Đào Việt Ánh
Địa chỉ: Số 6, Phố Cương Kiên, Phường Trung Văn, Quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
Ghi rõ nguồn 'Cổng thông tin điện tử BHXH Việt Nam' hoặc "baohiemxahoi.gov.vn"
khi phát hành lại thông tin.

CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ BẢO HIỂM XÃ HỘI VIỆT NAM
- - ©2016 – 2017 - Bản quyền thuộc về Bảo hiểm xã hội Việt Nam.
  Cơ quan chủ quản: Bảo hiểm xã hội Việt Nam
- Giấy phép số: 100/GP-TTĐT, cấp ngày 12/6/2019
- Người chịu trách nhiệm chính: Phó Tổng Giám đốc Đào Việt Ánh
- Địa chỉ: Số 6, Phố Cương Kiên, Phường Trung Văn, Quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
- Ghi rõ nguồn 'Cổng thông tin điện tử BHXH Việt Nam' hoặc ''baohiemxahoi.gov.vn'' khi phát hành lại thông tin.

Ghi rõ nguồn 'Cổng thông tin điện tử BHXH Việt Nam' hoặc 'baohiemxahoi.gov.vn' khi phát hành lại thông tin.

Giấy phép số 253/GP-TTĐT của Cục Phát thanh, truyền hình và Thông tin điện tử - Bộ Thông tin và Truyền thông ngày 01/08/2017