Luận văn Các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang

Giao thức Internet (IP) đã trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho các dịch vụ mạng mới, do đó lưu lượng IP không ngừng tăng nhanh và dần thay thế các loại giao thức khác. Hằng năm, lưu lượng số tăng hơn lưu lượng thoại gấp 2 ÷ 4 lần. Đến năm 2010, lưu lượng số đã đạt đến gấp hàng chục lần lưu lượng thoại. Kiến trúc mạng IP ngày nay được xây dựng theo ngăn mạng xếp chồng những công nghệ như ATM, SDH và WDM. Do có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng của kiến trúc này là dư thừa tính năng; và chi phí liên quan đến vận hành khai thác cao. Hơn nữa, kiến trúc này trước đây sử dụng để cung cấp chỉ tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoại và thuê kênh, không được thiết kế phù hợp cho mạng số liệu. Do đó nó không thật sự thích hợp đối với các ứng dụng hoạt động dựa trên công nghệ chuyển mạch gói và đặc biệt là những ứng dụng có nguồn gốc IP. Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đang đề xuất những giải pháp mới khai thác IP trên kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi cung cấp băng tần truyền dẫn vô cùng lớn. Những giải pháp này cố gắng giảm tối đa tính năng dư thừa, giảm mào đầu giao thức, đơn giản hoá công việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM (lớp mạng quang) càng hiệu quả càng tốt. Hiện nay có nhiều kiến trúc mạng đã được nhận diện và triển khai trong thực tế. Tất cả chúng đều liên quan đến việc đơn giản hoá các ngăn giao thức nhưng trong số chúng chỉ có một số kiến trúc có nhiều đặc tính hứa hẹn như DoS (Data over SONET/SDH), Gigabit Ethernet (GbE) và Resilient Packet Ring (RPR) ngoài kiến trúc IP trên ATM/SDH/WDM. Một trong những thách thức lớn nhất ngày nay đối mặt với các nhà sản xuất chuyển mạch quang đó là phát triển các giao thức báo hiệu cho điều khiển hoạt động và hoạt động liên mạng của lớp quang mà có lẽ đây cũng là vấn đề cần chuẩn hoá cấp bách nhất hiện nay. Các tổ chức và diễn đàn quốc tế OIF (Optical Internetworking Forum), IETF và ITU đều đang nỗ lực gấp rút để thiệt lập nên các phương pháp xác định việc điều khiển và kết nối giữa mạng WDM và IP.

docChia sẻ: tuandn | Ngày: 01/02/2013 | Lượt xem: 1906 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nội dung khoá luận tốt nghiệp Từ yêu cầu của đề tài “Các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang” thì luận văn đã nêu lên được các vấn đề liên quan. Đó là giới thiệu một cách khái quát về yêu cầu của đề tài, nói lên được tổng quan về công nghê IP. Công nghệ mà đang trở thành chuẩn phổ biến của nhiều dịch vụ mạng mới. Đã nêu lên công nghệ IP đang sử dụng hiện nay và xu hướng phát triển công nghệ IP trong tương lai. Luận văn cũng đã nêu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang hiện nay. Các cách thức truyền tải dựa trên các phương pháp đã làm chủ, các giải pháp mới có tính khả thi cho tương lai. Đưa ra vấn đề không thể thiếu và rất quang trọng là vấn đề vê cách thức điều khiển, báo hiệu trong truyền tải IP trên mạng quang cũng đã được đề cập. MỤC LỤC Lời mở đầu 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IP 2 1.1 Giới thiệu chung 2 1.2 IPv4 2 1.3 Ưu điểm của IPv6 so với IPv4 4 1.4 Sử dụng IPv4 hay IPv6. 6 1.5 IPv6 cho IP/WDM 7 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ IP TRÊN MẠNG QUANG 8 2.1 Các thế hệ mạng WDM. 8 2.2 Nghiên cứu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang 9 2.2.1 Xu hướng tích hợp WDM 9 2.2.2 Giới thiệu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang 11 2.2.3 Thích ứng IP trên WDM 13 2.2.3.1 IP/ATM/SDH cho truyền dẫn WDM 13 2.2.3.2 IP/ATM trực tiếp trên WDM 15 2.2.3.3 IP/PDH/SDH cho truyền dẫn WDM 16 2.2.3.4 Các giao thức hỗ trợ truyền dẫn SONET/SDH trên WDM 16 2.2.3.4.1Phương thức đóng khung HDLC (POS) 17 2.2.3.4.2 MAPOS (Multiple-access protocol overl SONET) 19 2.2.3.4.3 Phương thức đóng khung LAP (Link Accsess Procedure-SDH) 20 2.2.3.4.4 Phương thức đóng khung GFP (Generic Framing Procedure-GFP) 21 2.2.3.4.5 Kết chuỗi ảo (Virtual Concatenation-VCAT) 23 2.2.3.4.6 LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) 24 2.2.3.5 IP/Gigabit Ethernet cho WDM 25 2.2.3.6 IP/SDL trực tiếp trên WDM 27 2.2.4 Nghiên cứu các giao thức mới 28 2.2.4.1 RPR/SRP (Resilient Packet Ring/Spacial Reuse Protocol) 28 2.2.4.2 DTM (Dynamic Transfer Mode) 30 2.2.4.3 Sử dụng MPLS hỗ trợ chức năng định tuyến IP (IP-MPLS) 32 2.2.5 Chuyển mạch kênh quang WDM 36 2.2.5.1 Kỹ thuật WDM 36 2.2.5.2 Chuyển mạch kênh quang: Định tuyến bước sóng 36 2.2.6 Chuyển mạch gói quang. 38 2.2.6.1Các kỹ thuật chuyển mạch gói quang. 39 2.2.4.2 Định tuyến lệch 45 2.2.7 Kết luận 45 2.3 Phương thức điều khiển trong mạng truyền tải tích hợp IP over WDM 47 2.3.1 Quá trình phát triển mặt điều khiển 47 2.3.2 G-MPLS 49 2.3.2.1 Giới thiệu 49 2.3.2.2 Hoạt động và nền tảng của MPLS 50 2.3.2.3 Quá trình phát triển MPLS đến GMPLS 51 2.3.2.4 Bộ giao thức G-MPLS 52 2.3.2.5 Mục tiêu và các chức năng mặt điều khiển GMPLS 53 2.3.2.6 Kiến trúc các thành phần của mặt điều khiển GMPLS 54 2.3.2.6.1 Yêu cầu của mặt điều khiển 54 2.3.2.6.2 Mạng thông tin số liệu hỗ trợ mặt điều khiển GMPLS 55 2.3.2.7 Báo hiệu trong GMPLS 57 2.3.2.7.1 Các chức năng cơ bản 57 2.3.2.7.2 Hỗ trợ phục hồi 59 2.3.2.7.3 Hỗ trợ xử lý loại trừ 59 2.3.2.7.4 Phối hợp báo hiệu 60 2.3.2.8 Các lợi ích của G-MPLS 61 2.3.2.9 Các vấn đề còn tồn tại của GMPLS 61 2.3.3 Mạng chuyển mạch quang tự động (ASON) 63 2.3.3.1 Khái niệm 63 2.3.3.2 Mô hình ASON 63 2.3.3.3 Các chức năng của ASON 66 2.3.3.3.1 Chức năng mạng lõi ASON 66 2.3.3.3.2 Chức năng biên của ASON 67 2.3.3.4 Các mô hình dịch vụ cho kiến trúc ASON 71 2.3.3.4.1 Mô hình dịch vụ xếp chồng 72 2.3.3.4.2 Mô hình dịch vụ đồng cấp 73 Kết luận 75 Chữ viết tắt AAL  ATM Adaptation Layer  Lớp thích ứng ATM   ADM  Add-Drop Multiplexer  Bộ xen rẽ   APS  Automatic Protection Switching  Chuyển mạch bảo vệ tự động   ARP  Address Resolution Protocol  Giao thức phân chia địa chỉ   ATM  Asynchronous Transfer Mode  Phương thức truyền tin không đồng bộ   BGP  Border Gateway Protocol  Giao thức cổng biên   CAC  Call Admission Control  Điều khiển nhận cuộc gọi   CBR  Constant Bit Rate  Tốc độ bit không đổi   CIDR  Classless Inter-Domain Routing  Định tuyến liên vùng không phân lớp   CLP  Cell Loss Priority  Độ ưu tiên mất tế bào   CoS  Class of Services  Lớp dịch vụ   CRC  Cyclic Redundancy Check  Kiểm tra độ dư thừa theo chu kỳ   DPT  Dynamic Packet Transport  Truyền tải gói động   DTM  Dynamic Transfer Mode  Chế độ truyền tải động   DVMRP  Distance Vector Multicast Routing Protocol  Giao thức định tuyến vecto khoảng cách   DWDM  Density Wavelength Division Multiplexing  Ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao   DXC  Digital Cross-Connect  Kết nối chéo kênh   EGP  Exterior Gateway Protocol  Giao thức cổng ngoài   FCS  Frame Check Sequence  Chuỗi kiểm tra khung   FDDI  Fiber Distributed Data Interface  Giao diện số phân bố theo cáp quang   FDL  Fibre Delay Line  Trễ đường cáp quang   FEC  Forward Equivalence Class (in MPLS)  Lớp phát chuyển tương ứng   FEC  Forward Error Correction (in error correction)  Sửa lỗi trước   GbE  Gigabit Ethernet  Ethernet tốc độ Gigabit   HDLC  High-level Data Link Control  Điều khiển tuyến dữ liệu số mức cao   ID  Identity  Mã nhận dạng   IEEE  Institute of Electrical and Electronic Engineers  Viện đào tạo các kỹ sư điện và điện tử   IGP  Interior Gateway Protocol  Giao thức cổng trong   IP  Internet Protocol  Giao thức Internet   IPng  IP next generation  IP kế tiếp   IPS  Intelligent Protection Switching  Chuyển mạch bảo vệ thông minh   IPv4  IP version 4  Giao thức Internet phiên bản 4   IPv6  IP version 6 (=IPng)  Giao thức Internet phiên bản 6   ISDN  Integrated Services Digital Network  Mạng số đa truy nhập   ISO  International Standards Organisation  Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế   ISP  Internet Service Provider  Nhà cung cấp dịch vụ Internet   ITU  International Telecommunication Union  Hiệp hội viễn thông quốc tế   L2  Layer 2  Lớp 2   L3  Layer 3  Lớp 3   LAN  Local Area Network  Mạng cục bộ   LAPS  LAN Adapter Protocol Support Program  Hỗ trợ giao thức đáp ứng LAN   LCP  Link Control Protocol  Giao thức điều khiển đường   LDP  Label Distribution Protocol  Giao thức phân phối nhãn   LF  Link Failure  Sự cố tuyến   LIB  Label Information Base  Cơ sở thông tin nhãn   LLC  Logical Link Control  Điều khiển đường logic   LOF  Loss of Frame  Mất khung   LOP  Loss Of Packet  Mất gói   LOS  Loss Of Signal  Mất tín hiệu   LSP  Lable Switched Path  Đường chuyển mạch nhãn   LSR  Lable Switch Router  Định tuyến chuyển mạch nhãn   MAC  Medium Access Control  Điều khiển truy nhập   MAPOS  Multiple Access Protocol Over SONET  Giao thức đa truy nhập qua SONET   MBGP  Multicast Border Gateway Protocol  Giao thức cổng biên quảng bá   MP(S  Multi Protocol Lambda Switching  Chyển mạch Lamda đa giao thức   MPLS  Multi Protocol Label Switching  Chuyển mạch nhãn đa giao thức   MPOA  Multi Protocol Over ATM  Đa giao thức theo ATM   NGN  Next Generation Network  Mạng thế hệ mới   OADM  Optical Add Drop Multiplexer  Bộ ghép xen rẽ quang   OAM  Operation, Administration and Maintenance  Khai thác, Quản trị và Bảo dưỡng   OBS  Optical burst switching  Chuyển mạch cụm quang   OC  Optical Carrier  Sóng mang quang   OCH  Optical Channel  Kênh quang   OCHP  Optical Channel Protection  Bảo vệ kênh quang   OE  Opto-electronic conversion  Chuyển đổi quang-điện   ODL  Optical Delay Line  Trễ đường quang   OEO  Optical- Electronical- Optical  Quang-Điện-Quang   OEXC  Opto-Electric Cross-Connect  Kết nối chéo quang-điện   OL  Optical Label  Nhãn quang   OLA  Optical Line Amplifier  Bộ khuếch đại đường quang   OLC  Optical Label Channel  Kênh nhãn quang   OLS  Optical Label Switching  Chuyển mạch nhãn quang   OMS  Optical Multiplex Section  Ghép vùng quang   OMSP  Optical Multiplex Section Protection  Bảo vệ ghép vùng quang   ON  Optical Network  Mạng quang   OEO  Optical-Electrical-Optical  Quang-Điện-Quang   OOO  Optical-Optical-Optical  Quang-Quang-Quang   OP  Optical Packet  Gói quang   OPS  Optical Packet Switching  Chuyển mạch gói quang   OS  Operating System  Hệ thống khai thác   OSC  Optical Supervisory Channel  Kênh giám sát quang   OSI  Open System Interconnection  Liên kết nối hệ thống mở   OSPF  Open Shortest Path First  Thuật toán tìm đường ngắn nhất   OTDM  Optical Time Division Multiplexing  Ghép quang theo thời gian   OTN  Optical Transport Network  Mạng truyền tải quang   PDH  Plesiochronous Digital Hierachy  Phân cấp số cận đồng bộ   POL  Packet Over Lightwave  Chuyển mạch gói qua bước sóng   POS  Packet Over SONET/SDH  Gói qua SONET/SDH   PPP  Point-to-Point Protocol  Giao thức điểm điểm   QoS  Quality of Service  Chất lượng dịch vụ   QoSig  quality of signal  Chất lượng tín hiệu   RSVP  Resource ReSerVation Protocol  Giao thức dự trữ tài nguyên   SDH  Synchronous Digital Hierarchy  Truyền dẫn đồng bộ   SDL  Simple Data Link  Đường dữ liệu đơn giản   SDLC  Synchronous Data Link Control  Điều khiển tuyến dữ liệu đồng bộ   SLA  Service Level Agreement  Sự thỏa thuận mức dịch vụ   SNAP  Sub Network Access Point  Điểm truy nhập mạng con   SONET  Synchronous Optical Network  Mạng quang đồng bộ   STM  Synchronous Transport Module  Chế độ truyền tải đồng bộ   SVC  Switched Virtual Channels  Kênh chuyển mạch ảo   TCA  Traffic Conditioning Agreement  Sự thỏa thuận điều kiện lưu lượng   TCP  Transmission Control Protocol  Giao thức điều khiển truyền tải   TDM  Time Division Multiplexing  Ghép kênh theo thờigian   TOS  Type Of Service  Kiểu dịch vụ   VC  Virtual Connection (in ATM)  Kết nối ảo (trong ATM)   VC  Virtual Container (in SDH)  Gói ảo (trong SDH)   VCI  Virtual Channel Identifier  Bộ nhận dạng kênh ảo   VP  Virtual Path  Đường ảo   WAN  Wide Area Network  Mạng diện rộng   WC  Wavelength conversion  Chuyển đổi bước sóng   WDM  Wavelength Division Multiplexing  Ghép kênh theo bước sóng   Lời mở đầu Giao thức Internet (IP) đã trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho các dịch vụ mạng mới, do đó lưu lượng IP không ngừng tăng nhanh và dần thay thế các loại giao thức khác. Hằng năm, lưu lượng số tăng hơn lưu lượng thoại gấp 2 ÷ 4 lần. Đến năm 2010, lưu lượng số đã đạt đến gấp hàng chục lần lưu lượng thoại. Kiến trúc mạng IP ngày nay được xây dựng theo ngăn mạng xếp chồng những công nghệ như ATM, SDH và WDM. Do có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng của kiến trúc này là dư thừa tính năng; và chi phí liên quan đến vận hành khai thác cao. Hơn nữa, kiến trúc này trước đây sử dụng để cung cấp chỉ tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoại và thuê kênh, không được thiết kế phù hợp cho mạng số liệu. Do đó nó không thật sự thích hợp đối với các ứng dụng hoạt động dựa trên công nghệ chuyển mạch gói và đặc biệt là những ứng dụng có nguồn gốc IP. Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đang đề xuất những giải pháp mới khai thác IP trên kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi cung cấp băng tần truyền dẫn vô cùng lớn. Những giải pháp này cố gắng giảm tối đa tính năng dư thừa, giảm mào đầu giao thức, đơn giản hoá công việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM (lớp mạng quang) càng hiệu quả càng tốt. Hiện nay có nhiều kiến trúc mạng đã được nhận diện và triển khai trong thực tế. Tất cả chúng đều liên quan đến việc đơn giản hoá các ngăn giao thức nhưng trong số chúng chỉ có một số kiến trúc có nhiều đặc tính hứa hẹn như DoS (Data over SONET/SDH), Gigabit Ethernet (GbE) và Resilient Packet Ring (RPR) ngoài kiến trúc IP trên ATM/SDH/WDM. Một trong những thách thức lớn nhất ngày nay đối mặt với các nhà sản xuất chuyển mạch quang đó là phát triển các giao thức báo hiệu cho điều khiển hoạt động và hoạt động liên mạng của lớp quang mà có lẽ đây cũng là vấn đề cần chuẩn hoá cấp bách nhất hiện nay. Các tổ chức và diễn đàn quốc tế OIF (Optical Internetworking Forum), IETF và ITU đều đang nỗ lực gấp rút để thiệt lập nên các phương pháp xác định việc điều khiển và kết nối giữa mạng WDM và IP. Trong quá trình thực hiện đề tài, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô tại Khoa Điện Tử Viễn Thông- Trường Đại Học Công Nghệ, nhất là thầy giáo PGS.TS Nguyễn Kim Giao- người đã trực tiếp hướng dẫn em. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IP 1.1 Giới thiệu chung        Như chúng ta đã biết Internet là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên. Khác với cách tổ chức theo các cấp: nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, mạng Internet tổ chức chỉ có một cấp, các mạng máy tính dù nhỏ, dù to khi nối vào Internet đều bình đẳng với nhau. Do cách tổ chức như vậy nên trên Internet có cấu trúc địa chỉ, cách đánh địa chỉ đặc biệt, trong khi cách đánh địa chỉ đối với mạng viễn thông lại đơn giản hơn nhiều. Đối với mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, khách hàng ở các vùng khác nhau hoàn toàn có thể có cùng số điện thoại, phân biệt với nhau bằng mã vùng, mã tỉnh hay mã quốc tế. Đối với mạng Internet , do cách tổ chức chỉ có một cấp nên mỗi một khách hàng hay một máy chủ đều có một địa chỉ internet duy nhất mà không được phép trùng với bất kỳ ai. Do vậy mà địa chỉ trên Internet thực sự là một tài nguyên. Hàng chục triệu máy chủ trên hàng trăm nghìn mạng. Để địa chỉ không được trùng nhau cần phải có cấu trúc địa chỉ đặc biệt quản lý thống nhất và một Tổ chức của Internet gọi là Trung tâm thông tin mạng Internet - Network Information Center (NIC) chủ trì phân phối, NIC chỉ phân địa chỉ mạng (Net ID) còn địa chỉ máy chủ trên mạng đó do các Tổ chức quản lý Internet của từng quốc gia một tự phân phối. (Trong thực tế để có thể định tuyến (routing ) trên mạng Internet ngoài địa chỉ IP còn cần đến tên riêng của các máy chủ (Host) - Domain Name). 1.2 IPv4 Địa chỉ IPv4 gồm 32 bit, chia thành bốn octet, mỗi octet là một byte. Địa chỉ IP được chia thành năm lớp A, B, C, D và E. Giả sử Net_ID và Host_ID lần lượt là định danh mạng và trạm. Địa chỉ IP được biễu diễn dưới dạng . Với IPv4 chúng ta có 232 (4,3 tỷ) địa chỉ. Kề từ khi chính thức đựơc đưa vào sử dụng và được định nghĩa trong kiến nghị RFC791 năm 1981 đến nay, Ipv4 đã chứng minh được khả năng dễ triển khai, dễ phối hợp và hoạt động và tạo ra sự phát triển bùng nổ của các mạng máy tính. Tuy nhiên đến thời điểm hiện tại với sự phát triển công nghệ hiện nay, hầu như tất cả tất cả các thiệt bị điện tử trong tương lai sẽ tích hợp dịch vụ IP, hơn nữa sự tăng vọt ồ ạt các ứng dụng và công nghệ cũng như các thiết bị di động khác đã làm cho không gian địa chỉ Ipv4 ngày càng chật hẹp và bộc lộ nhiều điểm yếu của Ipv4: Thiếu địa chỉ IP do sự tăng quá nhanh của các host trên mạng Internet đã dẫn đến tình trạng thiếu địa chỉ IP trầm trọng để gán cho các node. Trong những năm 1990, CIDR đựơc xây dựng dựa trên khái niệm mặt nạ địa chỉ (address mask). CIDR đã tạm khắc phục được những vấn đề nêu trên. Khía cạnh tổ chức mang tính thứ bậc của CIDR đã cải tiến khả năng mở rộng của Ipv4. Mặc dù có thêm nhiều công cụ khác ra đời như kĩ thuật subnetting (1985), kĩ thuật VLSM (1987) và CIDR (1993), các kĩ thuật trên đã không cứu với IPv4 ra khỏi một vấn đề đơn giản: không có đủ địa chỉ cho các nhu cầu tương lai. Do đó, một vài giải pháp tạm thời, chẳng hạn dùng RFC1918 trong đó dùng một phần không gian địa chỉ làm các địa chỉ dành riêng và NAT là một công cụ cho phép hàng ngàn host truy cập vào Internet chỉ một vài IP hợp lệ để tận dụng tốt hơn không gian địa chỉ của IPv4. Quá nhiều các routing entry (bản ghi định tuyến) trên các backbone router : Với tình hình hiện tại, do không có sự phân cấp địa chỉ IPv4 nên số lượng các routing entry trở nên rất lớn, lên tới 110.000 bản ghi. Việc này làm chậm quá trình xử lý của router, làm giảm tốc độ mạng. An ninh của mạng : với IPv4, đã có nhiều giải pháp khắc phục nhược điểm như IPSec, DES, 3DES… nhưng các giải pháp này đều phải cài đặt thêm và có nhiều phương thức khác nhau với mỗi loại sản phẩm chứ không đựơc hỗ trợ ở mức bản thân của giao thức. Nhu cầu về các ứng dụng thời gian thực hay vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS : Các thách thức mới từ việc nảy sinh các dịch vụ viễn thông, các yêu cầu truyền thời gian thực cho các dịch vụ multimedia, video, âm thanh qua mạng, sự phát triển của thương mại điện tử đã đặt ra việc đảm bảo QoS cho các ứng dụng QoS trong IPv4 cũng được xác định trong trường TOS và phần nhận dạng tải trọng của gói tin IP. Tuy nhiên trường TOS này có tính ít tính năng. 1.3 Ưu điểm của IPv6 so với IPv4 Do các vấn đề đặt ra ở trên nên một phiên bản của giao thức mới đã được giới thiệu. Xuất phát điểm của IPv6 có tên gọi là Ipng (Internet Protocol Next Generation). Sau đó, IPng được gán với phiên bản 6 và lấy tên chính thức là IPv6. Quan điểm chính khi thiết kế từng bước thay thế IPv4, không tạo ra sự biến đổi quá lớn với các tầng trên và dưới. Mở rộng của không gian địa chỉ : Địa chỉ của IPv6 bao gồm 128bit so với 32bit của địa chỉ IPv4. Với phạm vi của địa chỉ IPv6, việc cung cấp địa chỉ trở nên thoải mái hơn rất nhiều. Về mặt lý thuyết, 128bit địa chỉ có khả năng cung cấp 2128 địa chỉ, nhiều hơn địa chỉ IPv4 khoảng 8 tỷ tỷ tỷ lần. Số địa chỉ này sẽ đáp ứng được sự bùng nổ của các thiết bị IP trong tương lai. Ngoải ra IPv6 còn cung cấp phương thức mới tự động cấu hình địa chỉ và xây dựng một phép kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ IP. Kết cấu địa chỉ định tuyến được phân cấp hiệu quả: Địa chỉ IPv6 được thiết kết để tạo ra cơ sở định tuyến phân cấp, hiệu quả và có khả năng tập hợp lại dựa trên sự phân cấp thành nhiều mức của các nhà cung cấp dịch vụ (ISP). Như vậy các bảng định tuyến trên các router backbone sẽ gọn nhẹ hơn nhiều. Dạng header mới: Phần Header của IPv6 được giảm xuống tới mức tối thiểu bằng việc chuyển tất cả các trường phụ thuộc hoặc không cần thiết xuống phần header còn lại nằm ngay sau phần header của IPv6. Việc tổ chức hợp lý phần header này làm tăng hiệu quả xử lý tại các router trung gian. IPv6 header và IPv4 header là không tương thích với nhau, do đó các node phải được cài đặt 2 phiên bản IP mới có thể xử lý được các header khác nhau này. Tự động cấu hình địa chỉ: Tương tự như IPv4, IPv6 cũng cung cấp khả năng cấu hình địa chỉ tự động DHCP, ngoài ra còn đưa thêm khả năng tự động cấu hình địa chỉ khi không có DHCP Server. Trong một mạng, các host có thể tự động cấu hình địa chỉ của nó bằng cách sử dụng IPv6 Prefix nhận đựơc từ router (gọi là địa chỉ link-local). Hơn nữa trong một mạng mà không có router thì host cung có thể cấu hình địa chỉ link-local để liên lạc với các host khác. Bảo mật: Hỗ trợ IPSec đã được hỗ trợ ngay bản thân của IPv6. Yêu cầu bắt buộc này như là một tiêu chuẩn cho an ninh mạng, đồng thời mở rộng khả năng làm việc được với nhau của các loại sản phẩm. Chất lượng dịch vụ tốt hơn (QoS): Phần header của IPv6 được đưa thêm vào một số trường mới. trường nhãn luồng (flow label) ở IPv6 header được dùng để đánh nhãn cho các luồng dữ liệu. Từ đó các Router có thể có những xữ lý khác nhau với các gói tin thựôc các luồng dữ liêuk khác nhau. Do trưòng Flow label nằm trong IPv6 header nên QoS vẫn được đảm bảo khi phần tải trọng được mã hoá bởi IPSec. Khả năng mở rộng tốt: IPv6 có khả năng mở rông tốt bằng việc sử dụng header mở rộng ngay sau phần IPv6 header. Điều này cho phép thêm vào các chức năng mạng mới. Không giống như IPv4, phần lựa chọn địa chỉ có 40