Có thể thấy trong những năm vừa qua, IoT (Internet of Things); không còn xa lạ và mới mẻ với chúng ta. Đó là một thế giới mà mọi thứ trong cuộc sống được kết nối với Internet để truyền tải, trao đổi dữ liệu, từ đó người dùng có thể tương tác, điều khiển và kiểm soát mọi hoạt động trong cuộc sống thông qua những thiết bị thông minh. Theo Gartner dự đoán, số lượng thiết bị kết nối IoT vào năm 2020 có thể lên tới hàng chục tỷ thiết bị thiết bị kết nối Internet. Rõ ràng, số lượng thiết bị kết nối Internet tiếp tục phát triển nhưng dường như sự tăng trưởng đang diễn ra đằng sau của việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 trên mạng Internet.
Mặc dù Internet trong năm 2016 có sự kết nối một lượng khổng lồ thiết bị bao gồm khoảng 270 triệu máy tính cá nhân, 1,8 tỷ điện thoại thông minh và thêm 1,8 tỷ thiết bị kết nối, tuy nhiên điều đó không có nghĩa là nhu cầu thêm khoảng 4 tỷ địa chỉ IP cần phải bổ sung mới. Một phần của các thiết bị này là thay thế thiết bị cũ và phần lớn các thiết bị bổ sung này đều nằm ở phía sau các NAT. Điều này khiến cho nhu cầu thực tế về IP nhỏ hơn rất nhiều so với con số 4 tỷ. Chính vì vậy ảnh hưởng của việc cạn kiệt địa chỉ IPv4 chưa thực sự tác động rõ rệt đến Internet toàn cầu.
Tuy nhiên để bảo đảm sự phát triển của Internet toàn cầu trước tình trạng cạn kiệt IPv4 và xu thế IoT, IPv6 được xem là giải pháp công nghệ cho sự phát triển của Internet. Không gian địa chỉ IPv6 phong phú sẽ bảo đảm cung cấp cho mỗi thiết bị kết nối Internet một địa chỉ IPv6 toàn cầu , cho dù chúng có thể được triển khai nhỏ đến mức nào. Vậy tại sao chúng ta vẫn còn tập trung nỗ lực để kéo dài IPv4 là câu hỏi nhưng không dễ có câu trả lời thoả đáng. Có thể do:
Thứ nhất, khả năng tương thích ngược với IPv6, trong đó một thiết bị IPv6 chỉ có thể giao tiếp với các thiết bị IPv6 khác, không tương thích với hạ tầng và thiết bị chỉ có giao thức IPv4.
Thứ hai, hiệu quả của mạng lưới, bởi vì các nhà mạng, nhà cung cấp luôn mong muốn tối đa giá trị cho một kết nối với tất cả các dịch vụ kết nối.
Thứ ba, vấn đề chi phí cho các nhà khai thác mạng, trong đó chi phí triển khai của giao thức mới không tạo ra bất kỳ lợi nhuận nào hoạt động kinh doanh.
Giai đoạn cạn kệt IPv4
Quá trình cấp phát địa chỉ IPv4 trong năm 2016 đã cho thấy việc kéo dài quá trình chuyển đổi sang thế hệ địa chỉ IPv6, tuy nhiên tốc độ tăng đã thấp hơn những năm gần đây. Trong năm 2016, số lượng địa chỉ IPv4 đã phân bổ trên toàn cầu là hơn 22 triệu địa chỉ, với tổng số địa chỉ IPv4 đã được cấp trên toàn cầu hơn 3,62 tỷ địa chỉ.
Tổ chức quản lý địa chỉ khu vực châu Phi (AFRINIC) là tổ chức quản lý cấp vùng (RIR - Regional Internet Registry) duy nhất chưa bước vào giai đoạn cấp phát theo chính sách cạn kiệt, với hơn 20 triệu địa chỉ còn lại. Tổ chức quản lý địa chỉ khu vực châu Á – Thái Bình Dương (APNIC) và tổ chức quản lý địa chỉ khu vực châu Âu, Trung Đông và Trung Á (RIPE NCC) đã thông qua chính sách cấp phát theo giai đoạn cạn kiệt, tức là mỗi ứng viên chỉ có thể nhận được một khối địa chỉ duy nhất kích cỡ tối đa 1.024 địa chỉ từ khối / 8 cuối cùng còn lại của khu vực. Tổ chức quản lý địa chỉ khu vực Bắc Mỹ (ARIN) và tổ chức quản lý địa chỉ khu vực Nam Mỹ (LACNIC) đã chính thức hết địa chỉ để cấp. Vị trí hiện tại của mỗi RIR, và dự báo tiêu thụ địa chỉ IPv4 trong những năm tới được thể hiện trong hình dưới đây:
Sự soán ngôi của IPv6 trước IPv4
Rõ ràng việc phân bổ địa chỉ IPv4 chỉ là một nửa vấn đề về chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6. Thực tế, so với năm 2015, số lượng phân bổ IPv6 năm 2016 đã tăng khoảng gần 20%. Ngược lại, số lượng phân bổ IPv4 đã giảm 16% trong cùng kỳ.
Quá trình chuyển đổi sang IPv6 năm 2016 đã có nhiều tiến bộ nhưng điều đó không có nghĩa là các nhà mạng, nhà cung cấp sẽ thực hiện chuyển đổi. Dường như vẫn tồn tại một bộ phận nhà mạng cho rằng sử dụng công nghệ NAT vẫn hiệu quả trong một vài năm tới để đối phó với sự tăng trưởng số lượng thiết bị Internet.
Ít nhất đó là lý do duy nhất chúng ta có thể giải thích cho việc các nhà mạng, nhà cung cấp dịch vụ không có động thái để đẩy mạnh việc triển khai cung cấp dịch vụ đồng thời trên IPv4 và IPv6. Mục tiêu của quá trình chuyển đổi này là không nên sử dụng dual-stack ở mọi nơi, nhưng để “tắt” IPv4 vẫn cần có thời gian và chính sự không chắc chắn khi xác định thời điểm này tác động đến quá trình chuyển đổi sang IPv6.
Tình hình cấp phát IPv4 tại Việt Nam biến động từ năm 2016
Năm 2016 tình hình cấp phát IPv4 tại Việt Nam có biến động, do kể từ 01/6/2016 vùng tài nguyên do IANA tái phân bổ cho APNIC đã cạn kiệt, mọi tổ chức xin cấp mới chỉ được cấp 01/22 từ khối 103/8 thay cho 02 khối /22 trong năm 2015. Tuy vậy trong năm 2016 số lượng yêu cầu đăng ký địa chỉ IPv4 vẫn rất lớn, VNNIC đã tiếp nhận 68 yêu cầu đăng ký và thực hiện cấp 78 khối 22 tới các thành viên. Đặc biệt trong năm 2016 ghi nhận trường hợp đầu tiên về nhận chuyển nhượng địa chỉ IPv4 từ nước ngoài của thành viên địa chỉ RUNSYSTEM-VN, do nhu cầu địa chỉ để triển khai phát triển các dịch vụ thành viên đã nhận chuyển giao 03 khối /22 và 01 khối /24 địa chỉ IPv4 từ Singapore.
Năm 2016 là năm đầu tiên của giai đoạn 3 (2016 - 2019) của Kế hoạch hành động Quốc gia về IPv6. Mục tiêu của Ban công tác thúc đẩy IPv6 Quốc gia là hoàn thiện mạng cơ sở hạ tầng IPv6 quốc gia, hoàn thiện việc chuyển đổi mạng lưới, dịch vụ, ứng dụng, phần mềm và thiết bị trên toàn bộ mạng Internet Việt Nam, đảm bảo cho Internet Việt Nam hoạt động hoàn toàn tương thích, an toàn với IPv6. Đồng thời, mạng lưới của các tổ chức, doanh nghiệp, mạng chuyên dùng của các cơ quan Đảng, Nhà nước cũng sẽ chính thức sử dụng và cung cấp dịch vụ với IPv6 trong giai đoạn này. Để đạt được mục tiêu tổng thể là Internet Việt Nam hoạt động an toàn ổn định với IPv6 kể từ năm 2019, việc chung tay cung cấp dịch vụ IPv6 tới người sử dụng là mục tiêu mà Ban công tác, các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ Internet, nội dung, di động và tất cả các doanh nghiệp cần hướng tới.
Năm 2016, với mục tiêu cung cấp dịch vụ IPv6 tới người sử dụng, hoạt động triển khai cung cấp dịch vụ IPv6 được đẩy mạnh, tạo nên kết quả triển khai IPv6 nổi bật của Việt Nam. Cụ thể, tính đến hết năm 2016, có 27 tổ chức được cấp địa chỉ IPv6, nâng tổng số tổ chức, doanh nghiệp có IPv6 của Việt Nam lên gần 80 tổ chức; tỉ lệ truy cập qua IPv6 của Việt Nam tăng trưởng vượt bậc lên khoảng 5% với hơn 2.500.000 người dùng IPv6 (nguồn Cisco), Việt Nam vượt lên đứng Top 3 khu vực ASEAN, Top 5 khu vực châu Á, vượt mục tiêu đặt ra tại Tọa đàm Ngày IPv6 Việt Nam 2016.
Hiện nay, việc triển khai chuyển đổi sang IPv6 đang được các nhà mạng và các nhà cung cấp dịch vụ bổ sung thêm IPv6 bên cạnh IPv4 trong các dịch vụ của họ. Kết quả Internet ngày nay gần 100% là IPv4 và khoảng gần 14% IPv6. Nói cách khác, khoảng 14% kết nối Internet là giao thức IPv6.
Các nhà cung cấp dịch vụ trên Internet vẫn cần hỗ trợ IPv4 bằng cách sử dụng bất cứ phương pháp nào mà họ có sẵn. Do đó không ngạc nhiên khi NAT được sử dụng phổ biến để kéo dài số lượng địa chỉ IPv4 có hạn cho một số lượng thiết bị trên thực tế lớn hơn rất nhiều. Trong giai đoạn này, số người sử dụng IPv6 vẫn chưa đại diện cho một thị trường sử dụng IPv6 thuần.
NAT là gì?
Hiểu một cách đơn giản, NAT giống như một router, nó chuyển tiếp các gói tin giữa những lớp mạng khác nhau trên một mạng lớn. NAT dịch hay thay đổi một hoặc cả hai địa chỉ bên trong một gói tin khi gói tin đó đi qua một router, hay một số thiết bị khác. Thông thường, NAT thường thay đổi địa chỉ (thường là địa chỉ riêng) được dùng bên trong một mạng sang địa chỉ công cộng. NAT cũng có thể coi như một firewall cơ bản.
Trước tình trạng cạn kiệt địa chỉ IPv4 hiện tại, NAT được coi như một công cụ nhằm kéo dài thời gian tồn tại địa chỉ IPv4. Tuy nhiên đây chỉ là giải pháp tạm thời, hạn chế nhiều về việc đáp ứng dịch vụ và quan trọng nhất là không giải quyết được vấn đề cốt lõi của việc cạn kiệt địa chỉ IPv4.
