Tại sao một số nhà cung cấp dịch vụ Internet chậm chấp nhận IPv6?

Từ năm 1998, Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet (IETF) đã phát triển phương pháp để khắc phục một số hạn chế của cơ sở hạ tầng IP hiện tại. Được biết đến với tên gọi IPv6 (Internet Protocol version 6), phương pháp này đã khắc phục một số vấn đề đang gây khó chịu với IPv4 và mở rộng không gian địa chỉ để phù hợp với vô số thiết bị mới hiện đang kết nối với Internet. Tuy nhiên, vẫn có nhiều ISP không triển khai toàn bộ IPv6 hoặc chỉ thực hiện một phần công việc. Tại sao lại như vậy?

Tại sao IPv6 lại quan trọng?

IPv4 chỉ cho phép phân bổ hơn 4 tỷ địa chỉ trên toàn thế giới. Mỗi địa chỉ có 4 số, mỗi số nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Điều này tạo thành một nhóm 4 byte với giá trị của mỗi byte được phân tách bằng dấu chấm trong ký hiệu chuẩn (ví dụ: 116.184.122.205).

Có hơn 8 tỷ người trên hành tinh và đa phần sở hữu nhiều hơn một thiết bị chiếm địa chỉ IP public. Đó là còn chưa đề cập đến việc có bao nhiêu công ty sở hữu một lượng lớn địa chỉ IPv4 được gọi là dải IP. Theo thời gian, địa chỉ IP bắt đầu cạn kiệt.

Các địa chỉ này được kiểm soát bởi những cơ quan đăng ký Internet khu vực (RIR), mỗi cơ quan chịu trách nhiệm về một khu vực trên thế giới. Các báo cáo đã đưa ra thông tin về việc một số RIR sắp hết địa chỉ IP và đang phân bổ nốt những địa chỉ cuối cùng mà mình được phép.

Năm 2011, Trung tâm Thông tin Mạng Châu Á Thái Bình Dương (NIC) là cơ quan đầu tiên thông báo rằng họ đã phân bổ địa chỉ cuối cùng có thể từ nhóm của mình. Tiếp theo đó là thông báo vào tháng 11 năm 2019 của Réseaux IP Européens (RIPE) rằng tất cả các địa chỉ IPv4 ở Châu Âu đã hoàn toàn cạn kiệt.

Để chống lại điều này, RIR đã vận động nhanh chóng áp dụng IPv6, giúp tăng đáng kể không gian địa chỉ. Mặc dù chúng trông phức tạp hơn nhiều (ví du: fe80::f24e:bb6e:2876:c2dc), địa chỉ IPv6 thường được trình bày dưới dạng 8 nhóm giá trị thập lục phân 16 bit.

Chúng thường được rút ngắn bằng cách loại bỏ các nhóm số 0 (0000), nhưng luôn tạo thành một số 128 bit đầy đủ, cho phép có nhiều địa chỉ đến mức bất ngờ, lên tới 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 địa chỉ.

Việc áp dụng IPv6 chậm ảnh hưởng đến nền kinh tế

Nếu có khả năng suy luận mạnh mẽ, bạn có thể đoán việc các ISP không nhanh chóng áp dụng IPv6 có liên quan nhiều đến chi phí. Nếu một nhà cung cấp Internet cho hàng triệu người dùng, chi phí để áp dụng IPv6 một cách rộng rãi sẽ cực kỳ tốn kém.

Việc này không đơn giản là đưa ra một bản cập nhật firmware. ISP cần thay thế tất cả các thiết bị cũ không thể định tuyến kết nối IPv6 bằng thiết bị có thể sử dụng cả v6 và v4. Tương tự như vậy, nếu cung cấp router cho khách hàng cuối, ISP cũng sẽ cần phải thay thế tất cả những router đó. ISP cũng phải xem xét liệu khách hàng của mình có interface mạng cần thiết để xác thực bằng địa chỉ IPv6 không.

Với hơn một triệu khách hàng ở các khu vực địa lý khác nhau trong một quốc gia, yếu tố chi phí sẽ tăng lên đáng kể. ISP sẽ phải trả rất nhiều tiền để thay thế tất cả các thiết bị đắt tiền có thể sử dụng một bộ địa chỉ số mới. Vì vậy, nếu vẫn còn nhiều địa chỉ IPv4 chưa sử dụng trong phạm vi mạng của mình, ISP hoàn toàn có thể trì hoãn quá trình này.

Cũng đừng quên rằng tất cả các thiết bị định tuyến IPv6 vẫn phải được thiết kế để có tính tương thích ngược với giao thức cũ. IPv4 tiếp tục được sử dụng rộng rãi bởi các server endpoint, nghĩa là những ISP cung cấp địa chỉ IPv6 cho khách hàng cuối phải có cách bắc cầu chúng khi kết nối với các máy chủ này. Việc bắc cầu này cũng dẫn đến nhiều vấn đề đau đầu, đặc biệt là khi các ISP sử dụng IPv6 thường phải cung cấp cho khách hàng của họ một điểm cuối IPv4 để kết nối.

Mặt khác, các máy chủ sử dụng địa chỉ IPv6 sẽ không thể giao tiếp với các client chỉ có địa chỉ IPv4.

Những nhược điểm của các thiết bị NAT

Trong một thời gian dài, các ISP từ chối áp dụng IPv6 đã dựa vào một số lớp thiết bị NAT (Network Address Translation), bao gồm cả xu hướng khách hàng của họ sử dụng router với công nghệ này. NAT chuyển một IP mạng sang các yêu cầu và tín hiệu của IP khác, cho phép nhiều thiết bị chia sẻ một địa chỉ, trong khi mỗi thiết bị vẫn sở hữu một địa chỉ nội bộ khác nhau.

Kể từ cuối những năm 90, điều này đã trở thành một phần thiết yếu của mạng gia đình và văn phòng, ngăn chặn làn sóng cạn kiệt địa chỉ IPv4. Tuy nhiên, trong thực tế, công nghệ này còn có nhiều sai sót khi áp dụng trên quy mô lớn và cũng không chiếm được nhiều lưu lượng truy cập trên thiết bị di động đến trong những thập kỷ tiếp theo.

Sự phổ biến của kết nối di động LTE và 5G ở các nền kinh tế mới nổi đã khiến NAT trở nên ít phù hợp hơn. Khi ra ngoài mạng WiFi ở nhà, điện thoại sẽ kết nối với mạng di động và nhận địa chỉ IP mới. Nếu router ở nhà được xác thực với ISP và bạn sống một mình, thì hiện tại bạn đang chiếm hai địa chỉ IP. Mỗi thành viên trong gia đình sở hữu điện thoại cũng sẽ có thêm một địa chỉ IP ngay khi rời khỏi phạm vi phủ sóng của mạng WiFi gia đình.

Điều này đã dẫn đến tình trạng cạn kiệt địa chỉ IP trên toàn quốc ở nhiều quốc gia. Ví dụ, Romania, Argentina, Thổ Nhĩ Kỳ, Ba Lan, Mexico, Nga và Brazil đã trải qua tình trạng cạn kiệt địa chỉ IP nhanh chóng, do không gian địa chỉ chỉ đáp ứng được một nửa hoặc không đủ cung cấp cho toàn bộ dân số. Với sự bùng nổ về khả năng kết nối cùng với lưu lượng truy cập di động ngày càng tăng, các nước này buộc phải nhanh chóng nâng cấp cơ sở hạ tầng của mình để đảm bảo kết nối qua IPv6 khi những địa chỉ khác không khả dụng.

Với tất cả những điều này, không có gì ngạc nhiên khi việc áp dụng IPv6 đã tăng lên đều đặn trong những năm qua.

Có cần lo lắng về việc áp dụng chậm IPv6 không?

Việc ISP chậm tiếp nhận IPv6 không có nghĩa là họ không theo dõi chặt chẽ tình hình. Vì lợi ích, họ phải đảm bảo kết nối tốt nhất có thể cho khách hàng, đặc biệt nếu đang cạnh tranh với một số nhà cung cấp khác. Đừng quên rằng mức áp dụng gần đây xuất phát từ áp lực cạnh tranh nhằm duy trì kết nối do tình trạng cạn kiệt IPv4 cục bộ.

Như đã đề cập trước đây, mặc dù tiến độ chậm nhưng tình hình trên toàn thế giới vẫn khá tốt. Vào năm 2015, Google đánh giá rằng chỉ có trên 5% lưu lượng truy cập Internet đến từ các IPv6 client, thì vào năm 2024, con số này đã chiếm gần một nửa tổng lưu lượng truy cập!