Mức độ ứng dụng triển khai thế hệ địa chỉ Internet IPv6 tiếp tục được gia tốc trên toàn cầu khi các hãng, doanh nghiệp lớn đồng loạt có các động thái thúc đẩy triển khai IPv6. Các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ di động hàng đầu đã bắt kịp xu thế chung và thực tế đang đứng ở vị trí dẫn đầu trong ứng dụng IPv6. Cùng với Internet băng rộng, lưu lượng IPv6 từ dịch vụ Internet di động đang đóng góp phần lớn lưu lượng IPv6 toàn cầu.
Tình hình và xu thế triển khai thế hệ địa chỉ IPv6 trong cung cấp dịch vụ di động 4G LTE
(Nguồn: https://www.google.com/intl/en/ipv6/statistics.html)
Theo thống kê của Google, tính đến cuối tháng 3/2017, tỉ lệ ứng dụng IPv6 chung trên Internet toàn cầu đạt khoảng 13,44% lưu lượng thuần IPv6 (thời điểm cao nhất lên tới 17%). Một điểm nhấn đặc biệt cho thấy sự trưởng thành trong ứng dụng IPv6 là tỉ lệ lưu lượng IPv6 qua kết nối đường hầm (tunnel) dần xuống rất thấp, có thời điểm là 0%. Điều này cho thấy IPv6 đang thâm nhập một cách chắc chắn trên Internet và không còn các kịch bản “ốc đảo” IPv6 trên Internet IPv4.
Tốc độ triển khai nhanh chóng của mạng di động 3G và 4G/LTE tác động đến hành vi người dùng cuối. Số lượng người dùng cuối truy cập Internet thông qua các thiết bị di động đang gia tăng nhanh chóng. Báo cáo về Kinh tế di động năm 2016 của GMSA cho rằng, di động đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội và có vai trò trung tâm trong việc giải quyết một loạt các thách thức về phát triển kinh tế xã hội ở các nước đang phát triển. Điều này sẽ thúc đẩy phát triển kinh tế và cơ sở hạ tầng, tăng năng suất và việc làm trong toàn bộ nền kinh tế, cũng như cải thiện việc tiếp cận các dịch vụ quan trọng như giáo dục và chăm sóc sức khoẻ. Vào cuối năm 2015, 2,5 tỷ người tại các nước đang phát triển truy cập Internet thông qua các thiết bị di động, dự báo con số sẽ tăng lên hơn 1,3 tỷ vào năm 2020.
Làn sóng tăng trưởng mới của người dùng 4G chắc chắn sẽ tăng việc sử dụng Internet thông qua các thiết bị di động, cùng với đó là nhu cầu về địa chỉ Internet (IP). Các nhà khai thác mạng di động cần đưa ra quyết định chiến lược cho sự phát triển của doanh nghiệp, tối đa hóa việc nắm giữ IP để đối phó với nhu cầu ngày càng tăng về địa chỉ khi triển khai các mạng mới, dịch vụ mới như LTE. Trước thực trạng cạn kiệt địa chỉ IPv4, sự trưởng thành IPv6 về công nghệ, dịch vụ và tiêu chuẩn trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ di động, các nhà khai thác mạng di động lớn đã nhanh chóng bắt kịp về công nghệ để thực hiện triển khai ứng dụng IPv6 trong cung cấp dịch vụ di động mới, coi đó là một trong những quyết định chiến lược cho sự phát triển của doanh nghiệp.
Nhiều quan điểm cho rằng mức độ triển khai ứng dụng IPv6 nói chung và IPv6 trên dịch vụ di động nói riêng còn ít và chậm chạp. Thực tiễn đã chứng minh quan điểm này không đúng. Thời gian vừa qua, một loạt các nhà cung cấp dịch vụ di động lớn của Mỹ đã triển khai mạnh mẽ việc ứng dụng IPv6 trong hệ thống dịch vụ 4G LTE tới người sử dụng. Tại Mỹ, nếu người sử dụng đang dùng điện thoại Android trên một trong bốn mạng di động hàng đầu ở Mỹ (AT&T Wireless, Sprint, T-Mobile USA và Verizon Wireless) thì phần nhiều khả năng họ đã sử dụng IPv6 chứ không phải IPv4 khi kết nối Internet mà không hề nhận ra. Điều này cũng đúng nếu người sử dụng dùng điện thoại iPhone trên Verizon Wireless.
IPv6 đã sẵn sàng được triển khai trên mạng lưới và dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ di động và các nhà cung cấp dịch vụ nội dung lớn: Verizon Wireless mặc định sử dụng IPv6 cho các thiết bị LTE. T-Mobile USA sử dụng tùy chọn IPv6 trên GSM/UMTS/LTE và đang chuyển dần thành mặc định. Khi IPv6 được bật lên trên mạng di động, phần lớn lưu lượng nội dung được truyền tải qua IPv6. Cả Google và Akamai đều báo cáo tăng trưởng theo cấp số nhân trong lưu lượng kết nối sử dụng IPv6.
Lưu lượng IPv6 hiện nay chiếm phần lớn trong lưu lượng trao đổi giữa các nhà cung cấp dịch vụ di động lớn của Mỹ. Trung bình lưu lượng IPv6 của các mạng di động lớn nhất đã vượt qua ngưỡng 50% (Verizon Wireless, T-Mobile USA, Sprint Wireless, AT&T Wireless). Verizon Wireless có tỉ lệ lưu lượng IPv6 lên tới 84,36%, T-Mobile USA đạt 81,15 %. Tại thời điểm tháng 8/2016, các nhà cung cấp dịch vụ di động nêu trên đã cung cấp tổng cộng 37,59% lưu lượng truy cập của họ qua IPv6 tới các nhà cung cấp dịch vụ nội dung phổ biến. Năm 2016 là năm mà IPv6 trở thành giao thức Internet chiếm ưu thế cho mạng di động ở Mỹ.
Tại sao các Nhà cung cấp dịch vụ di động hàng đầu thế giới lựa chọn triển khai IPv6
Trong bối cảnh các Tổ chức quản lý địa chỉ cấp khu vực RIR (Regional Internet Registry) không còn địa chỉ IPv4 để cấp mới cho các tổ chức, doanh nghiệp; việc mua lại địa chỉ IPv4 từ các tổ chức khác thông qua hoạt động mua bán chuyển nhượng địa chỉ không phải là giải pháp kinh tế cho các nhà mạng khi giá thành mua bán địa chỉ IPv4 hiện tại ở mức rất cao. Việc tăng trưởng lưu lượng và thiết bị gắn với mỗi cá nhân là đặc thù trong cung cấp dịch vụ di động. Mạng Internet hiện nay đã sẵn sàng cho các công nghệ mới: IoT, VoLTE/IMS.Các nhà cung cấp dịch vụ di động lớn chắc chắn không đủ không gian địa chỉ công cộng (IPv4 public) để sử dụng đại trà vì vậy các nhà mạng phải chấp nhận sử dụng sử dụng địa chỉ IPv4 dùng riêng và công nghệ NAT để ánh xạ địa chỉ IPv4 dùng riêng và địa chỉ IPv4 có thể định tuyến toàn cầu. Hiện nay, việc sử dụng địa chỉ IPv4 dùng riêng và ứng dụng NAT trong các hãng cung cấp dịch vụ di động vẫn còn phổ biến. Tuy nhiên các vùng địa chỉ IPv4 dùng riêng không cho phép kết nối liên mạng, trong khi mô hình công nghệ và xu thế cung cấp dịch vụ trên di động hiện nay cần các kết nối liên mạng.
IPv6 cung cấp giải pháp dài hạn, khả năng mở rộng với việc vận hành và bảo trì ít hơn so với các mạng IPv4 được triển khai trong môi trường NAT (Network Address Translator). Việc triển khai NAT quy mô lớn, hay LSN, còn được gọi là Carrier Grade Nat (CGN), mà không có kế hoạch triển khai IPv6 sẽ chỉ kéo dài thời gian tồn tại của địa chỉ IPv4. Cách tiếp cận này không giải quyết vấn đề cốt lõi của sự cạn kiệt địa chỉ IPv4. Kích hoạt sử dụng IPv6 giúp tránh được gánh nặng về quản lý NAT, một mô hình triển khai phức tạp trong môi trường mô hình dịch vụ đa dạng hiện đại ngày nay.
Kết luận từ các nhà di động hàng đầu cho việc triển khai IPv6 là: tất cả chúng ta phải ứng dụng IPv6 vì IPv4 không còn phù hợp với mô hình kinh doanh trong đó hàng tỷ thiết bị được kết nối. Cũng không chỉ có nhiều thiết bị hơn mà còn có nhiều thiết bị giữ địa chỉ lâu hơn, kết nối nhiều hơn (kỹ thuật phát triển ứng dụng có tính tương tác cao AJAX, các ứng dụng luôn trên mạng - always on, VoLTE...). Triển khai IPv6 là chiến lược để các nhà cung cấp dịch vụ di động bắt kịp xu thế và có lợi trong cung cấp dịch vụ mới. Tại Hội thảo Diễn đàn Công nghệ Internet khu vực châu Á - Thái Bình Dương năm 2017 (Apricot 2017), nhà cung cấp dịch vụ di động của Úc - Telstra cũng khẳng định từ kinh nghiệm triển khai thực tế , bên cạnh vấn đề về sự cạn kiệt địa chỉ IPv4, sử dụng IPv6 cho thấy sự giảm đáng kể các vấn đề không hiệu quả của mạng lướiMức độ sử dụng IPv6 trong mạng của Telstra.
Giải pháp cho các nhà cung cấp dịch vụ di động trong triển khai IPv6
Cũng theo chia sẻ của Telstra tại Apricot 2017, triển khai thuần IPv6 (single stack với IPv6) là giải pháp tối ưu cho các nhà cung cấp dịch vụ di động trong mô hình triển khai ứng dụng IPv6. Dual-stack không giải quyết được triệt để vấn đề do không khắc phục được việc cạn kiệt địa chỉ IPv4. Telstra sử dụng mô hình thuần IPv6.
Có nhiều trở ngại đối với các nhà khai thác di động khi chuyển sang IPv6, trong đó có việc một số lượng lớn các thiết bị di động, dịch vụ và ứng dụng vẫn chỉ hỗ trợ IPv4. Bất chấp các khó khăn đó, một số nhà cung cấp dịch vụ di động lớn cho rằng, triển khai thuần IPv6 đang là giải pháp tối ưu cho các mạng di động. Điều kiện công nghệ và tiêu chuẩn hiện nay về IPv6 cho phép các nhà mạng di động chuyển sang IPv6, nhưng vẫn cung cấp hỗ trợ cho các thiết bị và dịch vụ IPv4.
Một lựa chọn hiện đang được nhiều nhà mạng di động lựa chọn là chuyển đổi mạng lưới sang sử dụng IPv6 kết hợp sử dụng 464XLAT (RFC 6877) để cho phép cung cấp dịch vụ truy cập và kết nối IPv4 trên một mạng IPv6. 464XLAT đòi hỏi phải sử dụng cả biên dịch có trạng thái (biên dịch phía nhà cung cấp dịch phụ, PLAT) trong mạng lõi tại router CG-NAT64 và chức năng biên dịch phía khách hàng (CLAT), tức là biên dịch không trạng thái, trong thiết bị người dùng (UE). CLAT đang được triển khai trong nhiều thiết bị di động hơn với sự hỗ trợ của Android và Window.
(Nguồn: https://insight.nokia.com/sensible-mobile-ipv6-migration-strategy)
Có một số lợi thế trong việc triển khai 464XLAT trên mạng di động IPv6:
- Chuyển đổi sang mạng IPv6 làm đơn giản các vận hành và ít tốn kém hơn khi hỗ trợ chỉ IPv4 hoặc dual-stack.
- Giảm thiểu yêu cầu địa chỉ IPv4 và tài nguyên mạng.
- Giảm số lượng router CG-NAT yêu cầu trong mạng.
- Cải thiện giám sát mạng IP đầu cuối đến đầu cuối.
- Duy trì chất lượng dịch vụ người dùng cuối.
464XLAT cho phép thực hiện đầy đủ chức năng kết nối trên mạng thuần IPv6. Giải pháp thuần IPv6 (IPv6-only) kết hợp NAT64/DNS64 là một giải pháp tốt nhưng không đủ tốt để thay thế hoàn toàn IPv4 (giải pháp này hoạt động tốt cho dịch vụ web, mail nhưng không hỗ trợ được Skype). Nếu sử dụng thuần IPv6 kết hợp 464XLAT sẽ giải quyết được toàn bộ các vấn đề: thay thế hoàn toàn việc sử dụng IPv4, trong khi đó các ứng dụng thuần Ipv4 như Skype có thể hoạt động trên mạng thuần IPv6 khi 464XLAT biên dịch IPv4 trên điện thoại thành IPv6 trên mạng. Chính vì lí do này, IPv6 only + 464XLAT đang là giải pháp được nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động hàng đầu lựa chọn và được coi là giải pháp tối ưu hiện nay cho di động.
IPv6 có thể hoạt động tốt hơn IPv4 trong cung cấp dịch vụ di động
Các mạng di động với lưu lượng thuần IPv6 có kiến trúc mạng đơn giản hơn nên hiệu suất tốt hơn. Trong các mạng di động chỉ có IPv6 (và trong một số loại mạng di động dual-stack vận chuyển lưu lượng IPv4 trong đường hầm IPv6 đến NAT44), lưu lượng IPv6 có thể truy cập trực tiếp vào Internet trong khi lưu lượng IPv4 phải truy cập trung gian qua NAT. Các bộ NAT làm tăng độ trễ và nguy cơ tắc nghẽn và gây tốn kém cho các ISP khi mở rộng năng lực đáp ứng theo nhu cầu.
Akamai, Facebook và LinkedIn đều đã thực hiện các nghiên cứu đo đạc với người sử dụng thực tế để so sánh hiệu suất tương đối giữa IPv6 và IPv4 đối với các thiết bị dual-stack. Các nghiên cứu đã cho thấy sự cải thiện hiệu suất đáng kể cho IPv6 qua IPv4 trong 4 mạng di động hàng đầu của Mỹ, với thời gian tải trang tăng lên hơn 10%, cho phép dịch vụ tốt hơn cho người sử dụng. Khoảng 80% kết nối từ các điện thoại hỗ trợ IPv6 trên Verizon đến các trang dual-stack trên Akamai đang sử dụng IPv6. Đối với điện thoại Android, tỷ lệ này thậm chí còn cao hơn cho các phiên bản Android gần đây, với mức 96-98% tùy thuộc vào kiểu điện thoại và nhà cung cấp dịch vụ.
Tạm kết
Triển khai IPv6 thay thế IPv4 là một xu thế không thể đảo ngược. Trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ di động, nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động lớn đang tích cực chuyển các mạng của họ sang IPv6. Tại Việt Nam, mức độ ứng dụng IPv6 trong cung cấp dịch vụ di động 4G LTE còn thấp. Các nhà mạng được cấp phép cung cấp dịch vụ 4G LTE chưa triển khai IPv6 tới người sử dụng và còn đang trong giai đoạn thăm dò, thử nghiệm.
Năm 2016, kết quả triển khai IPv6 tại Việt Nam có bước tăng trưởng nhảy vọt khi FPT Telecom triển khai đồng loạt việc cung cấp dịch vụ IPv6 băng rộng tới người sử dụng. Việc các nhà cung cấp dịch vụ di động đồng loạt kích hoạt hỗ trợ IPv6 và cung cấp dịch vụ IPv6 tới người sử dụng sẽ là một yếu tố tiếp theo tác động lớn tăng trưởng mạnh lưu lượng IPv6 của Việt Nam, góp phần thực hiện mục tiêu quốc gia về thúc đẩy triển khai địa chỉ IPv6.
Trong những năm gần đây, Internet toàn cầu tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ với các dịch vụ, công nghệ mới, mặc dù tốc độ có chậm lại so với thời gian trước đó. Với việc tăng trưởng mạnh của dịch vụ di động 4G LTE, các ứng dụng nhắn tin, điện thoại qua Internet như WhatsApp, SnapChat, WeChat, Zalo, Skype..., và phương tiện truyền thông xã hội, việc truy cập Internet thông qua các thiết bị di động là xu thế mới của Internet. Năm 2016, 72% người dùng Internet trên toàn cầu được ước tính truy cập thông qua điện thoại thông minh, so với 60,1% vào năm 2015.
