硅谷杂志：有关IPv4向IPv6平滑过渡技术的分析与探讨 |
| 2012-08-14 10:13 作者：姜明鑫 蔡圣会 尚瑞 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月14日消息 《硅谷》杂志2012年第13期刊文称，对IPv6的特性进行介绍，并分析几种IPv4向IPv6过渡的技术。经过实践经验，可以得到以下结论：利用目前已有的设备，采用合理的方法，在实际情况的指导下，是可以实现网内增设IPv6网络的，通过三种过渡技术的分析介绍，在一段时间内，可以实现IPv4向IPv6平滑过渡
在IPv60ps中，主要研究的是在不同网络中对IPv4和IPv6综合组网的应用方案。现阶段，研究IPv60ps最典型的网络应用环境蛀牙包括企业网、骨干网、无管理网、ISP网络及3GP网络等，但是这些研究尚处于初期阶段，很多研究的内容还处于空缺状态，因此需要研究的工作还有很多。一方面，网络环境的需求不一致，不同的网络运营商对网络的需求不一样，所以对典型网络环境的争论是长期的、激烈的。另一方面，网络自身是随着计算机技术及社会的发展而不断变化的，网络安全、控制管理、性能监测及认证计费等都处于研究之中，而研究的速度往往比发展的速度要迟缓，都会影响到IPv4网络与IPv6网络综合组网的研究。此外，还有一个主要的技术，即IP技术，在电信网络中的应用也越来越广泛，受其影响，电信网络对综合组网的要求会更高。综合以上几个因素，IPv4与IPv6综合组网的技术研究是漫长的，需要对研究中的问题逐一进行解决。
2过渡技术分析
2.1双协议栈技术
该技术是指对IPv4和IPv6两种网络协议在单个节点同时都支持的技术。由于IPv4与IPv6是功能及应用都十分接近的网络层协议，属于同一物理平台，对其进行加载的传输层协议UDP和TCP也是完全相同的，因此IPv4和IPv6协议是可以在同一主机上来实现的。该技术的工作原理：在一台主机上同时实现IPv6和IPv4两种协议共存，既可以与支持IPv4协议的主机通信，又可以与支持IPv6协议的主机通信。双协议栈是互通技术的根本。主要包括三种工作模式：
1）只运行IPv6协议，此时表现为IPv6节点：
2）只运行IPv4协议，此时表现为IPv4节点：
3）同时打开IPv6和IPv4协议。
在通讯时，首先通过之处光协议的DNS服务器查询主机的IP地址，经过识别与之对应的IPv4或IPv6地址，开始进行通信。其通信方式如图1所示：
图1双协议栈通信方式
2.2隧道技术
该技术是把IPv6的报文进行分组，然后封装到IPv4的分组中，分组的目的地址和源地址分别是隧道出口和入口的IPv4地址。随着IPv6网络的不断发展，许多局部都会逐渐出现IPv6网络，但网络的主体在目前来说依然是IPv4协议下的，因此，IPV6网络犹如IPv4网络海洋中的孤岛，为了使这些孤岛可以连通，就采用隧道技术来进行连接。该技术最主要的要求就是隧道两端的节点必须都支持IPv4和IPv6两种协议，其通信的方式如图2：
图2隧道技术通信方式
隧道技术最大优点在于只需要对隧道的出口和入口进行修改，其他部分没有特殊要求，因此比较容易实现；但其也有自身的不足，即不能实现两种协议主机之间的直接通信。实践中，隧道技术主要包含以下几种形式：
2.2.1手工配置隧道
该隧道技术的隧道端口地址由封装的IPv6数据包的IPv4节点配置，可单向也可双向，双向配置类似于点到点的连接。这种类型的隧道技术要求站点之间必须要有IPv4相连接，必须要有唯一的IPv4地址，站点中各主机都要支持IPv6协议，路由器也必须支持双栈。
2.2.2自动配置隧道
该技术的隧道端口不需要提前配置，其隧道主机必须与IPv4兼容，且作为目的地址，端口IPv4地址与兼容IPv4地址产生端口的目的地址，进而建立起隧道。站点需要采用与IPv4兼容的IPv6地址，要有可以使用的IPv4相连接，各主机要有唯一的IPv4地址，隧道两端都要支持双栈。
2.2.36to4隧道
6to4隧道技术是一种前景较为广阔的网络过渡机制，可以对纯IPv4网络中的孤立IPv6站点或IPv6子网进行连接到其他同类站点与子网进行通信。6to4隧道技术采用特殊的IPv6地址。加入一个用户的站点有只要一个有效唯一的IPv4地址，那么该用户不需要申请就可以拥有一个IPv6地址前缀。该地址由IPv4地址衍生出来，因此必须有唯一的IPv4地址，6to4隧道技术实现了IPv6节点间不需要声明即可进入IPv4网络进行通信的可能。
2.3协议转换技术
将发往IPv6节点的IPv4字段进行逐一的翻译成IPv6字段，然后发往IPv6节点并被节点正确的识别和接受的技术称之为协议转换技术。该技术可以根据转换器在网络中的位置对其进行划分，主要分为应用层转换器、传输层转换器和网络层转换器。采用网络层转换器主要包括NAT-PT网络地址转换-协议转换；SIIT无状态的IP/ICMP协议转换。采用传输层转换器技术主要是TRT传输层中继转换。采用应用层转换器技术主要包括：SOCKS64；BIA。
SIIT技术需要一个备用的IPv4地址池来给IPv4主机通信的IPv6主机分配IPv4地址，这就增加了转换的难度，带有一定的局限性。加入一个SIIT地址池中地址分配完毕，新的IPv6主机要与IPv4主机进行通信时，会因为地址不足而无法进行SIIT转换，通信即失败，这个问题可以用NAT-PT进行解决。NAT-PT是一种最常用的转换技术，是在SIIT转换技术和IPv4网络中动态地址翻译技术与应用层网关相结合产生的，实现了IPv6与大部分IPv4主机之间的通信，其互通的模型如图3所示：
图3NAT-PT协议技术下的IPv4／IPv6互通模型
与SIIT类似，NAT-PT技术不需要对通信节点进行硬件或软件的修改，主要是对IPv6和IPv4数据报报头与字段的翻译进行通信的。与SIIT相比较而言，NAT-PT技术是把IPv4网络的NAT技术在SIIT的IPv4地址选取下来进行应用，是在传统IPv4网络下的NAT技术对IPv4地址进行分配，这样就很少用IPv4地址生成自己的地址分配池，也就实现了大量的地址转换应用的转换服务。
在应用层对数据进行处理即应用层网关ALG，是对IPv4和IPv6转换的完成，一个ALG同时支持两种协议栈时，就可以完成两者之间的协议转换网关。常见转换协议技术是由DNS-ALG和NAT-PT共同完成的，作为两种网络协议的转换器。
3结束语
根据实际应用中网内增加IPv6网络的运用情况，对IPv6网络的搭建，分别验证了IPv6主机间的连接通信、双协议栈技术、隧道技术及NAT-PT协议转换技术实现的可能性。经过实践经验，可以得到以下结论：利用目前已有的设备，采用合理的方法，在实际情况的指导下，是可以实现网内增设IPv6网络的，通过三种过渡技术的分析介绍，在一段时间内，可以实现IPv4向IPv6平滑过渡。（原文载于《硅谷》杂志2012年第13期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载） |
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