【正文】 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) 在 Windows XP 中的 IPV6 配置 Microsoft Windows XP 包括了一個新的 IP 版本 IPV6 協(xié)議，這是一個面向開發(fā)人員的版本。Routor1 用作子網(wǎng) 1 和子網(wǎng) 2 之間的路由器， Router2 用來作子網(wǎng) 2 和子網(wǎng) 3 之間的路由器。最后安裝 IPV6 協(xié)議。 IcMPv6 回送應(yīng)答報 文，用子響應(yīng)接收到的 ICMPv6。 IPv4 與 IPv6 網(wǎng)絡(luò)互連的實現(xiàn) 本實驗通過隧道技術(shù)，來實現(xiàn) IPv4 網(wǎng)絡(luò)與 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的互連的實現(xiàn)。 IPv6 網(wǎng)絡(luò) NATPT 動態(tài)映射實驗配置 云南工商學(xué)院 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) 本實驗配置了 NATPT 技術(shù)來進(jìn)行 IPv4 與 IPv6 的轉(zhuǎn)換， NATPT 將協(xié)議進(jìn)行翻譯，作為通信的中間設(shè)備，使 IPv4 與 IPv6 站點(diǎn)間可以相互通信。 了解這些簡單的配置語句，對理解實驗配置會起到很好的幫助作用。因為這只是一個簡單的數(shù)據(jù)包，所以其流標(biāo)簽 (Flow Label)字段的值為 0，采用默認(rèn)的路由器處理；有效載荷的長度 (Payload Length)包括了擴(kuò)展報頭和上層 PDU(Protocol Data Unit)，在這個數(shù)據(jù)包里其值為 40，下一個報頭云南工商學(xué)院 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) (Next Header)字段的值為 58，表示其上層 PDU 中的協(xié)議類型為 ICMPV6。在 Router2 中連接子網(wǎng) 2 的那塊網(wǎng)卡所設(shè)置的 IPV4 地址為 ，自動配置的鏈路本地地址為 EFAO：： 520： SCDE： 36A9：AA20。最后按照在 Windows XP 中的 IPV6 配置方法安裝 IPV6 協(xié)議。在此環(huán)境中，配置和測試 Windows XP 和 Windows Server2020 系列的 IPV6協(xié)議，對 IPV4/IPV6 的互聯(lián)通信進(jìn)行研究。 CiscoIOS 不支持隧道代理 隧道代理是一個外部系統(tǒng)（服務(wù)器）它在 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中作為服務(wù)器，并接受雙棧節(jié)點(diǎn)的隧道建立請求。但是全球大部分網(wǎng)絡(luò)都還在使用 IPv4，所以 IPv6 到 IPv4 的過渡必定是漸進(jìn)的，這是一個相對緩慢的過程，這時就需要使用 IPv6隧道技術(shù)使 IPv4 網(wǎng)絡(luò)與 IPv6 網(wǎng)絡(luò)相通。 BIS 與 BIA 的主要區(qū)別是： BIS 用在沒有 IPV6 協(xié)議棧的系統(tǒng)上， BIA 用在有 IPV6 協(xié)議棧的系統(tǒng)上。 SIIT 協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)制有其局限性， SIIT 實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換時，需要一個備用的 IPV4 地址池來分配 IPV4 地址給需要與 IPV4 及其通信的 IPV6 設(shè)備。但是，NAT 技術(shù)的缺點(diǎn)在于不能支持所有的應(yīng)用。為了使這些孤立的 “IPv6 島 ” 可以 互通，必須使用隧道技術(shù)。加入了對 自動配置 (Autoconfiguration)的支持。 不受擁塞控制的業(yè)務(wù)量是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時不能進(jìn)行速率調(diào)整的業(yè)務(wù)量。所有的 IP 地址都是 32 位的，并且用于 IP分組的源地址和目標(biāo)地址字段。 IPv6 具有長 達(dá)128 位的地址空間，可以徹底解決 IPv4 地址不足的問題，除此之外， IPv6 還采用分級地址模式、高效 IP 包頭、服務(wù)質(zhì)量、主機(jī)地址自動配置、認(rèn)證和 加密等許多技術(shù)。 IP 是 TCP/IP 協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是 TCP/IP 協(xié)議族的核心協(xié)議。 但是，原有的 IPv4 協(xié)議已經(jīng)成功的實施了將近二十年，在Inter 上，甚至有許多通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)比 Inter 還要早， Inter 協(xié)議和 標(biāo)準(zhǔn)化是有一個簡單的原則的。當(dāng)現(xiàn)在的 Inter 向 ipv6 過渡時 ， 首先面對的就是現(xiàn)有服務(wù)的遷移。新的建議是 IP 的第 6 個版本，因此也稱為 IPv6。但是由于自身的限制 己經(jīng)逐漸暴露了許 多問題和缺點(diǎn) ， 目前在 IPV4 的基礎(chǔ)上運(yùn)行的互聯(lián)網(wǎng)面臨日益嚴(yán)重的地址耗盡問題。 解決過渡問題的兩種最基本的技術(shù)：雙協(xié)議棧（ Dual Stack）和隧道（ Tunnel）。不可能要求立即將所有節(jié)點(diǎn)都演進(jìn)到新的協(xié)議版本，所以在一定的 時間內(nèi)， IPv6 將和 IPv4 共同存在共同運(yùn)行。 1987 年統(tǒng)計表明可能將來需要分配多達(dá) 100,000 個網(wǎng)絡(luò)，然而早在 1996 年這個記錄已經(jīng)被打破。 雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 云南工商學(xué)院 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) 雙協(xié)議棧技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是互通性好、易于理解；缺點(diǎn)是需要給每個運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端分 配 IPV4 地址，不能解決 IPV4 地址匾乏的問題。另外，可附接不同的擴(kuò)展頭部。但報頭只有它的 2倍大。這些機(jī)制分為兩類，一類是實現(xiàn)理 IPV4 海洋中的 IPV6節(jié)點(diǎn)之間的通信；一類是 IPV6 小島與 IPV4 海洋之間的通信。 SOCKS64 服務(wù)器是一個雙棧主機(jī)，它可以同時和 IPv4 或 IPv6 主機(jī)進(jìn)行通信。 在協(xié)議轉(zhuǎn)換過程中，引入了一種新的地址類型， 叫做 “IPv4 翻譯的 IPv6 地址 ”（ IPv4 Translated Address），其地址結(jié)構(gòu)為： 0::FFFF:0: 這個地址分配給一個 IPv6 節(jié)點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)前綴是 0::FFFF:0:0:0/96。主要工作是在 IP 包頭的對應(yīng)字段根據(jù) IPV4和 IPV6 在語義上的不同定義進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而構(gòu)建新的數(shù)據(jù)包 .這部分的另一個模塊是應(yīng)用層網(wǎng)關(guān) (Application bevel Gateway)，負(fù)責(zé)對負(fù)載中包含IP 地址的典型應(yīng)用進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中 DNSALG 是雙向轉(zhuǎn)換器必須具備的功能。 第二階段，指在 IPV4“海洋”中開始有越來越多的 IPV6“小島”這時，必然需要各種適當(dāng)?shù)倪^渡機(jī)制，可供選擇的機(jī)制主要有隧道代理， 6over4， 6to4， NATPT， BIS。 NAT： IPv6inIPv4 隧道不能穿過一個啟用了動態(tài)端口轉(zhuǎn)換 (pool)和端口重定向模式的 NAT(如 :N2)。默認(rèn)只有前兩個字段， Flag 用于表示 GRE 頭部開始，在協(xié)議類型中用 0X800 表示后續(xù)是 IP。 首先打開“命令行窗口”。 (2)為子網(wǎng) 1 配置 TCP/IP 協(xié)議， IP 地址設(shè)為 ，子網(wǎng)掩碼為 ，DNS 服務(wù)器的 IP 地址為 。網(wǎng)絡(luò)中沒有使用 DHCP Server 和 WINS Server。 在實驗配置的過程中，給路由器做配置的過程中我們輸入的命令都包括一定的功能，下面我們對一些較常見的命令做簡單的介紹： ? en： enable 的縮寫，此命令可使操作者進(jìn)入路由器的全功能模式。 本實驗的配置拓?fù)鋱D : 圖 IPv4 與 IPv6 互連隧道技術(shù)拓?fù)鋱D 在 R1 上的配置如下 : Routeren Routerconf t Router(fit)ho R1 R1(fit)int f0/0 R1(fitif)ip add R1(fitif)no sh R1(fitif)exi R1(fit)int tunnel 0 R1(fitif)ipv6 add 2020::1/64 R1(fitif)tunnel source 云南工商學(xué)院 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) R1(fitif)tunnel destination R1(fitif)tunnel mode ipv6ip R1(fitif)exi R1(fit)int lo 0 R1(fitif)ipv6 add 2020::1/64 R1(fitif)exi R1(fit)ipv6 unicastrouting R1(fit)ipv6 route 2020::/64 tunnel 0 在 R2 上的配置如下 : Routeren Routerconf t Router(fit)ho R2 R2(fit)int f0/0 R2(fitif)ip add R2(fitif)no sh R2(fitif)exi R2(fit)int tunnel 1 R2(fitif)ipv6 add 2020::2/64 R2(fitif)tunnel source R2(fitif)tunnel destination R2(fitif)tunnel mode ipv6ip R2(fitif)exi R2(fit)int lo 0 R2(fitif)ipv6 add 2020::2/64 R2(fitif)exi R2(fit)ipv6 unicastrouting R2(fit)ipv6 route 2020::/64 tunnel 1 配置完成，檢驗結(jié)果 . 在 R1 上 ping IPv6 孤島 2020::2，結(jié)果如下 : R1ping 2020::2 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100byte ICMP Echos to 2020::2, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), roundtrip min/avg/max = 72/104/172ms 在 R2 上 ping 另一個 IPv6 孤島 2020::1，結(jié)果如下： R2ping 2020::1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100byte ICMP Echos to 2020::1, timeout is 2 seconds: 云南工商學(xué)院 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), roundtrip min/avg/max = 84/112/160ms 隧道配置的過程并不是很復(fù)雜，但要求在每個路由器上都配置隧道的目的地址，同時每兩個路由器之間都需要建立一個隧道機(jī)制，這個配置工作量比較大，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)。 在運(yùn)行過程中， 在 6to4 站點(diǎn)內(nèi) ， IPv6 主機(jī)在請求通過域名訪問 6to4 站點(diǎn)內(nèi)的其他 IPv6 主機(jī)時，訪問方的主機(jī)會優(yōu)先選擇帶有 6to4 前綴的 IPv6 地址發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到最近的一個路由器，依此步驟，直至到達(dá)目的站點(diǎn)旁的路由器。 ? no sh： no shutdown 的縮寫，此命令取消了路由器的自動關(guān)閉功能。 測試過程 為了測試實驗過程中的網(wǎng)絡(luò)發(fā)包情況，在 Router1 上安裝了網(wǎng)絡(luò)嗅探軟件 Snifferiv，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。 (3)為子網(wǎng) 2 配置 TCP/I P 協(xié)議， IP 地址設(shè)為 ，子網(wǎng)掩碼為 ，DNS 服務(wù)器的 IP 地址為 。 云南工商學(xué)院 IPv6 與 IPv4 的互連技術(shù)探討與實現(xiàn) 圖 72 IPV6 安裝界面 雖然 Windows XP 中 IPV6 作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安裝，但是在“網(wǎng)絡(luò)連接”文件夾中“本地連接”的“屬性”里面卻看不到。在這個 tunnel 中不用指目的地址。 本地 IPv4 地址 :通過這個地址本地雙棧節(jié)點(diǎn)在 IPv4 網(wǎng)絡(luò)上可達(dá)。 第四階段，與第二階段正好相反，也就是說 IPV6 成為整個網(wǎng)絡(luò)世界的主流 ，而 IPV4網(wǎng)絡(luò)越來越少，形成 IPV6“海洋”和 IPV4“小島”并存的情形，可能采用的過渡機(jī)制有 NATPT、DSTM 和 BIS。差別在于， IPV4的 NAT 用于 IPV4 的公 /私網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換，而 則用于 IPV6 地址與 IPV4 地址的轉(zhuǎn)換，但有一點(diǎn)兩者極為相似，即 與 NAT 都需針對不同業(yè)務(wù)的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān) (ALG)才能為特定的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。如果 IPv6 only 主機(jī)發(fā)出的 IP 分組中的目的地址是一個 IPv4mapped 地址，那么 SIIT 轉(zhuǎn)換器就知道這個 IP 分組需要進(jìn) 行協(xié)議轉(zhuǎn)換。由于 SOCKS64 服務(wù)器是雙棧主機(jī)，因而無論客戶是 IPv4 主機(jī) 還是 IPv6 主機(jī)，都可以和其他任何類型的主機(jī)進(jìn)行通信。 IPv6 和 IPv4 是功能相近的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，兩者都基于相同的物理 平臺，而且加載于其上的傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 又沒有任何區(qū)別。 對可選項更大的支持 IPV6 的可選項不放入報頭，而是放在一個個獨(dú)立的擴(kuò)展頭部。 IPv6 沒有定義尾部。 雙協(xié)議棧技術(shù)的通信方式 第三章 IPv4 和 IPv6 技術(shù)簡介 IPv4 頭標(biāo)結(jié)構(gòu) 一個 IP 數(shù)據(jù)報有一個頭部