【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)用的影響是最小的，但是對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備影響較大，成本較高，而且不能節(jié)約 IPv4 地址 [6]。 NATPT，即網(wǎng)絡(luò)地址翻譯，協(xié)議翻譯對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備影響最小，但是對應(yīng)用影響非常大且需要大量復(fù)雜的應(yīng)用網(wǎng)關(guān) ALG 設(shè)備，也可以節(jié)約大量 IPv4 地址。 采用 NATPT 方式進(jìn)行過渡的優(yōu)點(diǎn)是不需要進(jìn)行 IPv4， IPv6 節(jié)點(diǎn)的升級改造，缺點(diǎn)是 IPv4 節(jié)點(diǎn)訪問 IPv6 節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址轉(zhuǎn)換的處理開銷較大，一般在其他互通方式無法使用的情況下使用 [7]。 隧道 隧道技術(shù)就是用于 IPv6 流量運(yùn)行在純 IPv4 網(wǎng)絡(luò)或者 IPv4 流量運(yùn)行在純 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的手段，隧道技術(shù)可以將 2 種流量相互垂直地隔離起來，所以可稱為隔離技術(shù)；這種應(yīng)用對應(yīng)用影響小，也可以大使用現(xiàn)有的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，因此成本也不高，能節(jié)約大量 IPv4 地址。 XXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 4 IPv6 過渡 詳解 及配置步驟 IPv4/IPv6 雙棧 雙協(xié)議棧技術(shù)是指在終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上既安裝 IPv4 又安裝 IPv6 的協(xié)議棧。從而實(shí)現(xiàn) IPv4 或 IPv6 的節(jié)點(diǎn)間的信息互通， IPv4/IPv6 雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如 圖 所示 。 圖 IPv4/IPv6 雙協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 在以太網(wǎng)中 ,數(shù)據(jù)報(bào)頭的協(xié)議字段分別用值 0x86DD 和 0x0800 來區(qū)分所采用的是IPv6 還是 IPv4。雙棧方式的工作機(jī)制可以簡單描述為：鏈路層解析出接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)段 , 拆開并檢查包頭。如果 IPv4/IPv6 包頭中的第一個字段 , 即 IP 包的版本號是 4,該包就由 IPv4 的協(xié)議棧來處理 ； 如果版本號是 6, 則由 IPv6 的協(xié)議棧處理 [9]。IPv4/IPv6 雙協(xié)議棧的工作過程 如圖 所示 。 圖 IPv4/IPv6 雙協(xié)議棧的工作過程 雙棧配置的具體步驟 ： 1．規(guī)劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網(wǎng)唯一 。 基于 GNS3 的 IPv6 過渡遷移分析 11 2．在終端和路由器上都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv6 unicastrouting 命令是用來啟動路由協(xié)議，盡管不用該命令你一樣可以配置 v6 地址，也可以使用 ipv6 的 ping等命令，但是還是建議配置此命令，如果不配置這條命令，將無法配置 ipv6 靜態(tài)路由和 ipv6 動態(tài)路由；同時(shí)在終端上關(guān)閉 ipv4 路由功能，以便模擬成 ipv4 客戶端 。 3．配置 ipv4 網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)路由或者運(yùn)行動態(tài)路由學(xué)習(xí)相互的路由條目 。 4．配置 ipv6 網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)路由或者運(yùn)行動態(tài)路由學(xué)習(xí)相互的路由條目 。 5．終端的 ipv4 地址可以使用手工指定或者 DHCP 來獲取 (需要路由器有相關(guān)配置 )。 6． 終端的 ipv6 地址可以通過以下幾種方式來獲得： ipv6，自動生成 ipv6地址； EUI64 方式 來生成 ipv6 地址的主機(jī)部分，然后組合已定義的網(wǎng)絡(luò)部分； ipv6 地址 。 7．在用路由器模擬的終端 上配置 ipv6 靜態(tài)路由和 ipv4 默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，配置 ipv6 靜態(tài)路由器使用 ipv6 route ::/0 ipv6 網(wǎng)關(guān)地址，配置 ipv4 默認(rèn)網(wǎng)關(guān)使用 ip defaultgateway ipv4 網(wǎng)關(guān)地址 。 NATPT NATPT 通過使用 NAT 網(wǎng)關(guān)將一種 IP網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換為另一種 IP 網(wǎng)地址 ,它允許用戶使用一組在公網(wǎng)中從不使用的保留地址。此時(shí)將 IPv6 網(wǎng)視為獨(dú)立而封閉的地址域 ,它需要使用一個“翻譯器 ”將“內(nèi)部地址 ”轉(zhuǎn)換為“外部地址 ”。一個典型的 NAT PT 系統(tǒng)如圖 所示 。 圖 NATPT 系統(tǒng) NAT PT 處于 IPv6 和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)的交界處 ,可以實(shí)現(xiàn) IPv6 主機(jī)與 IPv4 主機(jī)之間的互通。協(xié)議轉(zhuǎn)換的目的是實(shí)現(xiàn) IPv4 和 IPv6 協(xié)議頭之間的轉(zhuǎn)換 ； 地址轉(zhuǎn)換則是為了讓 IPv6XXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)能夠識別對方。也就是說 , IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)用一個 IPv4 地址標(biāo)識 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中的一個主機(jī)，而 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)用一個 IPv6 地址標(biāo)識 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的一個主機(jī) [8]。 NATPT 配置的具體步驟： 1．規(guī)劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網(wǎng)唯一 。 2． ipv6 終端和 natpt 設(shè)備需要開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備無需開啟 ip unicastrouting。 3．配置 ipv4 網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)路由或者運(yùn)行動態(tài)路由學(xué)習(xí)相互的路由條目 。 4．在 natpt 路由器上配置 ipv6 地址 。 5．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 6．在 natpt 設(shè)備上定義轉(zhuǎn)換規(guī)則，可以使用靜態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則，也可以使用動態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則，在和 ipv6 終端以及 ipv4 網(wǎng)絡(luò)連接端口上開啟 ipv6 nat，靜態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則命令格式分為ipv6 和 ipv4 的綁定， ipv4 和 ipv6 的綁定，以及 ipv6 前綴設(shè)置 。 靜態(tài)隧道 MCT 隧道 IPv6 手工配置隧道可以建立在兩個邊界路由器之間，為被 IPv4 網(wǎng)絡(luò)分離的 IPv6網(wǎng)絡(luò)提供穩(wěn)定的連接，或建立在終端系統(tǒng)與邊界路由器之間為終端系統(tǒng)訪問 IPv6 網(wǎng)絡(luò)提供連接。隧道的端點(diǎn)設(shè)備必須支持 IPv6/IPv4 雙協(xié)議棧。其他設(shè)備只需實(shí)現(xiàn)單協(xié)議棧即可。 IPv6 手工配置隧道要求在設(shè)備上手工配置隧道的源地址和目的地址，如果一個邊界設(shè)備要與多個設(shè)備建立手工隧道，就需要在設(shè)備上配置多個隧道。所以手工隧道通常用于兩個邊界路由器之間，為兩個 IPv6 網(wǎng)絡(luò)提供連 接。 一個手工隧道在設(shè)備上以一個虛接口存在，從 IPv6 一側(cè)收到一個 IPv6 報(bào)文后，根據(jù) IPv6報(bào)文的目的地址查找 IPv6轉(zhuǎn)發(fā)表，如果該報(bào)文是從此虛擬隧道接口轉(zhuǎn)發(fā)出去的，則根據(jù)隧道接口配置的隧道源端和目的端的 IPv4 地址進(jìn)行封裝。封裝后的報(bào)文變成一個 IPv4 報(bào)文，交給 IPv4 協(xié)議棧處理。報(bào)文通過 IPv4 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到隧道的終點(diǎn) [10]。 基于 GNS3 的 IPv6 過渡遷移分析 13 隧道終點(diǎn)收到一個隧道協(xié)議報(bào)文后，進(jìn)行隧道解封裝。并將解封裝后的報(bào)文交給IPv6 協(xié)議棧處理。一個設(shè)備上不能配置兩個隧道源和目的都相同的 IPv6 手工隧道。 MCT(手工配置 )隧道配置 的具體步驟： 1．規(guī)劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網(wǎng)唯一 。 2．在 ipv6 網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 中心設(shè)備無需開啟，ipv4 和 ipv6 的交界設(shè)備都需要配置為雙棧 。 3．配置 ipv4 網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)路由或者運(yùn)行動態(tài)路由學(xué)習(xí)相互的路由條目 。 4．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 5．在 ipv4 網(wǎng)絡(luò)和 ipv6 網(wǎng)絡(luò)的交界設(shè)備上，使用 interface tunnel number 創(chuàng)建隧道接口，并選擇一個只在本地有意義的整數(shù)做為隧道接口號 。 6．在隧 道子命令定義隧道的源 ipv4 地址， tunnel source 本地接口地址或者環(huán)回地址，建議使用環(huán)回地址，因?yàn)榄h(huán)回地址穩(wěn)定，只要設(shè)備沒有問題，該接口就不會出現(xiàn)問題 。 7．在隧道子命令定義隧道的目的 ipv4 地址， tunnel destination 目標(biāo)接口地址或者環(huán)回地址，建議使用環(huán)回地址，因?yàn)榄h(huán)回地址穩(wěn)定，只要設(shè)備沒有問題，該接口就不會出現(xiàn)問題，該地址必須與另一臺路由器使用命令 tunnel source 指定的地址相同 。 8．在隧道子命令定義隧道模式， tunnel mode ipv6ip，將隧道指定為 RFC 定義的手工配置 (MCT)的隧道 。 9．在 MCT 配置完成之后，還需要在創(chuàng)建隧道的路由器上啟用 ipv6，并像配置連接到專用線的串行接口那樣配置隧道接口，可以配置 ipv6 IGP。 GRE 隧道 使用標(biāo)準(zhǔn)的 GRE 隧道技術(shù)可在 IPv4 的 GRE 隧道上承載 IPv6 數(shù)據(jù)報(bào)文。 GRE 隧道是兩點(diǎn)之間的鏈路，每條鏈路都是一條單獨(dú)的隧道。隧道把 IPv6 作為乘客協(xié)議，把 GRE作為承載協(xié)議。所配置的 IPv6 地址是在 Tunnel 接口上配置的，而所配置的 IPv4 地址是 Tunnel 源地址和目的地址 ,也就是隧道的起點(diǎn)和終點(diǎn) [15]。 GRE(通用路由封裝 )隧道配置的具體步驟： 1．規(guī)劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網(wǎng)唯一 。 2．在 ipv6 網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 中心設(shè)備無需開啟，ipv4 和 ipv6 的交界設(shè)備都需要配置為雙棧 。 3．配置 ipv4 網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)路由或者運(yùn)行動態(tài)路由學(xué)習(xí)相互的路由條目 。 XXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 4．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 5．在 ipv4 網(wǎng)絡(luò)和 ipv6 網(wǎng)絡(luò)的交界設(shè)備上，使用 interface tunnel number 創(chuàng)建隧道接口，并選擇一個只在本地 有意義的整數(shù)做為隧道接口號 。 6．在隧道子命令定義隧道的源 ipv4 地址， tunnel source 本地接口地址或者環(huán)回地址，建議使用環(huán)回地址，因?yàn)榄h(huán)回地址穩(wěn)定，只要設(shè)備沒有問題，該接口就不會出現(xiàn)問題 。 7．在隧道子命令定義隧道的目的 ipv4 地址， tunnel destination 目標(biāo)接口地址或者環(huán)回地址，建議使用環(huán)回地址，因?yàn)榄h(huán)回地址穩(wěn)定，只要設(shè)備沒有問題，該接口就不會出現(xiàn)問題，該地址必須與另一臺路由器使用命令 tunnel source 指定的地址相同 。 8．在隧道子命令定義隧道模式， tunnel mode gre ip，將隧道指定為 RFC 定義的 GRE的隧道，這也是和手工配置的隧道，在配置上的唯一的不同之處 。 9．在 MCT 配置完成之后，還需要在創(chuàng)建隧道的路由器上啟用 ipv6，并像配置連接到專用線的串行接口那樣配置隧道接口，可以配置 ipv6 IGP。 動態(tài)隧道 6to4 隧道 6to4隧道也支持隧道的自動建立。 6to4隧道支持 IPv6子網(wǎng)通過 IPv4網(wǎng)絡(luò)中的隧道相連。 6to4方式使用 IANA 指定的專用地址前綴 :2021::/16， 6to4地址格式 如圖 示 。 圖 6to4地址格式 例如：嵌入的 IPv4 的地址是 ， 6to4 使用的專用地址表達(dá)為 2021：： /16，因此其對應(yīng)的 6to4 地址網(wǎng)段為： 2021:C0A8:0101::/48 6to4隧道配置的具體步驟： 1．規(guī)劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網(wǎng)唯一 。 2．在 ipv6 網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 中心設(shè)備無需開啟，ipv4 和 ipv6 的交界設(shè)備都需要配置為雙棧 。 3．配置 ipv4 網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)路由或者運(yùn)行動態(tài)路由學(xué)習(xí)相互的路由條目 。 基于 GNS3 的 IPv6 過渡遷移分析 15 4．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 5．在 ipv4 網(wǎng)絡(luò)和 ipv6 網(wǎng)絡(luò)的交界設(shè)備上，使用 interface tunnel number 創(chuàng)建隧道接口，并選擇一個只在本地有意義的整數(shù)做為隧道接口號 。 6．在隧道子命令定義隧道的源 ipv4 地址， tunnel source 本地接口地址或者環(huán)回地址，建議使用環(huán)回地址，因?yàn)榄h(huán)回地址穩(wěn)定，只要設(shè)備沒有問題，該接口就不會出現(xiàn)問題 。 7．和點(diǎn)到點(diǎn)隧道配置不同的時(shí)， 6to4 隧道和 isatap 隧道，這些點(diǎn)到多點(diǎn)隧道，不會配置隧道的目的地址，因?yàn)槟康牡刂凡⒉淮_定，所以無需配置隧道 目的地址 。 8．在隧道子命令定義隧道模式， tunnel mode ipv6ip 6to4，將隧道指定為 RFC 定義的6to4 動態(tài)隧道 。 9． 6to4 隧道和 isatap 隧道，這些點(diǎn)到多點(diǎn)隧道，最關(guān)鍵的步驟在于 ipv4 地址和 ipv6地址的相互映射關(guān)系，對于 6to4 隧道來說，如果在隧道指定的源地址是 ，客戶端的 ipv6 地址就應(yīng)該設(shè)置為 2021::子網(wǎng)號 ::/64，源 ipv4 地址是 ，相對應(yīng)的 ipv6 地址就應(yīng)該為 2021:101:101:子網(wǎng)號 ::/64，和客戶端相連的端口的 ipv6地址需要在該網(wǎng)段內(nèi)，隧道的 ipv6 地址可以借用和客戶端相連的端口的 ipv6 地址 (使用 ipv6 unnumbered 接口 )，也可以使用那個網(wǎng)段的其他子網(wǎng) 。 10．由于多點(diǎn) ipv6 不支持 IGP，但要動態(tài)封裝，路由器必須將 ipv6 分組從隧道接口轉(zhuǎn)發(fā)出去， 6to4隧道的的 ipv6地址前綴都是 2021::/16，所以可以配置一條前往 2021::/16的靜態(tài) ipv6 路由，將所有前往這些特殊地址的分組都從多點(diǎn)隧道接口轉(zhuǎn)發(fā)出去 。 ISATAP 隧道 ISATAP(站內(nèi)自動隧道尋址協(xié)議 )是一種站點(diǎn)內(nèi)部的 IPv6體系架構(gòu)將 IPv