【文章內(nèi)容簡介】 雙協(xié)議棧技術(shù) 雙協(xié)議棧是指在單個節(jié)點同時支持 IPv4 和 IPv6 兩種協(xié)議棧。由于 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 也沒有區(qū)別，所以可以在一臺主機上同時支持 IPv4 協(xié)議和 IPv6 協(xié)議。 11 雙協(xié)議棧技術(shù)的工作原理是 :一臺主機同時支持 IPv6 和 IPv4 兩種協(xié)議，該主機既能與支持 IPv4 協(xié)議的主機通信，又能與支持 IPv6 協(xié)議的主機通信。雙協(xié)議棧是其它IPv4/IPv6 互通技術(shù)的基礎(chǔ)。它有 3種工作模式 : (1)只運行 IPv6 協(xié)議，此時表現(xiàn)為 IPv6 節(jié)點 。 (2)只運行 IPv4 協(xié)議，此時表現(xiàn)為 IPv4 節(jié)點 。 (3) 同時打開 IPv6 和 IPv4 協(xié)議。 雙協(xié)議棧主機的協(xié)議結(jié)構(gòu)見表 3： 表 3 雙協(xié)議棧主機的協(xié)議結(jié)構(gòu) 應(yīng)用程序 TCP/UDP 協(xié)議 IPv6 協(xié)議 IPv4 協(xié)議 接入網(wǎng)絡(luò) 雙協(xié)議主機在通信時首先通過支持雙協(xié)議的 DNS 服務(wù)器查詢與目的主機名對應(yīng)的 IP 地址，然后根據(jù) 指定的 IPv6 或 IPv4 地址開始通信。雙協(xié)議棧通信方式如圖 1所示。 圖 1 雙協(xié)議棧通信方式 隧道技術(shù) 隧道技術(shù)是將 IPv6 的報文分組封裝到 IPv4 的分組中，分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的 IPv4 地址。 12 隨著 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將會出現(xiàn)許多局部的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)，但是這些 IPv6 網(wǎng)絡(luò)被運行 IPv4 協(xié)議主干網(wǎng)絡(luò)所分隔開來。 IPv6 網(wǎng)絡(luò)就象是處于 IPv4” 海洋 ” 中的 “ 孤島 ” ，為了使這些 “ IPv6 孤島 ” 可以互通，必須使用隧道技術(shù)。此技術(shù)要求隧道兩端的節(jié)點 (路由器 )都支持 IPv4/IPv6 兩種協(xié)議，其通信方式如圖 2所示。 在隧道的入口處，路由器將 IPv6 的數(shù)據(jù)報封裝入 IPv4 中， IPv4 數(shù)據(jù)報的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的 IPv4 地址。在隧道的出口處再將 IPv6 數(shù)據(jù)報取出轉(zhuǎn)發(fā)給目的站點。隧道技術(shù)只要求在隧道的入口和出口處進行修改，對其他部分沒有要求，因而很容易實現(xiàn)。但是隧道技術(shù)不能實現(xiàn) IPv4 主機和 IPv6 主機的直接通信。 圖 2 隧道技術(shù)通信方式 NATPT 技術(shù) NAT PT 技術(shù)是通過與 SIIT 協(xié)議轉(zhuǎn)換和傳統(tǒng)的 IPv4 下的動態(tài)地址翻譯及應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)相結(jié)合，實現(xiàn)只 安裝 IPv6 的機器和只安裝 IPv4 機器的通信。 NATPT 是最常用的協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，它通過 SIIT 協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)地址翻譯 (NAT)技術(shù)適當?shù)嘏c應(yīng)用層網(wǎng)關(guān) (ALG)相結(jié)合，實現(xiàn)了 IPv6 主機和純 IPv4 主機的大部分應(yīng)用的相互通信。 NATPT 協(xié)議技術(shù)下的 IPv4/IPv6 互通模型如圖 3所示。 NATPT 通過 IPv4 和 IPv6 數(shù)據(jù)報之間報頭和語義的翻譯為 IPv6 節(jié)點與 IPv4 節(jié)點之間的通信提供透明的路由。它采用傳統(tǒng)的 IPv4 下的 NAT 技術(shù)來分配 IPv4 地址，這樣就可以用很少的 IPv4 地址構(gòu)成 自己的 IPv4 地址分配池，可以給大量的需要進行地址轉(zhuǎn)換的應(yīng)用使用協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)服務(wù)。 NATPT 可以分為靜態(tài)和動態(tài)模式。 靜態(tài) NATPT:靜態(tài)模式提供一對一的 IPv6 地址和 IPv4 地址的映射。 IPv6 單協(xié)議網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)的節(jié)點要訪問 IPv4 單協(xié)議網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)的每一個 IPv4 地址都必須在 NATPT 設(shè) 13 備中配置。每一個目的 IPv4 在 NATPT 設(shè)備中被映射成一個具有預定義 NATPT 前綴的 IPv6 地址。在這種模式下，每一個 IPv6 映射到 IPv4 地址需要一個源 IPv4 地址。 動態(tài) NATPT:動態(tài)模式也提供一對一的映射， 但是使用應(yīng)該 IPv4 地址池。池中的源 IPv4 地址數(shù)量決定了并發(fā)的 IPv6 到 IPv4 轉(zhuǎn)換的最大數(shù)目。在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中 IPv6單協(xié)議網(wǎng)絡(luò)節(jié)點動態(tài)的把預定義的 NATPT 前綴增加到目的 IPv4 地址。這種模式需要一個 IPv4 地址池來執(zhí)行動態(tài)的地址轉(zhuǎn)換。 NATPT DNS ALG:動態(tài) NATPT映射可以和 DNS ALG 聯(lián)合使用來轉(zhuǎn)換 DNS 傳輸，以自動建立目的節(jié)點的轉(zhuǎn)換地址。 NATPT 可以截取由 IPv6 網(wǎng)絡(luò)發(fā)往 IPv4 網(wǎng)絡(luò)的 DNS請求 (A記錄查詢 )。 IPv6 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的 DNS 服務(wù)器必須通過 NATPT設(shè)備首先向 IPv4 的DNS 服務(wù)器發(fā)送 DNS 查詢，隨后 NATPT 自動的把 DNS 響應(yīng) (A 記錄 )內(nèi)容轉(zhuǎn)換為一個IPv6 地址 (A6 記錄 )，外部 IPv4 地址和有 NATPT 前綴的 IPv6 地址伺的 NATPT 映射被動態(tài)的配置。然后， IPv6 單協(xié)議網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就可以從 NATPT 設(shè)備獲得一個可以到達IPv4 目的的 IPv6 地址。 圖 3 NATPT 技術(shù)通信方式 本章小結(jié) 本章主要 介紹 IPv4 協(xié)議的不足之處 、 IPv6 協(xié)議的眾多優(yōu)點 、 IPv6 地址表示法 、IPv6 地址分類 、以及 三種目前主要應(yīng)用的過渡技術(shù)，為下面的試驗打下基礎(chǔ)。 14 3. 基于 Dynamips 的 IPv6 試驗 Dynamips 模擬器介紹 Dynamips 是一款基于硬件模擬的思科路由模擬器，不像很早以前的 Boson，通過軟件來模擬命令。 Dymaips 通過加載真實的 Cisco IOS，實驗效果和真實的環(huán)境幾乎一樣。通過對 Dynamips 的熟練使用，可以方便的對路由實驗進行練習，也可以對工程進行測試。 dynamips 和 boson sIPv6 的區(qū)別在于： boson 是模擬出 IOS 的命令行，而dynamips 是模擬出路由器的硬件環(huán)境，然后在這個環(huán)境中直接運行 Cisco的 IOS。換句話講， dynamips 模擬出的是真實的路由器 。 Dynamips 幾乎可以完成所有的路由試驗。 實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)部的 IPv6 主機聯(lián)通實驗 在 IPv6 局域網(wǎng)中， IPv6 主機之間的互通。這是最簡單的情況。在該試驗中用兩臺 7200 路由器模擬 PC,IOS 版本為 （ 20）。注意，只有 (15)以上的 IOS版本才支持 IPv6。實驗拓撲圖如圖 4[8] 圖 4 IPv6 主機聯(lián)通試驗拓撲圖 在 R1 上的配置如下： PC1(config)int f0/0 PC1(configif)ipv6 add 2020::1/64 PC1(configif)no shut 在 R2 上的配置如下 PC2(config)int f0/0 PC2(configif)ipv add 2020::2/64 PC2(configif)no shut 15 檢驗實驗結(jié)果： 在 PC1 上 ping PC2 PC1ping 2020::2 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100byte ICMP Echos to 2020::2, tIPv6eout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), roundtrip min/avg/max = 4/16/32 ms 在 PC2 上 ping PC1 PC2ping 2020::1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100byte ICMP Echos to 2020::1, tIPv6eout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), roundtrip min/avg/max = 4/8/12 ms 實現(xiàn)隧道技術(shù)的試驗 對于在現(xiàn)有的 IPv4 基礎(chǔ)設(shè)施中配置 IPv6，隧道機制提供了一種基本方法，使包括 IPv6 主機、服務(wù)器、路由器在內(nèi)的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)孤島，使用 IPv4 網(wǎng)絡(luò)作為傳輸層以到達其它的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)孤島。這種情況是比較典型的 IPv6 孤島間的通信，采用隧道技術(shù)，可以充分利用現(xiàn)有的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)條件，實現(xiàn)分割的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)孤島間的通信。然后將小的 IPv6 網(wǎng)絡(luò) 孤島合并成大的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)，伴隨技術(shù)設(shè)備的更換，最終實現(xiàn)大型的純 IPv6 網(wǎng)絡(luò) [9]。 配置隧道的試驗環(huán)境是由兩臺 Cisco7200 路由器 (IOS 版本 )組成，試驗拓撲圖如圖 5所示 16 圖 5 配置隧道拓撲圖 R1 配置如下： R1 R1ena R1conf t R1(config)int f0/0 R1(configif)ip add R1(configif)no shut R1(configif)exit R1(config)int tunnel 0 R1(configif)ipv6 address 2020::1/64 R1(configif)tunnel source R1(configif)tunnel destination R1(configif)tunnel mode ipv6ip R1(configif)exit R1(config)int loopback 0 R1(configif)ipv6 add 2020::1/64 R1(configif)exit R1(config)ipv6 unicastrouting R1(config)ipv6 route 2020::/64 tunnel 0 R2 配置如下 ： 17 R2 R2ena R2conf t R2(config)int f0/0 R2(configif)ip add R2(configif)no shut R2(configif)exit R2(config)int tunnel 1 R2(configif)ipv6 address 2020::2/64 R2(configif)tunnel source R2(configif)tunnel destination R2(configif)tunnel mode ipv6ip R2(configif)exit R2(co