【正文】 是一種非常優(yōu)秀的過渡技術。 但是這種技術同時也具有很大的局限性，它要求IPv6 地址必須是特殊的兼容地址，擴展性較差。 IPv4 兼容 IPv6 自動隧道配置設計 I P V 4 I n t e r n e tI P V 4 I n t e r n e t 圖 44 自動隧道示意圖 如圖 所示，兩個路由器通過 IPv4 兼容 IPv6 自動隧道協(xié)議相連。但是，雙協(xié)議棧技術是其他所有過渡技術的基礎。 雙協(xié)議棧的配置設計 我們對網(wǎng)絡中的兩臺 交換機進行配置，使其同時支持 IPv4/IPv6 協(xié)議，實現(xiàn)雙協(xié)議棧。這種情況下和初期階段有些類似，主要采用隧道技術來部署。 中期階段（共存階段）：隨著 IPv6 的逐步發(fā)展，規(guī)模逐漸擴大 ，出現(xiàn)了骨干的 IPv6 網(wǎng)絡， IPv6平臺上引入的業(yè)務增多。 BIS 在主機中添加若干個模塊，在主機上進行 IPv4 與IPv6 數(shù)據(jù)包之間相互翻譯 很難完整的轉換應用里包含的參數(shù)， 客戶端主機需要進行升級 BIA 類似 BIS，不同的是在 API 層進行翻譯 同 BIS SOCKs64 可以滿足 IPv4 和 IPv6 主機之間的通信 實現(xiàn)代價大 4． IPv6 的部署方案 設計 IPv6 部署進程，方案 I P v 4 I n t e r n e tI P v 6 I n t e r n e t協(xié) 議 轉 換 器I P v 6 I n t e r n e tI P V 6 孤 島I P V 6 孤 島I P V 6 孤 島I P V 4 孤 島I P V 6 孤 島I P V 4 孤 島I P V 4 孤 島隧 道 技 術 ： 手 動 隧 道 ， 自 動 隧 道 ，隧 道 代 理 ， 6 o v e r 4 ， 6 t o 4 ， I S A T A P隧 道 等雙 協(xié) 議 棧 技 術 ： 要 求網(wǎng) 絡 節(jié) 點 同 時 支 持 雙協(xié) 議 棧協(xié) 議 轉 換 器D S T M隧 道 技 術后 期中 期初 期 圖 41 IPv6 的部署進程，方案 16 由上圖可知， IPv6 的部署進程可以分為 以下三個 階段： 初級階段 ：在這個階段， IPv4 網(wǎng)絡占據(jù)主導地位，而 IPv6 網(wǎng)絡則是一些孤島。 下面對各類過渡技術做一個總結，如 下表。 14 I P V 6 / I P V 4 網(wǎng) 絡1 . 用 包 含 主 機 名 V 6 的 S O C K S協(xié) 議 開 始 通 信3 . 與 I 6 主 機 通 信S O C K S 6 4 主 機I P V 6 / V 4 的 D N S 服 務 器I P V 4 網(wǎng) 絡 圖 312 SOCKS64 技術的工作過程 SOCKS64 服務器是一個雙 棧主機，能夠同時和 IPv4 或者 IPv6 主機進行通信。 I P V 4 應 用S O C K E T A P I名 字 解 析 地 址 映 射功 能 映 射T C P / I P V 4T C P ( U D P ) / I P V 6 圖 311 BIA 模塊組成示意圖 . Socks64 Socks64 是原有 Socks 協(xié)議擴展，相當于高層網(wǎng)關協(xié)議，使用了 SOCKSv5 協(xié)議。 為了使主機能夠在 IPv4 和 IPv6 的 API 函數(shù)間互譯， BIA 在雙棧主機的 Socket API 模塊與 TCP/IP 模塊之間加入了一個 API 轉換器。 運行在這種機制下的 主機必須 支持雙棧 ，同時 要在 IPv4 協(xié)議棧中插入三個特殊的擴展模塊：翻譯器，地址映射模塊，命名解析擴展。首先方法較適用于只有一個路由器出口的STUB 網(wǎng)絡 ，對路由器的性能要求很高 。 它在地址轉換時還包含了端口的轉換，因此對于 TCP/UDP 等使用端口的協(xié)議可以用端口號區(qū)分不同的連接。 但是， SIIT 可以作為其他機制如 NATPT 的一個組成部分，協(xié)同工作。 SIIT 使用特定的地址空間來完成 IPv4 與 IPv6 地址轉換，在實現(xiàn)協(xié)議轉換時，需要一個全局 IPv4 地址池來給予 IPv4 節(jié)點通信的 IPv6 節(jié)點分配 IPv4 地址 [4]。 這種翻譯對于每一個分組都要進行翻譯，因為它是無狀態(tài)的，對每一個流都做相同的處理。傳輸層翻譯器有 TRT（ Transport Relay Translator）， BIA(Bump In the API)；應用層翻譯 12 器有 ALG(Aplication Level Gateways),SOCKS64。但是 Teredo 地址的前綴規(guī)定格式的做法不符合 IPv6 路由分等級的思想，另外它的運行還需要 Relay 的支持。 Teredo 的地址結構示意圖如圖 39所示。 Teredo 是一項 IPv6/IPv4 轉換技術，能夠實現(xiàn)在處于單個或者多個 IPv4 NAT 后的主機之間的 IPv6 自動隧道。 ISATAP 隧道的技術原理如圖 38 所示。 ISATAP 隧道 技術 通過在 IPv6 報文的目的地址中 11 嵌入的 IPv4 地址，可以自動獲取隧道的終點。通過 TB，用戶可以很方便地和 IPv6 ISP 建立隧道連接，從而訪問外部 的 IPv6 網(wǎng)絡 ； ISP 通過專用的隧道服務器提供了一種非常簡捷的接入方式，并自動管理用戶發(fā)出的隧道請求。 . 隧道代理 （ Tunnel Broker,TB） 從某種意義上說， 隧道代理 相當于虛擬 IPv6 的 ISP， 通常應用于獨立的小型的 IPv6 站點，特別是獨立的分布在 IPv4 互聯(lián) 網(wǎng)中的 IPv6 主機需要連接到已有的 IPv6 網(wǎng)的情況。 技術 使用 IPv4組播 機制 來 實現(xiàn)虛擬鏈路 ， 通過 IPv6 組播地址和 IPv4 組播地址的映射關系 ，實現(xiàn) ND 協(xié)議， 使孤立 IPv6主機之間形成 IPv6 互聯(lián) 。 地址中的后 80 位都是由用戶自己分配的，每個 IPv6 孤島只需全網(wǎng)唯一的 IPv4 地址，就可以構造自己的 IPv6 地址前綴。 這種方式要求每個 IPv6 孤島至少有一個全網(wǎng)唯一的 IPv4 地址 ，稱為 6to4地址，地址格式如圖 36 所示 。 0000 0000 IPv4 Address 圖 35 兼容地址結構示意圖 和手工隧道相比，自動隧道 不用手動配置隧道的終點 ，配置和使用時更加靈活，簡單直觀的實現(xiàn)了隧道的配置。 在自動隧道中，只需告訴設備隧道的起點，設備 可以 自動生成 隧道 的終點 。 其封裝格式如圖 34 所示 [7]。手動隧道通過 IPv4骨干網(wǎng)連接的兩個 IPv6 域的永久鏈路，這個永久鏈路用于兩個邊緣路由器或終端系統(tǒng)與邊緣路由器之間定期安全通信穩(wěn)定連接 [4]。 9 I P V 6 網(wǎng) 絡I P V 4 網(wǎng) 絡I P V 6 網(wǎng) 絡 圖 33 隧道技術示意圖 隧道 技術的關鍵點在于如何決定隧道的入口和出口以及數(shù)據(jù)報的封裝 ，解封裝 過程。隧道技術使 IPv6 數(shù)據(jù)包能夠穿透 IPv4 網(wǎng)絡， 就 好像在 IPv4 網(wǎng)絡中開通了一條隧道。 IPv4 的應用程序不必修改就可運行在純 IPv6 網(wǎng)絡中的 DSMT 節(jié)點上。 它 要求 網(wǎng)絡中部分網(wǎng)絡設備、用戶終端采用雙協(xié)議棧，這些用戶可使用 IPv4 或 IPv6 與其它用戶互聯(lián)互通，但新增的網(wǎng)絡設備和用戶終端則僅使用 IPv6 協(xié)議棧，應用基于 IPv6 協(xié)議棧。 雙協(xié)議棧技術是 IPv6 所有 過渡技術中應用最廣泛的一種過渡技術，是其他過渡技術的基礎，如：隧道機制和翻譯機制 的研究都是建立在雙棧協(xié)議的基礎上 。 IPv4 和 IPv6 都屬于 網(wǎng)絡層協(xié)議， 他們功能相近， 基于相同的物理平臺。 針對以上兩類問題， IETF 成立了專門的工作組，研究 IPv4 到 IPv6 的轉換問題。綜合以上因素， IPv4 到 IPv6 的過渡 必定 是一個循序漸進的過程，在體驗 IPv6 帶來的好處的同時仍能與網(wǎng)絡中其余的 IPv4 用戶通信。 移動 IP 的在網(wǎng)絡層加入了新特性，它允許網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)生改變時，移動節(jié)點上 應 用程序不用修改或重新配置仍然可用。 在 IPv6 中 AH 和 ESP 都 屬于 擴展報頭，可以同時使用，也可以單獨使用其中一個。 IPsec的目標是提 供既可用于 IPv4也可用于 IPv6的安全機制，該服務由 IP 層提供 [3]。 隨著 Inter 規(guī)模迅速擴展 ，網(wǎng)絡 實時 業(yè)務種類的增加，對傳輸時延和延時抖動有了更加嚴格的要求。 任播地址被分配在正常的 IPv6 單播地址空間外。 任播地址：任播地址是 IPv6 特有的地址類型。 一個源 節(jié)點 發(fā)送的數(shù)據(jù)包能被特定的多個目的 節(jié)點 收到。 單播地址： 單播地址是連續(xù)的，以位為單位的可掩碼地址 ，和帶有 CIDR 的 IPv4 地址很相似 [1]。 例如： 2020： 0420： 0000： 0000： 0002： 0000： 0000： 45ef 按照上述的簡化方法可以改寫為 2020： 420： 0： 0： 2：： 45ef 或 2020： 420：： 2： 0： 0： 45ef。 2） 如果某段全為 0，則可以用一個 0 代替。例如： 2020： 0420： 0000： 0002： 0000： 0000： 0000：45ef。 理論上， IPv6的地址一共有 2128 個，這是一個巨大的數(shù)量， 有人戲稱， 幾乎可以給地球表面每一顆沙粒分配一個 IP 6 地址。 IPv6 的擴展報頭可以分為以下一些類型 ，這些頭的出現(xiàn)順序為 ： 逐跳選項頭、路由頭、分段頭、認證頭、封裝安全載荷頭、目的地選項頭。 目的地址：長度為 128 位，表示數(shù)據(jù)包最終要達到的目的主機的地址。 所使用的類型值和 IPv4 相同。 流標簽：該域長度為 20 位，是 IPv6 的新增的字段。為了徹底，有效的解決 IPv4 的上述 不足，IPv6 的發(fā)展應運而生。 . 配置 復雜 IPv4 配置 比較 復雜 ，這顯然不利于普通老百姓將自己的計算機接入互聯(lián)網(wǎng)， 因為 現(xiàn)在使用計算機的人員可能根本不懂得計算機和網(wǎng)絡。很長時間以來，人們一直認為安全性在網(wǎng)絡協(xié)議 棧的低層并不重要， 安全性的責任應交給較高層處理，通常是應用層，有時是傳輸層。 特別是實時多媒體業(yè)務，要 求互聯(lián)網(wǎng)在時延、錯誤率、帶寬、抖動等方面提供一定的服務質量保證。尤其是在過去的十幾年中，連接 Inter的計算機數(shù)量每隔不到一年的時間就增加一倍， 加上 IP 地址分配不均， IP 地址 緊缺的矛盾日益突出 。實踐證明， IPv4 的確是一個非常 成功的， 健壯的協(xié)議 ，它可以把網(wǎng)絡上的數(shù)以百計，數(shù)以千記的計算機連接在一起。因此 ，必須根據(jù) IPv6網(wǎng)絡 發(fā)展 不同階段制定 相應 的 過渡方案， 從而 保證 IPv4 和 IPv6 的互操作性和平滑過渡。 2020 年，我國啟動了基于 IPv6 的 “下一代互聯(lián)網(wǎng)示范網(wǎng) CNGI 工程 ”，更使得 IPv6 成為了國內業(yè)界關注的焦點。 【 關鍵詞 】 IPv4； IPv6； 過渡技術 2 目錄 1. 引言 ............................................................................................................................. ...............................4 2. IPv6 簡介 ..................................................................................................................................................4 誕生背景 …………………………………………………………………………………………………………….……………………..4 有限的地址空間 ...................................................................................................................4 缺乏服務質量保證 ..................................................................................................