【正文】 隧道機(jī)制在現(xiàn)有的 IPv4 基礎(chǔ)設(shè)施中配置 IPv6 時(shí)，會(huì)以 IPv4 網(wǎng)絡(luò)作為傳輸層，將一個(gè) IPv6孤島內(nèi)的 IPv6 主機(jī)、路由器等設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸給另外一個(gè) IP。下面是本實(shí)驗(yàn)的拓?fù)鋱D : 圖 IPv6局域網(wǎng)中 IPv6主機(jī)互連拓?fù)鋱D Ipv6路由技術(shù) 分析及其與 Ipv4的互連探討 24 下面是在路由器上做的配置 : 在 PC1 上的配置 : Router Routeren Routerconf t Router(config)ho PC1 PC1(config)int f0/0 PC1(configif)ipv6 add 2021::1/64 PC1(configif)no sh 在 PC2 上做的配置 : Router Routeren Routerconf t Router(config)ho PC2 PC2(config)int f0/0 PC2(configif)ipv6 add 2021::2/64 PC2(configif)no sh 我們來(lái)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 : 在 PC1 上 ping PC2： 在 PC2 上 ping PC1： 這表明，在 IPv6 局域網(wǎng)內(nèi)兩臺(tái) IPv6 主機(jī)的互通已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)部的 IPv6 主機(jī)互連的實(shí)驗(yàn) 在 IPv6 局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn) IPv6 主機(jī)的互通是比較簡(jiǎn)單的一種配置。 ?ipv6 nat prefix 2021::/96 ：這條配置語(yǔ)句聲明了 IPv6 轉(zhuǎn)換報(bào) 文的前綴長(zhǎng)度，例子中的前綴長(zhǎng)度即為 96。 ?ipv6 nat：對(duì)此命令的當(dāng)前接口開(kāi)啟 NATPT 轉(zhuǎn)換。 ?no sh： no shutdown 的縮寫(xiě)，此命令取消了路由器的自動(dòng)關(guān)閉功能。 在實(shí)驗(yàn)配置的過(guò)程中，給路由器做配置的過(guò)程中我們輸入的命令都包括一定的功能，下面我們對(duì)一些較常見(jiàn)的命令做簡(jiǎn)單的介紹： ?en： enable 的縮寫(xiě)，此命令可使操作者進(jìn)入路由器的全功能模式。 昌吉學(xué)院 2021屆本科 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 23 4 IPv6 的路由實(shí)例配置 模擬器簡(jiǎn)介及配置命令基本介紹 在配置 IPv4 與 IPv6 互連的實(shí)驗(yàn)中，我們使用的是 Dynamips GNS3 模擬器。隧道代理技術(shù)可以自動(dòng)處理各網(wǎng)點(diǎn)的隧道需求，并且具有較為普遍的適用性。隧道代理技術(shù)提供了一種虛擬 IPv6環(huán)境的運(yùn)營(yíng)商，使用隧道技術(shù)使各 IPv6孤島可以互相連通，實(shí)現(xiàn) IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互通。 當(dāng)隧道經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)翻譯設(shè)施時(shí)，這種機(jī)制是不可以使用的。在主機(jī)Ipv6路由技術(shù) 分析及其與 Ipv4的互連探討 22 或路由將 IPv6 報(bào)文封裝進(jìn) IPv4 數(shù)據(jù)包中，通過(guò)現(xiàn)有 IPv4 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)主機(jī)或路由時(shí)，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆封，獲取 IPv6 數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)兩端的IPv6 互通。 隧道代理技術(shù) 隧道代理不同于上面介紹的幾種機(jī)制，它是一種架構(gòu)，而非具體的協(xié)議。 6to4 機(jī)制可以自動(dòng)從 IPv6 的地址前綴中獲取一個(gè) IPv4 的地址，因此找點(diǎn)可以配置 IPv6 并且不需申請(qǐng)信的 IPv6 地址，大大的簡(jiǎn)化了運(yùn)營(yíng)商的工作，在實(shí)際的工作中有更多的應(yīng)用范圍。當(dāng) IPv4 數(shù)據(jù)包離開(kāi) IPv4 網(wǎng)路中的隧道時(shí)再把數(shù)據(jù)部分交給主機(jī)的 IPv6 協(xié)議棧。 6to4 隧道技術(shù) 6to4 隧道技術(shù)的要點(diǎn)就是在 IPv6 數(shù)據(jù)包要進(jìn)入 IPv4 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將 IPv6 數(shù)據(jù)包封裝成 IPv4 數(shù)據(jù)包。用此方法可以將隧道終點(diǎn)的 IPv4 地址信息封裝在 IPv6 的目的地址中，從而可以省去了給隧道專門(mén)配置終點(diǎn)的步驟，隧道 終點(diǎn)地址可自動(dòng)獲得。若目的地址不是此類 IPv6 地址，分組不能通過(guò)自動(dòng)配置隧道來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。 較常用于單獨(dú)的主機(jī)或不經(jīng)常通信的站點(diǎn)之間。 總體看來(lái)，手動(dòng)配置隧道的主要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)管理員的工作量很大 ，因?yàn)樗仨殲槊恳粭l隧道做詳細(xì)的配置。這表明隧道終點(diǎn)的地址不能通過(guò) IPv6 數(shù)據(jù)包的目的地址達(dá)到，需由隧道起點(diǎn)的配置信息才能得到。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)將 IPv4 封裝進(jìn)行拆封，讀取 IPv6 數(shù)據(jù)包。手動(dòng)配置的隧道，封裝節(jié)點(diǎn)會(huì)根絕路由信息決定一個(gè)包是否需要通過(guò)隧道來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)，其 通信站點(diǎn)之間須有一個(gè)可用的 IPv4 連接，并且需要一個(gè) IPv4 地址。在常用的通信站點(diǎn)之間使用的較為頻繁。 手動(dòng)配置隧道 手動(dòng)配置隧道需要兩個(gè)端點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)的工作人員來(lái)配置完成。 利用隧 道技術(shù)可以通過(guò)現(xiàn)有的運(yùn)行 IPv4 協(xié)議的 Inter 骨干網(wǎng)絡(luò)（即隧道） ， 將局部的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。為了使這些孤立的 “IPv6 島 ” 可以 互通，必須使用隧道技術(shù)。但有一點(diǎn)需要注意， NATPT 在網(wǎng)絡(luò)層加密的情況下將無(wú)法工作，此時(shí)的 NATPT 需要與 DNSALG技術(shù)結(jié)合。 到這里， IPv4 主機(jī)和 IPv6 主機(jī)的通信就建立了。 （ 7） IPv4 DNS 服務(wù)器將解析地址返回給主機(jī) B （ 8）主機(jī) B 發(fā)送一個(gè)目的地址為 源地址為 的報(bào)文，此報(bào)文被發(fā)送至 NATPT網(wǎng)關(guān)。 Ipv6路由技術(shù) 分析及其與 Ipv4的互連探討 20 （ 5） IPv6 的 DNS 服務(wù)器收到 DNS 請(qǐng)求后，會(huì)查找映射記錄，將 對(duì)應(yīng)的 IPv6地址為 FE80:2::10 返回。 （ 3） NATPT 網(wǎng)關(guān)收到報(bào)文后， 將會(huì)分析此報(bào)文的 DNS 請(qǐng)求，然后將報(bào)文交給DNSALG。 NATPT 網(wǎng)關(guān)的工作流程 NATPT 網(wǎng)關(guān)的工作流程圖如圖 所示： 圖 NATPT網(wǎng)關(guān)的工作流程圖 （ 1） IPv4 主機(jī) B 請(qǐng)求訪問(wèn) IPv6 的主機(jī) A，主機(jī) B 向網(wǎng)內(nèi)的 DNS 服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文，查詢域名為 的主機(jī) A的地址。運(yùn)行這種模式需要 IPv4 地址池的支持，類似IPv4 的動(dòng)態(tài) NAT。 動(dòng)態(tài) NATPT：動(dòng)態(tài) NATPT 在互通的過(guò)程中，網(wǎng)關(guān)會(huì)通告一個(gè) 96 位的地址前綴給 IPv6 網(wǎng)絡(luò)，接著結(jié)合主機(jī)的 IPv4 地址實(shí)現(xiàn)對(duì) IPv4 網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的標(biāo)識(shí)。當(dāng)今常用的 NATPT 技術(shù)可以分為下面介紹的幾類。在地址、協(xié)議的轉(zhuǎn)換的過(guò)程中， NATPT 使用的路由器應(yīng)具備 IPv4 地址池，當(dāng) IPv6 向 IPv4 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)會(huì)啟用轉(zhuǎn)換報(bào)文， IPv6地址將會(huì)被轉(zhuǎn)換成源地址。此外，在 IPv4 和 IPv6 網(wǎng)絡(luò)互通的過(guò)程中， NATPT 不同于一些隧道技術(shù)，他只要求在互聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備上啟用便可，對(duì)其他 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求會(huì)減少很多。每一 個(gè)支持 NATPT 的網(wǎng)關(guān)路由器理論上都具有一個(gè) IPv4的地址池，在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)向 IPv4 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，用來(lái)對(duì)應(yīng) IPv6 地址來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的翻譯。 NATPT 是一種 IPv4 節(jié)點(diǎn)和純 IPv6 節(jié)點(diǎn)的互通方式。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法是在 1994 年提出的。在純 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè) IPv6 主機(jī)需要發(fā)送一個(gè) IPv4 的數(shù)據(jù)包的時(shí)候，第一步會(huì)向?yàn)榭蛻舳朔峙涞刂返?DSTM 服務(wù)器 發(fā)送一個(gè) IPv4 的地址請(qǐng)求， DSTM 服務(wù)器此時(shí)會(huì)在一個(gè)規(guī)定的地址范圍中選擇并暫時(shí)保留一個(gè) IPv4 地址，在回復(fù) IPv6 主機(jī)消息時(shí)，會(huì)使用前面提到的申請(qǐng)到的 IPv4 地址來(lái)配置其 IPv4 協(xié)議棧，之后將需要發(fā)送的 IPv4 數(shù)據(jù)包發(fā)送到 DSTM，再由 DSTM 將數(shù)據(jù)包拆封成 IPv4 數(shù)據(jù)包并發(fā)送出去，于此同時(shí)建立一個(gè)主機(jī) IPv4 和 IPv6 的地址映射表，在以后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，會(huì)根據(jù)該表對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行 IPv4 包的拆封和封裝。然而 IPv4 與 IPv6 節(jié)點(diǎn)之間的通信將出現(xiàn)障礙，這不得不需要一些其他的技術(shù)嵌入其中，以保證其正常通信。但這種模型仍會(huì)占用 IPv4 的地址資源，不能實(shí)現(xiàn) IPv4 地址資源匱乏的 情況。 完全雙協(xié)議棧模型是指在網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)都支持 IPv4 和 IPv6，每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 IPv4 的數(shù)據(jù)包都由 IPv4 協(xié)議棧來(lái)處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 IPv6 的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，也都是由 IPv6 協(xié)議棧來(lái)處理。 雙協(xié)議棧 技術(shù)的工作方式 雙協(xié)議棧的工作模式在實(shí)際的工作過(guò)程中，數(shù)據(jù)在傳送時(shí)，它的目的地址是路由選擇的主要決定條件，所以雙協(xié)議棧必須得 根據(jù)數(shù)據(jù)和程序所指定的目的地址的協(xié)議類型對(duì)雙協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)通信方式做出一些約定： （ 1） 如果數(shù)據(jù)或程序使用的目的地址是 IPv4 地址，則使用 IPv4 協(xié)議； （ 2） 如果數(shù)據(jù)或程序目的地址是 IPv6 地址，且為本地網(wǎng)絡(luò)，則使用 IPv6 協(xié)議； （ 3） 如果數(shù)據(jù)或程序使用的目的地址是不兼容 IPv4 的 IPv6 地址，且為非本地網(wǎng)絡(luò)，則使用 IPv6 協(xié)議； （ 4） 如果數(shù)據(jù)或程序使用的目的地址是兼用 IPv4 的 IPv6 地址，且為非本地網(wǎng)絡(luò)，則使用 IPv4 協(xié)議，這種情況下的 IPv6 數(shù)據(jù)被封裝在 IPv4 數(shù)據(jù)中； （ 5） 如果數(shù)據(jù)或程序使用的是域名作 為目標(biāo)地址，則先從 DNS獲取相應(yīng)的 IPv4 地址和 IPv6 地址，再根據(jù)具體的情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。 應(yīng)用程序 TCP/UDP 協(xié)議 IPv6 協(xié)議 IPv4 協(xié)議 物理網(wǎng)絡(luò) 圖 IPv4/6雙協(xié)議棧的協(xié)議結(jié)構(gòu) 圖 雙協(xié)議棧通信模型 Ipv6路由技術(shù) 分析及其與 Ipv4的互連探討 16 圖 示出了通過(guò)雙協(xié)議棧的通信方式。 雙協(xié)議棧技術(shù) 雙協(xié)議棧技術(shù)的工作原理 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(tái)，而且加載于其上的傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 又沒(méi)有任何區(qū)別。這些機(jī)制分為兩類，一類是實(shí)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。對(duì)于特定的目的地址，如果不是最佳的路由，則通知主機(jī)到達(dá)目的地的最佳下一跳 . 昌吉學(xué)院 2021屆本科 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 15 3 IPv4 與 IPv6 的互聯(lián) IPV4 向 IPV6 網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡 的基本技術(shù)包括雙協(xié)議棧、隧道技術(shù)和 NATPT 技術(shù)。節(jié)點(diǎn)也可以發(fā)送非請(qǐng)求鄰居通告來(lái)指示鏈路層地址的變化。 (3)鄰居請(qǐng)求 (NeighborSolicitation)：節(jié)點(diǎn)發(fā)送鄰居請(qǐng)求消息來(lái)請(qǐng)求鄰居的鏈路層地址，以驗(yàn)證它先前所獲得并保存在緩存中的鄰居鏈路層地址的可達(dá)性，或者驗(yàn)證它自己的地址在本地鏈路上是否是惟一的。 (2)路由器通告 (RouterAdvertisement)：路由器周期性地通告它的存在以及配置的鏈路和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，或者對(duì)路由器請(qǐng)求消息作出響應(yīng)。這 5 種類型消息如下。 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)了路由器和前綴發(fā)現(xiàn)、地址解析、下一跳地址確定、重定向、鄰居不可達(dá)檢測(cè)、重復(fù)地址檢測(cè)等功能，可選實(shí)現(xiàn)鏈路層地址變化、輸入負(fù)載均衡、泛播地址和代理通告等功能。 Ipv6路由技術(shù) 分析及其與 Ipv4的互連探討 14 BGP4+利用 BGP 的多協(xié)議擴(kuò)展屬性來(lái)達(dá)到在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的目的， BGP 協(xié)議原有的消息機(jī)制和路由機(jī)制并沒(méi)有改變。用于撤銷不可達(dá)路由。用于發(fā)布可達(dá)路由及下一跳信息 。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì) IPv6 協(xié)議的支持， BGP4+需要將 IPv6 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的信息反映到NLRI（ Network Layer Reachable Information）及 Next_Hop屬性中。它能夠與其他自治系統(tǒng)的 BGP4+交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)信息。 BGP4+屬于一種自治系統(tǒng)間的動(dòng)態(tài)路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議，一般在兩個(gè)自治系統(tǒng)的邊界路由器之間建立對(duì)等關(guān)系。如果 ISIS 路由器支持 IPv6，那么它必須在 Hello 報(bào)文中攜帶該值向鄰居通告它支持 IPv6。 ?IPv6 Interface Address：類型值為 232（ 0xE8），它相當(dāng)于 IPv4 中的“ IP Interface Address” TLV，只不過(guò)把原來(lái)的 32 比特的 IPv4 地址改為 128 比特的 IPv6 地址。 TLV 是在 LSP（ Link State PDUs）中的一個(gè)可變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。這個(gè)新的 ISIS協(xié) 議可同時(shí)應(yīng)用在 TCP/IP 和 OSI 環(huán)境中。 昌吉學(xué)院 2021屆本科 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 13 ISISv6 協(xié)議 ISIS 是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 為其無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 CLNP 發(fā)布的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。 (5) OSPFv3可以支持對(duì)未知 類型的 LSA的處理，而在 OSPFv2中僅僅作簡(jiǎn)單的丟棄。 (4) OSPFv3中使用鏈路本地地址作為報(bào)文源地址（不包括虛連接），所有路由器學(xué)習(xí)本鏈路中其他路由器的鏈路本地地址，作為下一跳的 IP地址，因此網(wǎng)絡(luò)中只負(fù)責(zé)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的路由器不需要配置全局的 ipv6地址，從而節(jié)約大量的 ipv6全局地址資源。 (3) OSPFv3中支持同一鏈路上運(yùn)行多個(gè) OSPF實(shí)例，使用 instance id字段標(biāo)識(shí)不同的實(shí)例。此外增加了 link LSA，用于向鏈路中其他路由器通告自己的鏈路本地地址以及 ipv6地址前綴信息。地址信息僅僅包含在新增加的 intra、 area、 prefix LSA中。 LSA中不包含地址信息，僅用來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 OSPFv