【正文】 15 在 IPv4 到 IPv6 的過(guò)渡過(guò)程中，作為 Inter 基礎(chǔ)架構(gòu)的 DNS 服務(wù)也要支持這種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的升級(jí)和轉(zhuǎn)換。 IPv6/IPv4 節(jié)點(diǎn)需要有一個(gè) DNS 解析器來(lái)同時(shí)解析這兩種 DNS 地址記錄。 DNS 服務(wù)器需要對(duì)地址進(jìn)行驗(yàn)證 ,IPv6 必須滿足 3 項(xiàng)規(guī)定 : 1) 地址是分配給某個(gè)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)接口。 3) 接口連接的鏈路連接到 IPv6 網(wǎng)絡(luò)。路由器采用雙棧可以實(shí)現(xiàn)隧道和翻譯技術(shù)。有限雙棧技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是僅需要較少的 IPv4 地址。 3 雙棧機(jī)制 DSTM 在以 IPv6 為主的網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可能需要與一些沒有實(shí)現(xiàn)雙棧的 IPv4 節(jié)點(diǎn)通信，需要節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙棧。 DSTM 可以實(shí)現(xiàn)為以 IPv6 為主的網(wǎng)絡(luò)中的雙棧節(jié)點(diǎn)分配臨時(shí) IPv4 地址，并采用 IPv4 over IPv6 隧道機(jī)制。 DSTM 有以下基本假定： 1） DSTM 域是在一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)（ Inter）上。 3） DSTM 僅維護(hù)必要的 IPv4 路由，盡可能地使用 IPv6 路由。 5） 已經(jīng)存在的 IPv4 節(jié)點(diǎn)和應(yīng)用程序不用做任何修改。實(shí)現(xiàn) DSTM 的系統(tǒng)由 DSTM 服務(wù) 16 器和 DSTM 節(jié)點(diǎn)組成， DSTM 服務(wù)器為客戶節(jié)點(diǎn)分配 IPv4 地址，為 DSTM 節(jié)點(diǎn)指定隧道端點(diǎn)（ TEP， Tunnel End Points）。 DSTM 節(jié)點(diǎn) TEP 把 IPv4 數(shù)據(jù)封裝一個(gè) IPV4 數(shù)據(jù)包中，發(fā)往 DSTM 邊界路由器，邊界路由器收到這種 IPv4 over IPv6 數(shù)據(jù)包后，將從 IPv6 數(shù)據(jù)包中取出 IPv4數(shù)據(jù)，然后把 IPv6 數(shù)據(jù)包發(fā)往 IPv4 目的地。DSTM 網(wǎng)絡(luò)的組成和實(shí)現(xiàn) 如圖所示： I P V 4 / I P V 6D S T M 客 戶I P V 4 O V E R I P V 6I P V 6D S T M 域D S T M 服 務(wù) 器T E PI P V 4 DSTM 網(wǎng)絡(luò)的組成包括： DSTM 服務(wù)器、 DSTM 客戶節(jié)點(diǎn) 、隧道端點(diǎn)（ TEP）。 DSTM 客戶節(jié)點(diǎn)獲得從 DSTM 服務(wù)器返回的 IPv4 地址和 TEP 信息，獲得的 IPv4地址有一定的存活期，超過(guò)期限后節(jié)點(diǎn)不能繼續(xù)革命使用該地址。節(jié)點(diǎn)可以手工配置 TEP，也可以使用動(dòng)態(tài)隧道技術(shù)配置 TEP。當(dāng)通信僅限于內(nèi)部網(wǎng)時(shí)，可以使用私用地址。 DSTM 服務(wù)器負(fù)責(zé)為 IPV6 網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)分配和管理臨時(shí)的 IPv4 地址，為了減少對(duì) 17 IPv4 地址的需求， DSTM 服務(wù)器可以組合主機(jī)的端口識(shí)別把同一個(gè) IPv4 地址分配給不同的主機(jī)、 DSTM 服務(wù)器。 DSTM服務(wù)器與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的通信必須使用 IPv6 協(xié)議， DSTM 服務(wù)器也提供對(duì)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的認(rèn)證。 DSTM 客戶節(jié)點(diǎn)之間的通信處于 IPv6 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用 IPv6 地址。 2） 當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序打開一個(gè) IPv4 套接字時(shí)。 DSTM 客戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送第一個(gè) IPv4 包時(shí)， DSTM 客戶端程序與 DSTM 服務(wù)器取得聯(lián)系，得到臨時(shí)的 IPv4 地址和 TEP 的 IPv6 地址， IPv4 over IPv6 接口負(fù)責(zé)把 IPv4 包封裝在 IPv6包中。 DSTM 的優(yōu)點(diǎn)主要有： 1） 協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)是透明的，由于采用封裝的封裝，在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中不需要 IPv4 路由器。 3） 采用 DHCPV6 允許動(dòng)態(tài)分配 IPv4 地址。 存在一定的網(wǎng)絡(luò)處理延遲，不能滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)應(yīng)用。多個(gè)技術(shù)文檔定義了隧道技術(shù)與數(shù)據(jù)包的封裝，這些技術(shù)文檔有 RFC247 RFC289 RFC3056 等。根據(jù)建立方式的不同，隧道可 18 以分成兩類：手工配備的隧道和自動(dòng) 配置的隧道。 1 隧道技術(shù)概述 隧道（ Tunnel）是指將一種協(xié)議首部封裝在另一種協(xié)議首部中，使得一種協(xié)議可以通過(guò)另一種協(xié)議的封裝進(jìn)行通信。 在 IPv6 全面實(shí)施之前，總有一些網(wǎng)絡(luò)先提供對(duì) IPv6 的支持，但是這些 IPv6 網(wǎng)絡(luò)被運(yùn)行 IPv4 的骨干網(wǎng) 絡(luò)隔離開來(lái)。隧道技術(shù)目前是國(guó)際 IPv6 試驗(yàn)床 6Bone 所采用的技術(shù)。 隧道技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于隧道的透明性， IPv6 主機(jī)之間的通信可以忽略隧道的存在，隧道只起到物理通道的作用。隧道技術(shù)不需要大量的 IPv6 專用路由器設(shè)備和專用鏈路，可以明顯地減少投資。 Inter 技術(shù)文檔 RFC247 RFC289與 RFC3056 給出了隧道技術(shù)與數(shù)據(jù)包的封裝（將 IPv6 數(shù)據(jù)包封裝成 IPv4 的數(shù)據(jù)包）的定義和配置技術(shù)，有兩種隧道： （ 1） 手動(dòng)配置隧道 在 IPv4 上 承載 IPv6， IPv6 數(shù)據(jù)包被封裝成 IPv4 數(shù)據(jù)包，然后傳遞至 IPv4 路由基礎(chǔ)設(shè)施中。 （ 2）自動(dòng)隧道 在 IPv4 上承載 IPv6， IPv6 節(jié)點(diǎn)可以使用不同地址類型，如兼容 IPv4的 IPv6 地址、 6to4 地址、 ISATAP 地址等，在一個(gè) IPv4 路由網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)地建立隧道并通過(guò)它傳輸 IP 報(bào)文。 隧道可以用不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以是路由器 路由器、主機(jī) 路由器、主機(jī) 主機(jī)或 者路由器 主機(jī)。路由器RI 和路由器 R2 之間的網(wǎng)絡(luò)是純 IPv4 網(wǎng)絡(luò)，在 R1 和 R2 之間可以存在任意多個(gè) IPv4 路由器。 2） 路由器 R1 接收到發(fā)往 PCB 的數(shù)據(jù)包后，開始把該數(shù)據(jù)包封裝 3） 在路由器 R2 也即隧道的出口點(diǎn)，解開數(shù)據(jù)包的封裝 ，將 IPv4 首部剝離，取出 IPv6 數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)至最終的目的地 PCB。在圖 74 中隧道的端點(diǎn)就是兩個(gè)路由器。如此隧道出口點(diǎn)是主機(jī)，則原始數(shù)據(jù)包的 IPv6 目的地址應(yīng)該等同于隧道的出口點(diǎn)，該地址應(yīng)該可從原始數(shù)據(jù)包的 IPv6 首部中獲得。這種情況下，隧道入口點(diǎn)必須向隧道出口點(diǎn)提供地址信息。如此有需要的話，也會(huì)將封裝后的 IPv4 數(shù)據(jù)包分段。如果數(shù)據(jù)包被分段，將由出口點(diǎn)重新進(jìn)行組裝。 IPv6數(shù)據(jù)包封裝進(jìn) IPv4 數(shù)據(jù)包如圖 75 所示。 需要注意的是 IPv4 首部中的下列字段： Header Length(首部長(zhǎng)度 )字段包括 IPv4 首部的長(zhǎng)度，也要加上其他擴(kuò)展首部長(zhǎng)度及 IPv6 有效載荷的長(zhǎng)度。生存時(shí)間（ TTL）， Time to Live 字段的值取決于所使用的實(shí)現(xiàn)方式。如果想分析隧道中的 IPv6 通信，就要在分析器中調(diào)協(xié)一個(gè)過(guò)濾器，篩選出 Protocol Number 字段為 41 的所有數(shù)據(jù)包。把 IPv4 上的 IPv6 隧道看成一跳，因些 IPv6 首部中的跳數(shù)限制（ Hop Limit）字段每次遞減１。 3 隧道 IPv6 的首部組成 技術(shù)文檔 RFC2473 給出了 IPv6 封裝的隧道模型與實(shí)現(xiàn)機(jī)制 .IPv6 隧道中的主要差別在于：數(shù)據(jù)包會(huì)被封裝進(jìn)一個(gè) IPv6 首部中，并會(huì)通過(guò) IPv6 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送；所封裝的數(shù)據(jù)包可以是 IPv6 數(shù)據(jù)包，也可以是 IPv4 數(shù)據(jù)包，甚至還可能是其他協(xié)議包。隧道入口點(diǎn)所做的預(yù)處理工作稱為隧道 IPv6(Tunnel IPv6)首部 。 原始首部 原始有效載荷 IPv6 首部 擴(kuò)展首部 原始首部 原始有效載荷 圖 77 隧道 IPv6 首部及組成 在隧道入口點(diǎn)的 IPv6 首部中，其源地址是隧道入口節(jié)點(diǎn)的地址，而目的地址則是隧道出口節(jié)點(diǎn)的地址。原始數(shù)據(jù)包的首部根IPv6 首部 IPv6 有效載荷 21 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行處理。若是 IPv6 首部，Hop Limit 字段會(huì)減 1。 4 手工隧道 手工配置隧道（ Configured Tunnel）需要隧道兩個(gè)端點(diǎn)所有的網(wǎng)絡(luò)的管理員協(xié)作完成。第一個(gè)隧道的封裝節(jié)點(diǎn)必須保存隧道終點(diǎn)的地址，當(dāng)一個(gè) IPv6 數(shù)據(jù)包在隧道上傳輸時(shí)終點(diǎn)地址作為 IPv4 數(shù)據(jù)包的目的地址進(jìn)行封裝。 采用手工配置隧道進(jìn)行通信的站點(diǎn)之間必須有可用的 IPv4 連接，并且至少要具有一個(gè)全球唯一的 IPv4 地址。在隧道要經(jīng)過(guò) NAT 設(shè)施的情況下這種機(jī)制不可用。 P C AR 1E 0 E 1 E 1 E 0P C BR 2 PC1 和 PC2 主機(jī)分別位于兩個(gè)不同的 IPv6 網(wǎng)絡(luò)，需要通過(guò) IPv4 網(wǎng)絡(luò)通信。進(jìn)行手工隧道配置時(shí)，在 R1 和 R2 之間互相指定隧道的起點(diǎn)和終點(diǎn)。封裝 IPv6 數(shù)據(jù)包的時(shí)候，隧道入口點(diǎn)使用該地址作為 IPv4 首部中的目的地址。這種情況下，隧道另一端 IPv6/IPv4 路由器的 IPv6 地址將會(huì)加入到路由表中作為默認(rèn)路由。默認(rèn)路由的掩碼為零，只有不存在具有特定匹配掩碼或網(wǎng)絡(luò)前綴的其他路由器 的情況下，才 22 會(huì) 使用此默認(rèn)路由。自動(dòng)配置的隧道需要站點(diǎn)采用 IPv4 兼容的 IPv6 地址（ IPv4 Compatible IPv6 Address,0::IPv4ADDR/96) ，這些站點(diǎn)之間必須有可用的 IPv4 連接，每個(gè)采用這種機(jī)制的主機(jī)都需要有一個(gè)全球唯一的 IPv4 地址。此外，還有一種危險(xiǎn)就是如果把 Inter 上全部 IPv4 路由表包括到 IPv6網(wǎng)絡(luò)中，那么會(huì)加劇路由表膨脹的問(wèn)題。這種機(jī)制不可以在隧道要經(jīng)過(guò) NAT 設(shè)施的情況下使用。這類主機(jī)可以有兩個(gè)隧道路由條目。只要數(shù)據(jù)包的目的地址為兼容 IPv4 的 IPv6，這些數(shù)據(jù)包就會(huì)通 過(guò)這個(gè)路由發(fā)送。目的地址確實(shí)為 IPv6 的所有數(shù)據(jù)包將會(huì)通過(guò)該配置隧道進(jìn)行路由。 如果發(fā)送數(shù)據(jù)包的主機(jī)既有兼容 IPV4 的 IPV6 地址，又有一個(gè)全局的真正 IPV6 地址，則對(duì)于發(fā)往兼容 IPv4 的 IPv6 目的主機(jī)上的數(shù)據(jù)包，該主機(jī)會(huì)用兼容 IPv4 的 IPv6 地址作為數(shù)據(jù)包的源地址；而對(duì)于發(fā)往真正 IPv6 目的主機(jī)上的數(shù)據(jù)包，該主機(jī)會(huì)用真正的IPv6 地址作為數(shù)據(jù)包的源地址。第一條目為：： /0。數(shù)據(jù)包將通過(guò) 2 號(hào)接口跳至下一跳，其 IPv6 地址為 131． 107． 152． 32。這樣，所有無(wú)法匹配特寫路由條目的 IPv6 通信都將被封裝進(jìn)一個(gè) IPv4 首部中，然后通過(guò)該默認(rèn)路由被路由。 2號(hào)接口是隧道式偽接口，所有通過(guò) 2 號(hào)接口送出的通信都被封裝進(jìn)一個(gè) IPv4 首部中。有了這兩個(gè)路由之后，該主機(jī)既能到達(dá) 6Bone，也能到達(dá) 6to4 主機(jī)。所有匹配該前綴的兼容 IPv4 的 IPv6 地址只要無(wú)法找到其他特定條目，就只有通過(guò) 2 號(hào)接口路由。與手工配置隧道不同的是，它不需要任何地址配置；與自動(dòng)隧道不同的是它不需要使用 IPv4 兼容的 IPv6 地址。這里的 IPv4 多播可以是采用全球唯一的 IPv4地址的網(wǎng)絡(luò)，或是一個(gè)私有的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)的一部分。 采用這種方法連接的 IPv6 站點(diǎn)不需要采用 IPv4 兼容地址，也不需要手工配置的隧道。 轉(zhuǎn)換技術(shù) （ NATPT） 這類技術(shù)讓純 IPv6 節(jié)點(diǎn)能夠和純 IPv4 節(jié)點(diǎn)相互通信。轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)除了要進(jìn)行 IPv4 地址和 IPv6 地址轉(zhuǎn)換，還要進(jìn)行協(xié)議 的轉(zhuǎn)換和翻譯，轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)作為通信的中間設(shè)備，可在 IPv4 和 IPv6 網(wǎng)絡(luò)之間 IP 首部的地址，同時(shí)根據(jù)協(xié)議不同對(duì)分組做相應(yīng)的語(yǔ)義翻譯，從而使純 IPv4 和純 IPv6 站點(diǎn)這間能夠透明通信。該機(jī)制的目標(biāo)是為 IPv6 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與 IPv4網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相互通 信提供透明的路由。 2）網(wǎng)絡(luò)地址接口轉(zhuǎn)換（ NAPT），除了 NAT 傳輸中所轉(zhuǎn)換的字段之外，還要轉(zhuǎn)換其他標(biāo)識(shí)符，如 TCP 端口號(hào)、 UDP 端口號(hào)、 ICMP 報(bào)文類型等。 目前最有名的地址翻譯機(jī)制 NATPT（ workaddresstranslationprotocoltranslation）分為靜態(tài) NATPT 和動(dòng)態(tài) NATPT 兩種。它是 SIIT（ stateless IP/ICMP translation algorithm）協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)地址翻譯（ NAT）技術(shù)結(jié)合與改進(jìn)。該機(jī)制要求主機(jī)必須是雙棧的，同時(shí)要在協(xié)議棧中插入 3 個(gè)特殊的擴(kuò)展模塊：域名解析服務(wù)器、 IPv4/IPv6 地址映射器和 IPv4/IPv6 翻譯器。 [6] N A T P TD N S A L GI P v 4 a d d r e s s p o o lN I CI P v 4 / I P v 6 a d d r e s s m a p p i n gN I CI P v 4 / I P v 6 t r a s l a t i o n m a n a g e rT C P / U D PIPv4 nodeIPv4 nodeI P v 4I P v 4D N S s e r v e r 圖 3 NATPT 系統(tǒng) NATPT 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。也就是說(shuō)， IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)用一個(gè) IPv4 地址標(biāo)識(shí) IPv6 網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)主機(jī)，而 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中 的主機(jī)用一個(gè) IPv6 地址標(biāo)識(shí) IPv4 網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)主機(jī)。在 IPv4 與 IPv6 主機(jī)通信的全過(guò)程中，由 NATPT 負(fù)責(zé)處理 IPv4池地址與 IPv6 主機(jī)之間的映射關(guān)