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IPv6過渡技術

鎖定
Internet上用於公網的合法IPv4地址已經分配完畢,因此使用IPv6代替IPv4是大勢所趨。IPv6提供海量的地址個數,號稱“能讓每一粒沙子都分配一個地址”。IPv6和IPv4都是網絡層協議(如圖所示),但是IPv6是一種與IPv4不同的網絡協議,其取代IPv4還需要經過一個較長的時間。IPv4向IPv6的過渡不是一次性的,而是逐步地分層次地。在過渡時期,為了保證IPv4和IPv6能夠共存、互通,人們發明了一些IPv4/IPv6的互通技術。

IPv6過渡技術IPv6過渡技術概念

早在20世紀90年代,IETF就為了IPv4/IPv6的互通組建了專門的工作組,國際性的IPv6試驗網絡“6Bone”為很多國家的研究人員提供了很好的平台。經過多年的研究和實踐,目前出現了一些較為成熟的、用於IPv4/IPv6互聯和過渡的技術。這些技術解決了不同過渡時期、不同環境下的通信問題。
為了形象地説明IPv4和IPv6的互通和過渡,很多技術文檔中都是用到“IPv4海洋”和“IPv6小島”的比喻,如下圖所示。
“IPv4海洋”和“IPv6小島” “IPv4海洋”和“IPv6小島”
剛開始,整個網絡是一片IPv4的海洋。在向IPv6過渡的初期,這個IPv4海洋中逐漸出現了一些由IPv6主機和小規模IPv6網絡組成的IPv6小島。隨着過渡的深入,會出現越來越多的IPv6小島,其規模也逐漸擴大,並最終連接到一起完全取代IPv4海洋。

IPv6過渡技術常見過渡技術

IPv6過渡技術主要指那些為了使IPv6小島之間相互通信、為了使IPv6小島與IPv4海洋進行通信的過渡技術。這種過渡技術現在主要分為三類:雙協議棧技術、協議轉換技術、隧道技術。根據不同的使用環境,工程師們在研究這幾類過渡技術時,又演變成多種不同的過渡方案,最常見的有以下幾種。
NAT444:由運營商部署運營級NAT44設備CGN,同時與用户側的NAT組成兩級地址轉換,從而一共形成三塊地址空間:用户側私有地址、運營商私有地址、公網地址。
DS-lite:其本質是在IPv6網絡中部署IPv4-in-IPv6隧道,從而完成IPv4業務的傳輸,而IPv6業務則直接通過IPv6網絡傳輸。DS-lite被認為是IPv6演進方案的最終模型。
NAT64:是一種有狀態的網絡地址與協議轉換技術,一般只支持通過IPv6網絡側用户發起連接訪問IPv4側網絡資源。但NAT64也可通過手工配置靜態映射關係,從而實現IPv4網絡主動發起連接訪問IPv6網絡。NAT64可實現TCP、UDP、ICMP協議下的IPv6與IPv4網絡地址和協議轉換。
另外,還有PCP、LAFT6等技術,它們在具體設計和實現上有各具特色。