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篇一：IPv6过渡技术场景分析公文汇 www.gongwenhui.com
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IPv6过渡技术场景分析
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作者：孙静文,孙琪,吴鹏 公文汇 www.gongwenhui.com
来源：《中兴通讯技术》2013年第02期
摘要：分析了当前比较成熟的隧道和翻译过渡技术，主要包括主干网隧道过渡技术、接入网隧道过渡技术、接入网翻译过渡技术。针对过渡场景及其解决方案各不相同，认为在过渡过程中应当充分考虑网络的特征与现状。以主干网和接入网为主线，给出了各场景适用的技术方案，包括主干网的IPv6过渡场景、接入网的IPv6过渡场景、互联网内容提供商过渡场景。关键词： 下一代互联网；过渡技术；过渡场景
Abstract： In this paper，we discuss more mature IPv6 transition technologies related to the backbone tunnel，access network tunnel，and access network translation.We suggest that it is necessary to consider the characteristics and status quo of the network in the transition process.We analyze the technology applicable to a backbone IPv6 transition scenario，an access network IPv6 transition scenario，and an Internet content provider transition scenario.
Key words： next generation Internet；transition technology；transition scenarios1 IPv6过渡技术的背景
IPv4互联网已在全球范围取得了巨大的成功，但随着互联网规模的持续增长，IPv4地址资源日益短缺。采用私有IP地址的网络地址转换（NAT）技术虽然可以缓解地址短缺压力，网络但是破坏了互联网端到端特性，影响了许多互联网应用的推广。IPv6具有地址空间巨大、改进了地址格式和路由汇聚特性等诸多优点，是下一代互联网中取代IPv4的最佳选择。然而IPv6与IPv4不兼容，因而在IPv4向IPv6过渡时期，IPv4与IPv6网络共存，带来了IPv4/IPv6互联与穿越等基本需求，产生了异构路由、地址映射、状态维护与可扩展性等问题。如何平稳实现互联网向IPv6过渡，已经成为全球下一代互联网发展的重大技术挑战之一。
针对IPv6过渡问题，目前国际上提出了许多过渡方案。这些技术方案针对不同的网络场景、用户的需求和过渡阶段提出，其技术思想也不尽相同。过渡技术从整体上可以划分为双栈技术、隧道技术和翻译技术。双栈过渡技术需要节点上并行维护IPv4和IPv6协议栈，代价高，不能解决IPv4地址耗竭的问题，因此对隧道和翻译过渡技术的研究在互联网工程任务组已经成为了重点和热点。
隧道技术通过对报文的封装、解封装，使得两个同构网络能够在一个异构网络的两边桥接起来从而实现相互通信。通过隧道技术使底层承载网络保持单栈，仅将隧道端点的地址簇边界路由器升级成双栈，即可实现数据报文跨异构网络的透传。隧道技术具有保持端到端特性，对终端上层应用透明，对底层网络独立的优势。早期的隧道方案包括手工配置隧道、6to4[1]、
范文写作篇二：IPv6 过渡技术分析 龙源期刊网.cn IPv6 过渡技术分析 作者：于旭东 来源：《中国新通信》2014年第06期 【摘要】 IPv6作为下一代互联网基础协议用以解决IPv4地址短缺问题。由于IPv6与IPv4网络的不兼容性以及巨大的IPv4设备存量，向IPv6过渡必将是一个渐进而缓慢的过程。本文介绍了目前存在的各种主要IPv6过渡技术包括双栈，隧道，网络地址-协议转换以及IPv6 over MPLS等各种过渡技术，并分析了各自的优缺点以及适用环境。 【关键词】 IPv6 双栈 隧道 网络地址-协议转换 IPv6 over MPLS 一、前言 IPv4 地址紧缺与分配不均已成为制约互联网发展的突出问题。IPv6地址为128位长度，理论上可以提供3.4X1038地址空间，可以很好的解决IPv4地址空间不足的问题。由于IPv6与IPv4网络的不兼容性以及巨大的IPv4设备存量，向IPv6过渡必将是一个渐进而缓慢的过程。本文介绍了目前存在的各种主要IPv6过渡技术包括双栈，隧道，网络地址-协议转换以及IPv6 over MPLS等各种过渡技术，并分析了各自的优缺点以及适用环境。 二、双栈 双栈技术允许IPv4和IPv6应用同时存在于网络中。它要求网络设备能够同时支持IPv4和IPv6协议栈，应用程序可以选择使用IPv4或者IPv6与另一方进行通信。同时也允许没有升级的老的程序继续使用IPv4。双栈技术对于同时存在IPv4和IPv6应用程序的网络来说是一个有效的策略。思想汇报专题问题在于双栈技术不仅仅要求网络中所有的路由器等设备需要支持双栈技术，同时每个设备也同时需要配置IPv4和IPv6两种地址，使用IPv4和IPv6两种路由协议，需要更多的管理和维护的成本。这限制了双栈技术的扩展性，通常适用于小型内部网络。 三、隧道 3.1 手动配置隧道 手工配置隧道需要手工配置隧道的端点的IPv4地址，从而在两个IPv6端点之间建立起来一条虚拟的点到点连接，将IPv6报文封装在IPv4报文里穿越IPv4网络。手工配置隧道原理简单，使用灵活，也提供了对IPv6报文转发路径的控制能力，安全性好。但每一条隧道都需要手工配置，维护管理的成本要大于自动隧道，这限制了手工隧道的可扩展性。 3.2 GRE 隧道 篇三：IPv6过渡技术详解 精心原创 IPv6过渡技术详解 一、双协议栈技术 1.1 DSTM 二、隧道技术 2.1 SIT 2.2 Tunner Broker 2.3 6to4 2.4 6rd 2.5 6over4 2.6 ISATAP 2.7 6PE/6VPE 2.8 SoftWire 三、翻译技术 3.1 NAT6 3.2 BIS技术 3.3 BIA 3.4 PNAT(BIH) 3.5 IVI 3.6 NAT-PT和 NAT64 四、延缓IPv4地址枯竭的方案 4.1 CGN(NAT444) 4.2 DUAL-STACK LITE(DS-Lite) 4.3 Public 4over6 4.4 A plus P 4.5 4rd IPv4互联网经过多年的发展和完善，取得了巨大的成功，然而随着Internet的快速持续发展，当前IPv4存在的地址空间缺乏、路由表急剧膨胀、缺乏网络层安全、缺乏对移动和网络服务质量的支持等缺陷和不足使得它不能满足这种日渐增长的需要。IPv6正是为解决IPv4中存在的问题而产生的，其优越的特性为互联网的进一步发展提供了更好的支持。在当前IPv4网络环境下部署IPv6网络，IPv4/v6过渡机制是必然和必须的，其过渡过程是复杂和困难的，因此充分研究过渡机制是非常重要的。在IPv4/v6过渡研究中，已经诞生了很多方案，范文TOP100这些方案的提出都是适应某种实际场景的，但是，到目前为止，仍没有一种方案可以解决所有的通信场景问题，这是该技术报告需要解决的基本问题，通过对现有方案的技术调研和跟踪，融合各类技术的特色，为特定的网络需求指定方案做参考。 IPv4/v6过渡思想一诞生，很多组织和个人就为之不停的奋斗，涌现了大量的技术方案。总结起来，现有技术主要可以归结为三类，即双协议栈技术、隧道技术和翻译技术，在这两年中，又出现了一些融合技术，主要利用翻译技术和隧道技术解决IPv4地址枯竭问题，扩大IPv4私有地址的使用空间，节省IPv4公有地址的使用范围，从而暂时解决IPv4地址濒临枯竭的问题，但是，这类方案只是一种缓冲机制，而最根本的解决方式就是部署IPv6网络，解决46网络的平滑过渡问题。 1.双协议栈技术 1.1 DSTM DSTM（Dual Stack Transition Mechanism）的目标在于解决纯IPv6网络中的主机与其他IPv4主机或应用的连接问题，它的出发点是提供IPv6节点一个获得IPv4地址的方式，从而使之能够与纯IPv4节点或者IPv4应用程序通信。DSTM技术通过使用IPv4-over-IPv6隧道，实现了IPv4流量在纯IPv6网 上的传输，最全面的范文参考写作网站同时也提供一个为IPv6/IPv4双栈节点分配临时IPv4地址的方法。使用DSTM机制的节点必须是双栈节点，而且这种机制还必须要结合隧道技术进行应用。DSTM目前已经过期。（Expires December 2002） 图2-1 DSTM体系结构 DSTM的体系结构中包括三个主要组成部分：DSTM服务器、网关和DSTM节点。DSTM域应在Intranet中。其中，DSTM服务器负责为客户机节点分配IPv4地址，还可以提供一个端口范围作为地址分配功能的扩展。IPv4地址分配的协议有多种选择（比如DHCPv6），并提供所需网关的IPv6地址；网关作为隧道端点承担纯IPv6域与外部的IPv4 Internet的边界路由器的角色；DSTM节点执行封装/解封装数据包，完成收发过程。DSTM节点必须是双栈节点；网关需要直接与IPv4连接并需要一个永久IPv4地址。 DSTM通信过程如下： DSTM节点与IPv4通信的过程如下： ?DSTM节点向DSTM服务器请求一个临时的IPv4地址。 ?DSTM服务器在地址池中为该DSTM节点保留一个IPv4地址，并在应答消 息中将该地址和地址的有效时间以及有关DSTM网关的信息发送给DSTM节点。 ?DSTM节点使用申请来的地址配置其IPv4堆栈，并将所有IPv4包都通过 IPv4 over IPv6隧道送到DSTM网关。 ?DSTM网关将包拆封成IPv4包发送出去。DSTM网关保留一个含有 intranet主机IPv4和IPv6地址的映射表，并利用此映射表来执行IPv4包的封装和拆封。为保证双向通信，IPv4路由必须要确保目的地的任何包都经过原来的DSTM网关。 DSTM适用性： DSTM适用于IPv6域内的节点需要与域外IPv4节点通信的情况。通过使用DSTM技术，拥有IPv4应用的双栈主机在纯IPv6网内可以到达全球Internet上 的相应的纯IPv4节点。DSTM网络只需要配置IPv6。不需要配置IPv4的地址和路由。任何类型的协议和应用都被透明地转发，无需采用NAT技术即可实现。 DSTM安全性： DSTM在安全方面还有许多问题值得探讨。比如对DSTM服务器的DOS攻击问题和对隧道的监控问题等。由于多种因素，DSTM技术已经过期，但DSTM技术的很多思想（比如服务器分配地址、上层应用被透明转发以及采用端口扩展地址范围的方法）在其他方案中已经被借鉴使用。 2.隧道技术 2.1 SIT IPv6配置隧道 (也称 IPv6-over-IPv4隧道，SIT： Internet简单过渡机制或者 IPv6-in-IPv4隧道 | Simple Internet Transition)是一种应用最早、最简单、成熟的过渡技术，通过手工配置隧道的出口和入口地址，在入口节点处对IPv6分组封装在IPv4分组中，在出口节点进行解封装，实现IPv6间通过IPv4网络达到互通。IPv6配置隧道入口节点必须保存所有隧道的出口端地址，这些隧道是点到点连接并且是手工配置的（如图2-2），因此，需要隧道数量越多，管理隧道的负担就越大。 IPv6配置隧道适用于通过IPv4连接孤立的IPv6网络，是IPv4向IPv6过渡的初期最易于采用的技术。IPv6配置隧道目前是6Bone所采用最多的技术。IPv6配置隧道技术的要求是配置隧道的出口和入口至少要具有一个全球唯一的IPv4地址，出口和入口路由器需要支持双栈，站点中每个主机都至少需要支持IPv6，需要合法的IPv6地址。IPv6配置隧道的优点在于隧道的透明性，IPv6主机之间的通信可以忽略隧道的存在，隧道只起到物理通道的作用，甚至可以在此隧道上传输组播、设置BGP对等端等；它不需要大量的IPv6专用路由器设备和专用链路，可以明显地减少投资。其缺点是：在IPv4网络上配置IPv6隧道是一个比较麻烦的过程，而且一旦隧道端点的IP地址发生变化，必然影响隧道配置；无法穿越NAT设备，因此隧道路径中不能有NAT设备；如果隧道穿越防火墙，则需要保证协议41（IPv6）不被过滤掉；不能实现IPv4主机和IPv6主机之间的通信。 目前这种隧道已经获得了广泛的支持，已知的支持IPv6的平台都支持配置隧道，包括主机和路由器。在安全方面，需要同时保护隧道免受IPv4和IPv6的 攻击，具体的方法是一个隧道连接的两个端点和其连接的IPv6网络是确定的，因此对这些所有穿越隧道封装的业务使用同时使用IPv4/v6过滤规则。可以分别、同时实施这两种规则。此外，对于保护数据隐私的情况下，可以采用在隧道端点使用IPv4 IPSec来实现，也可以在IPv6端实现IPv6 IPSec。由于IPSec对性能有负面影响，因此在性能和安全之间需要做折中的设计和处理。 2.2 Tunner Broker 隧道代理（Tunnel Broker）不 是一种隧道机制，而是一种方便 构造隧道的机制或者服务。配置 隧道需要繁重的管理和配置，而 网络操作管理员无法承担，连接 到IPv6网络对初级用户来说不是 一件容易的事情。隧道代理机制图2-3 隧道代理技术 就是解决这样的问题的。基本的要求就是用户必须是双栈的，并且IPv4地址是全球唯一的。图2-3显示了隧道代理的基本的工作机制（1）用户通过认证，向隧道代理服务器请求建立到IPv6网络的隧道；（2）隧道代理服务器在多个隧道服务器中选择一个，为用户分配合适的IPv6地址、设定隧道生存时间（3）向DNS注册用户端的IPv6地址（4）请求隧道服务器建立隧道。隧道代理的优点是可以简化隧道的配置过程，适用于小型IPv6网络或者单个主机获取IPv6连接的情况，可以使IPv6 的ISP可以很容易对用户执行接入控制，并按照策略对网络资源进行分配；缺点是无法穿越NAT设备，经过NAT设施的情况下隧道代理失效。 在隧道代理体系中，所有功能单元之间（包括客户和TB之间、TB和隧道服务器之间以及TB和DNS之间）都需要使用安全机制保护。隧道代理还存在以下安全问题：（1）如果用户端的配置是通过TB提供的脚本实现的话，在执行这些脚本时就需要实现对一些接口的配置管理，所以必须给这些脚本很高的权限，这种做法存在安全漏洞。同时存在最终用户真实身份不确定的问题；（2）如果用户使用不是静态IPv4地址的连接(如拨号)，就要谨慎地自动切断隧道以防不必要地使用资源。因为用户的连接如果非正常中断了，隧道服务器会继续发送IPv6的隧道包到用户原来的IPv4地址，而这个地址可能已经被分配给另一个主机使用，这样就发生了数据泄露问题。这个问题可以通过用户端发送某类Keep-alive消息来解决，但是这样可能需要在用户操作系统中安装专门的软件，用起来比较困难；(3) 恶意用户可能同时申请大量的隧道连接耗尽隧道服务器的 篇四：IPv6几种过渡技术 IPv6过渡技术分析 蒋鹏 胡锡梅 王福明 （1.中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051；2.） 摘 要：随着现代技术的飞速发展，国际互联网已经广泛应用到各个领域。现阶段使用的协议IPv4已不能满足时代的发展，其定义的IPv4地址早在2011年2月4日分配完毕。新一代地址协议IPv6取代旧地址协议是必然的的趋势，但要完成从IPv4到IPv6的过渡将是一个渐进的长期的过程。在这个过程中出现了许多中过渡技术，本文主要分析并比较双栈技术、隧道技术和转换机制这三种主要技术的优略。 关键字：IPv6；双栈技术；隧道技术；转换机制； Abstract：Along with development of modern technol Key words：IPv6；Dual Stack；Technology of Tunneling；Conversion mechanism 1.双栈技术 双栈技术是指在一个系统中同时使用IPv4/IPv6两个可以并行工作的协议栈。它的工作原理是：由于IPv6和IPv4都属于TCP/IP体系结构中的网络协议而且都基于相同的物理平台，在其上的传输协议TCP和UDP没有任何区别，只是针对不同的数据包采用不同的协议栈。双IP层结构如图（1），双栈路由器的 图（1）：双IP层结构 图（2）双栈路由器结构 双栈协议技术的优点是：互通性好，易于理解；缺点是需要给每个运行的IPv6协议的网络设备和终端分配IPv4地址，无法解决IP地址匮乏的问题。这种技术只适用于IPv6建网初期。 2.隧道技术 隧道技术是指一个节点或网络通过报文封装的形式，连接被其他类型的网络分隔但属于同一类型的节点或网络的技术。通俗的来讲就是用现有的IPv4路由体系来传输IPv6分组。隧道入口和出口是隧道的两个端点，他们可以是路由器，也可以是主机，但必须是具备双栈技术的节点。 随着IPv6网络的发展，出现了相互独立的IPv6网络，隧道技术是连接IPv6单独网络的主要手段。图（3）表示了IPv6经过IPv4隧道传输。其隧道技术的工作原理是：隧道入口节点把IPv6数据包封装在IPv4数据包中，IPv4数据包的源地址和目的地址分别为两端节点的IPv4地址，封装后的数据包经过IPv4网络传输到达隧道出口节点后解封还原为IPv6数据包，在送往目的地。其机制就是一种封装与解封装的过程。从本质上看，隧道技术只是把IPv4网络作为一种传输介质。 图（3）IPv6由IPv4隧道传输 隧道技术分为配置隧道，自动隧道和基于MPLS（Multi-Protocol Label Switching）的隧道三种类型。其中配置隧道主要有IPv6配置隧道和GRE（Generic Routing Encapsulation）over IPv4隧道。自动隧道主要有6 to 4，IPv4兼容IPv6自动隧道技术，6 over 4，ISATAP（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol），隧道代理等。基于MPLS的隧道主要有CE（Customer Edge router）-to-CE IPv4/IPv6隧道，基于MPLS二层的VPN（Virtual Private Network）隧道，在PE（Provider Edge router）路由器上采用IPv6。 由于MPLS在IPv4上已经应用得比较成熟，因而利用现有的IPv4MPLS骨干网向IPv6过渡也将是实现IPv4向IPv6过渡的一个重要途径，在MPLS过渡技术中的有三种过渡技术：CE-to-CE IPv4/IPv6隧道、基于MPLS二层的VPN隧道技术和在PE路由器上采用IPv6。其中CE-to-CE IPv4/IPv6隧道和基于MPLS二层的VPN隧道技术不能实现IPv4网络和IPv6网络之间的互通。只适用于网 络过渡初期，其使用价值不高，在这里不再介绍。我们就着重介绍下基于IPv6的MPLS的常用过渡技术：在PE路由器上采用IPv6。 在在PE路由器上采用IPv6需要将PE路由器升级为支持双栈功能，不需要升级运行商的核心网，这种方案常称为6PE（Connecting IPv6 Islands over IPv4 MPLS Using IPv6 Provider Edge Routers）技术。 6PE的隧道技术利用现成的IPv4MPLS隧道，参考了BGP（Border Gateway Protocol）/MPLS VPN的技术原理，在PE设备之间建立IPv4的多协议BGP 对等体，跨越IPv4MPLS网络，在PE设备之间分发IPv6站点内的IPv6路由，数据报文在IPv4MPLS网络中使用顶层的IPv4NPLS标签进行转发。实现IPv6孤岛间的互通。其网络拓扑如图（4）所示。 图（4）6PE技术的网络拓扑 3.转换机制技术 转换机制技术是解决纯IPv6节点如何访问IPv4节点以及纯IPv4节点如何访问纯IPv6节点。转换机制根据协议转换在网络中的位置，可以分为网络层协议转换，传输层协议转换和应用层协议转换等三类。 （1）使用网络层协议转换的技术主要有： ① 无状态的IP/ICMP（Internet control message protocol）协议转换SIIT （Stateless IP/ICMP Translation） ② 网络地址转换与协议转换NAT-PT（NetworkAddress Translation-Protocol Translation ） ③ BIS(Bump in the Stack) （2）使用传输层协议转换的主要技术有： ① 传输层中继转换TRT（Transport Relay Translator） （3）使用应用层休矣转换的主要技术有 ① SOCKS 64（Socket Security 64） ② BIA（Bump in the API） 在上述的转换机制技术中，最常用最基础的技术就是NAT-PT，接下来我们 对该技术做以介绍。NAT-PT技术通过SIIT协议转换技和IPv4网络中的动态地址转换技术与应用层网关相结合，实现纯IPv4节点与纯点问的通信,其网络结构如图（5）所示。NAT-PT作为通信的中间设备，可在IPv4与IPv6网络间转换IP报头的地址（NAT）。同时根据协议不同对分组做出相应的语义翻译(PT)，从而 使纯IPv4与纯IPv6节点问进行透明的通信。也允许不支持IPv6的应用程序透明地访问纯IPv6节点，但该机制适用于过渡的初始阶段。 图（5）NAT-PT技术网络结构 4.三种过渡技术分析 经过前面的介绍大家已经对现有的IPv6过渡技术有了初步的认识，他们各自都有自己的优点和不足，在具体的环境中，必须根据特定的网络来加以选择。有时，这些技术也已可相互配合使用。 根据现阶段网络的发展，操作系统和网络设备都在逐步支持双栈协议，在IPv4/IPv6共存的过渡时期双栈协议技术是最主要的技术，运用的也非常广泛。 双栈协议技术需要为网络上的每个节点分配一个IPv4和一个IPv6地址。其优点是不需要购置专门的IPv6设备，节省了硬件投资。其缺点在于节点或路由器等网络设备必须维护和运行两个独立的协议栈，增加了系统的复杂性，而且这种技术只适用于还有能用的IPv4地址的IPv6网络建设初期，如果发展到IPv6的某个阶段，要为每个节点或路由器分配一个IPv4的全局地址将十分困难。所以双栈协议技术受限于IPv4地址，在IP地址匮乏的今天，这种过渡技术在未来将很难实现。 隧道技术的实质就是把IPv4网络作为一种承载IPv6信息的传输介质。其优点是不需要大量的IPv6专用路由器设备和专用链路，可以有效地降低成本。其缺点在于隧道数量增多的过程中，在IPv4网络上配置隧道是个比较繁琐的过程，随着IPv6网络的发展，隧道技术会出现IPv4和IPv6流量相互竞争，迁回路由的情况，对于已经发展相对成熟的IPv4网络会产生一种恶劣的影响，也只适用于IPv6网络发展的初期。 转换机制技术实现了只安装了IPv4主机和只安装了IPv6主机间的大部分应用通信，是一种纯IPv4和纯IPv6节点之间的互通方式。其优点是不需要对IPv4﹑IPv6节点进行升级改造。其缺点在于IPv4节点访问IPv6节点的实现方法比较复杂，网络设备进行协议转换﹑地址转换的处理开销较大，在拓扑结构上要求一次会话中所有报文的转换在同一个路由器上，在转换的过程中存在一些协议字段不能完全保持原有的含义，另外在端到端的安全性上缺乏保障。 5.总结 到目前为止，还没有一种过渡技术适用于所有网络，都只适用于各自特定的网络环境。在建设IPv6网络的过程中，我们需要考虑使用的环境，选择适用的过渡技术和投资成本等诸多因素。只有全面科学的分析才能更好地安全地从IPv4网络过渡到IPv6网络。我们同时也坚信随着科学技术的飞速发展和网络的不断优化，适用于所有网络的过渡技术将渐渐浮出水面。 参考文献 [1] 伍孝金 IPv6技术与应用[M].北京：清华大学,2010. [2] 谢希仁 计算机网络（第五版）[M].北京：电子工业出版社,2008. [3] 蓝集明,张海燕.对IPv4/IPv6过渡技术的分析与研究 [J].电脑知识技术 2008.4(7):1885-1886. [4] [5] 《ipv6过渡技术总结》是篇好范文参考，讲的是关于技术、隧道、地址、网络、过渡、协议、需要、节点等方面的内容，希望对网友有用。
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