Abstract:It studies the technology and process of the transition from IPv4 to IPv6.The background of the intercommunicatetechnology ofIPv4 and IPv6 is presented,and three type ofbasic technology ofthe transition from IPv4 to IPv6 has been shown as therelationship ofIPv6 islands and IPv4 ocean,the intercommunicate solution ofthe transition period.How the transition step by stepevolutionalprocedure also was illuminated in detail.
随着Internet的日益膨胀,现有的IPv4地址已经十分紧缺,虽然使用分配临时IPv4地址或网络地址翻译(NAT)等地址使用技术,在一定程度上缓解了IPv4地址不足的状况,但同时也增加了地址解析和处理方面的开销,导致某些高层应用失效,而且仍然无法回避IPv4地址即将被分配殆尽这个问题。采用长度为128 b IP地址的IPv6协议,彻底解决了IPv4地址不足的难题,并且在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进,是下一代互联网络协议采用的核心标准之一。IPv6与IPv4不兼容,但他同所有其他的TCP/IP协议族中的协议兼容,即IPv6完全可以取代IPv4。
在IPv6成为主流协议之前,首先使用IPv6协议栈的网络希望能与当前仍被IPv4支撑着的Internet进行正常通信,因此必须开发出IPv4/IPv6互通技术以保证IPv4能够平稳过渡到IPv6。此外,互通技术应该对信息传递做到高效无缝。国际上IETF组建了专门的NGTRANS工作组开展对于IPv4/IPv6过渡问题和高效无缝互通问题的研究。目前已经出现了多种过渡技术和互通方案,这些技术各有特点,用于解决不同过渡时期、不同环境的通信问题,有些已经相当成熟并形成了RFC,有些还只是作为 Internet draft有待完善。
双协议栈技术是使IPv6节点与IPv4节点兼容的最直接方式,应用对象是主机、路由器等通信节点。支持双协议栈的IPv6节点与IPv6节点互通时使用IPv6协议栈,与IPv4节点互通时借助于4over6使用IPv4协议栈。IPv6节点访问IPv4节点时,先向双栈服务器申请一个临时IPv4地址,同时从双栈服务器得到网关路由器的TEP(TunnelEndPoint)IPv6地址。IPv6节点在此基础上形成一个4 over 6的IP包,4 over 6包经过IPv6网传到网关路由器,网关路由器将其IPv6头去掉,将IPv4包通过IPv4网络送往IPv4节点。网关路由器要记住IPv6源地址与IPv4临时地址的对应关系,以便反方向将IPv4节点发来的IP包转发到IPv6节点。采用双协议栈方式互通时的系统如图1所示。
6 over 4是一种自动建立隧道的机制,采用前提是IPv4网络基础设施支持IPv4多播。该机制适用于IPv6路由器上无直接物理链路连接的孤立IPv6主机,使得他们能够将IPv4广播域作为他们的虚拟链路,成为功能完全的IPv6节点。采用这种方法连接的IPv6节点不需要IPv4兼容地址和手工配置隧道。当采用6 over 4的节点通过一台支持6 over 4的路由器与外界相连时,节点内的主机可以和外部IPv6节点通信,但6 over4没有解决孤立的IPv6节点连接到全球性IPv6 Internet的问题。
(5)6 to 4
6 to 4要求采用自动从节点的IPv4地址派生出的特殊IPv6地址(IPv4ADDR::/48),所以采用6 to 4机制的节点必须至少具有一个全球惟一的IPv4地址。由于隧道端点的IPv4地址可以从IPv6地址中提取,所以隧道是自动建立的,这种机制适用于运行IPv6的节点之间的互通。6to 4要求隧道中路由器支持双协议栈和6 to 4,主机至少支持IPv6协议栈。6 to 4机制允许在采用6 to 4的IPv6节点和纯IPv6节点之间通过运行BGP4+的中继路由器(6to 4 Relay Router)进行互通。这种机制把广域的IPv4网络作为一个单播的点到点链路层,适合作为IPv4/IPv6共存的初始阶段的转换工具。