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IPv6过渡机制优缺点分析、评价

1 引言

   随着互联网的飞速发展,IPv4协议的缺陷逐渐暴露出来,由于IPv6与IPv4相比具有诸多的优越性,使得IPv6替代IPv4已经成为网络发展的必然趋势。然而,IPv4协议体系已有广泛的网络基础和应用基础,IPv6协议体系作为后来者,必须提供完整的网络技术过渡方案和应用过渡方案才能够满足互联网网络迁移到IPv6的要求。本文试图网罗当今最有市场前景、已经被标准化的以及被广泛承认和支持的过渡机制。

2 过渡机制

任何过渡机制都可以被划分为属于以下一种(或几种)类型:

·双协议栈方式

·隧道/封装方式

·协议翻译

  2.1 双协议栈方式

  双协议栈是IPv6过渡技术的基础,不仅用于建设双栈网络,也是各种过渡隧道机制的基础,它是指在同一网络节点支持IPv4和IPv6两种协议栈。双协议栈方式的实现可参见图1所示的概念模型。

  这种双协议栈方式主要指所有提供IPv4和IPv6协议栈的主机和路由器。即:在理论上,任何双栈结点都能够直接同IPv4和IPv6网络结点互操作。

  2.2 隧道方式

  IPv6的隧道策略就是在网络的某一结点将IPv6的整个报文封装在IPv4报文中,并将这个IPv6报文视作IPv4数据报的数据净负载,然后在目的地将其解封,得到IPv6报文。图2简要地说明了这种技术的运作机制。

  隧道技术巧妙地利用了现有的IPv4网络,提供了一种使IPv6的节点之间能够在过渡期间通信的方法,但它并不能解决IPv6节点与IPv4节点之间相互通信的问题。





  (1)IPv4兼容IPv6地址(6over4)

  这是一种通过6over4隧道实现IPv4与IPv6互通的方式。在这种方式下,IPv4终端上要使用IPv4兼容IPv6地址,地址格式如图3所示。其中,IPv4地址为全局惟一的IPv4单播地址。

  IPv4域中的IPv4终端实际上也支持双重协议栈,与其他IPv4终端通信时使用IPv4协议栈,与IPv6终端通信时使用6over4隧道。IPv4域的路由要通过网关路由器渗透到IPv6域中,以便在IPv6域中形成通往IPv4域的兼容地址自动隧道,使IPv6域内终端能够访问IPv4终端。系统构成如图4所示。

  (2)6to4

  这种机制实际上是将IPv4网络当作一个单播的点到点链路层,其特点在于特殊形式的IPv6地址运用。一个6to4站点必须具有一个或一个以上的全球优异的IPv4地址,任何一个6to4站点都拥有图5的地址形式。该站点的IPv6地址前缀包括FP、TLA、NLA三部分,总长度为48位,表示方式是2002:V4ADDR::/48。

  6to4站点内的主机可相互通讯,当需要与一般IPv6主机通讯时,必须经过6to4 relay router,6to4 relay router必须同时具备6to4及IPv6接口,同时提供这些接口的封包传送。





  (3)站内自动隧道寻址协议

  站内自动隧道寻址协议ISATAP用于在IPv4站点内连接IPv6主机和路由器,它允许那些与IPv6路由器不共享共同链路的双栈节点,通过IPv4自动将分组以隧道的方式送到IPv6下一地址。双栈主机在与其他主机或路由器通信之前,首先要获得一个ISATAP地址。双栈主机先向ISATAP服务器发送路由请求,得到一个64位的IPv6地址前缀,然后再加上64位的接口标识符∷0:5EFE:IPv4Address,这样就构成一个ISATAP地址。双栈主机配置了ISATAP地址后,就成了一个ISATAP客户机,进而就可以在IPv4域内和其他的ISATAP客户机进行通信了。

  (4)Teredo(Tunneling IPv6 through NATs)

  由于目前的NATbox一般只支持第四层为UDP/TCP协议的转换,使得IPv6-OVER-IPv4的数据包无法顺利通过NAT,因此IEIF提出Teredo(Tunneling IPv6 through NATs)转移机制,将IPv6数据包包在UDP/IPv4 数据包中传送。

  Teredo使用特殊的地址格式,除了固定的Teredo前缀,将Teredo服务器IPv4地址、客户端的公共IPv4地址以及UDP端口插入IPv6地址中。Teredo目前尚为IEIF草案,还未指派特定的IPv6前缀作为Teredo前缀。

 
 
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