移动网络、移动终端、连接到的不同主机的IP版本都存在两种可能性,它们之间的连接会出现不同的组合方式。一条基本规则是:如果两个通信的IP节点的IP版本不同,网络中的某些节点就需要协议翻译。网络元素和移动终端采用IPv4/IPv6双协议栈是一个确保通信节点能用同一种IP版本通信的很好的解决方案。
在过渡期将会有三种不同的网络业务类型:
(1)传统的IPv4业务通过全球连接的IPv4网络来传输:由于缺乏公用IPv4地址,必须采用私有IPv4地址和NAT。
(2)IPv6网络上的IPv6业务:这种情况下原生的IPv6路由即可完成,不需要IPv4网络上的隧道或者协议翻译。
(3)IPv4网络上的IPv6业务:通信的IPv6节点/网络通过IPv4网络采用隧道技术实现连接,有可能使用协议翻译。
使用以上三种网络业务的移动终端类型可以是纯IPv4的终端(常见的第一代GPRS/WCDMA终端)、双IPv4/IPv6协议栈的终端、或纯IPv6的终端(正在研发阶段),同样与之通信的对等主机也可以是双协议栈、纯IPv4或者纯IPv6的。
3.3 过渡方式
(1)纯IPv4终端
纯IPv4终端主要是第一代的GPRS终端,提供给纯IPv4终端的是纯IPv4业务,在很多情况下没有足够的公用IPv4地址来分配给这些移动终端,因此通常情况下移动终端分配到的是私有IPv4地址。如果一个拥有私有IPv4地址的移动终端要通过公用的IPv4网络连接到某个主机上,网络中必须有NAT。
图5描述了三种情况:
◆移动终端连接到同一网内的某个主机上,这时仅用私有IPv4地址就足够了;
◆移动终端连接到公共因特网上的某个主机,移动终端将从运营商的地址空间中分配到一个公用IPv4地址并通过全球的IPv4路由来实现连接,由于公用IPv4地址池中的地址有限,图5中的b)情形很少发生。
◆移动终端有一个私有的IPv4地址,NAT分配一个临时的公用IPv4地址给它,移动终端通过这个临时的地址实现连接。
(2)双协议栈的终端
如图6所示,双协议栈的移动终端在IPv6模式下操作——移动终端打开IPv6类型的PDP上下文并且从GGSN接收到一个全球的IPv6地址,该终端通过IPv6网络连接到纯IPv6主机上,这时所有的选路都是在IPv6的域上,不需要任何翻译机制,在这种情况下纯IPv6终端与双协议栈终端的工作方式是一样的。
如图7所示,PDP上下文在移动终端和GGSN(AP类型是IPv6)之间打开,在这种情况下,边际路由器被配置为对IPv6分组封装/解除封装,因此边际路由器是运营商网络上唯一需要公用IPv4地址的设备。
来自移动节点发送到主机的IPv6数据包可以通过IPv4网络上的隧道技术来传输,或者可以直接通过IPv6网络传输。但在很多情况下不能通过IPv6网络来发送,因为还没有直接的连接。
发送到主机的数据包采用“6to4”类型的主机地址,如果数据包的所有选路都是通过IPv6网络就不需要“6to4”隧道技术,否则在边际路由器和路由器1之间将采用自动“6to4”隧道技术。
如图8所示,双协议栈的移动终端连接到纯IPv4的主机(例如IPv4的公司接入网络上的邮件服务器)上,双协议栈的移动终端在IPv4模式下工作,由于公用IPv4地址的缺乏而被分配到一个私有的IPv4地址,需要用NAT来为移动终端提供临时的公用IPv4地址。
(3)纯IPv6终端
纯IPv6移动终端的通信与双协议栈终端的主要区别在于:移动终端与纯IPv4主机之间的通信需要在网络上有翻译器(如NAT-PT)。
如图9所示,纯IPv6移动节点从GGSN(GGSN的AP类型是IPv6)获得了全球的IPv6地址,由于纯IPv6移动终端连接到的纯IPv4主机有公用IPv4地址,因此需要NAT-PT和其它的翻译机制来实现IPv6-IPv4协议和地址之间的翻译,边际路由器是双协议栈的路由器,既有全球的IPv4地址也有IPv6地址。
在这种情况下,双协议栈终端能工作得更好,因为双协议栈的终端不需要NAT-PT。
4、应用和服务
IPv6对有些应用来说至关重要,如VoIP、WAP、推送和其它需要“永远在线”支持(如实时连接)的业务。
由于过渡策略是不依赖于应用的,也就是说两者是分离的,因此建议所有的新业务都在IPv6平台上实现,实际上所有的业务在可能的条件下都可以移植到IPv6平台上。