IPv4路由技术与IPv6之间的特点和应用

网络 路由交换
在IPv6成为主流协议之前,IPv4路由技术还是目前最为主要的技术之一,相信随着通信行业的发展,路由技术也会更加的完善稳定,给用户带来良好的网络环境。

随着我国路由技术的发展,IPv4路由技术的应用也更加的广泛,这里我们主要介绍IPv4路由技术与IPv6之间的特点和应用。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路由技术不兼容,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。

IPv6与IPv4互通的3种基本技术

双协议栈(DualStack)

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。这种方式对IPv4和IPv6提供了完全的兼容,但由于需要双路由基础设施,增加了网络的复杂度,依然无法解决IP地址耗尽的问题。

隧道技术(Tunnel)

隧道技术提供了一种以现有IPv4路由技术体系来传递IPv6数据的方法:将IPv6包作为无结构意义的数据,封装在IPv4包中,被IPv4路由技术网络传输。根据建立方式的不同,隧道技术可分为手工配置隧道和自动配置隧道两类。隧道技术巧妙地利用了现有的IPv4路由技术,他的意义在于提供了一种使IPv6的节点间能够在过渡期间通信的方法,但他不能解决IPv6节点与IPv4节点间互通的问题。

NAT-PT

NAT-PT是一种纯IPv6节点和IPv4节点间的互通方式,所有包括地址、协议在内的转换工作都由网络设备来完成。支持NAT-PT的网关路由器应具有IPv4地址池,在从IPv6向IPv4路由技术域中转发包时使用。此外网关路由器支持DNS-ALG(DNS,应用层网关),在IPv6节点访问IPv4节点时发挥作用。相应于上述组网原则,我们认为IPv4向IPv6过渡采用 分阶段演进是最为可行的方式,概括起来有以下4个阶段:

***阶段,IPv4“海洋”中开始有越来越多的IPv6“小岛”。这时,必然需要各种适当的过渡机制,可供选择的机制主要有隧道代理,6 over 4, 6to 4, NAT-PT。

第二阶段,越来越多的IPv6“小岛”逐渐变大、变多,成为与IPv4“海洋”不相上下的另一个“海洋”,采用NAT的过渡机制可能会更有效率。

第三阶段,与***阶段正好相反,即IPv6成为整个网络世界的主流,而IPv4网络越来越少,形成IPv6“海洋” 和IPv4“小岛”并存的情形,可能采用的过渡机制有NAT-PT和DSTM。

第四阶段,IPv6成功应用,那时应该是纯IPv6“海洋”,IPv4“小岛”也不存在了。这时已不需要过渡技术,各网络节点间都采用基于IPv6的通信方式。

IPv4自身的局限性注定了IPv4路由技术支撑的Internet会逐渐、平稳地过渡到以IPv6为核心的新一代Internet,在不同的过渡阶段、不同的网络环境应分别采用不同的过渡技术和机制。迄今为止,还没有一种普遍适用的标准过渡机制,现有过渡机制各有优缺点和各自不同的适用范围,只有因地制宜、科学分析,在不同的过渡阶段明确应用的类型、范围和系统类型,合理选择转换机制,才能更顺利地以较小的代价实现IPv4路由技术网络向IPv6的平稳过渡。

责任编辑:王晓东 来源: 硅谷动力
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