下一代承载网过渡技术简介

下一代承载网过渡技术简介

摘要: 本文根据对ipv4/ipv6之间的转换研究、总结，汇总现有的下一代承载网过度技术。

关键词：ipv4;ipv6;过渡;方案;隧道

一. 概述

ipv4/ipv6过渡技术是用来在ipv4向ipv6演进的过渡期内，保证业务共存和互操作的。目前的各种ipv4/ipv6过渡技术，从功能用途上可以分成两类：ipv4/ipv6业务共存技术、ipv4/ipv6互操作技术。通过测试ipv4/ipv6中继器进行数据包转发的性能，分析得出结果见下表。

1)ipv4/ipv6业务共存技术用来保证这两种网络协议可以在公共互联网中共同工作，在ipv6发展过程中这些技术可以帮助ipv6业务在现有的ipv4网络基础架构上工作。隧道技术通过在ipv4网络中部署隧道，实现在ipv4网络上对ipv6业务的承载，保证业务的共存和过渡，已定义的隧道技术种类很多，主要包括手工配置隧道、兼容地址自动配置隧道、6over4、6to4、mpls隧道、isatap、隧道代理等技术。

2)ipv4/ipv6互操作技术通过对数据包的转换实现在网络过渡期中ipv4节点和ipv6节点之间的相互访问。目前主要的技术包括siit、nat-pt、bis、bia、dstm等。下面是对一些典型的、比较成熟的ipv6过渡技术进行简要介绍。

二. 双栈技术

双栈是指同时支持ipv4协议栈和ipv6协议栈。双栈节点同时支持与ipv4和ipv6节点的通信，当和ipv4节点通信时需要采用ipv4协议栈，当和ipv6节点通信时需要采用ipv6协议栈。双栈节点访问业务时支持通过dns解析结果选择通信协议栈。

双栈方式是一种比较直观的解决ipv4/ipv6共存问题的方式，但只有当通信双方数据包通路上的所有节点设备(路由器等)都支持双栈技术后，这种方式才能充分发挥其作用。

三. 手工配置隧道

隧道技术是一种利用现有ipv4网络传送ipv6数据包的方法，通过将ipv6数据包封装在ipv4数据包中，实现在ipv4网络中的数据传送。隧道的起点和终点设备都同时支持ipv4和ipv6协议的节点，隧道起点将要经过隧道传送的ipv6数据包封装在ipv4包中发给隧道终点，隧道终点将ipv4封装去掉，取出ipv6数据包。每条隧道的终点ipv4地址都是隧道起点从人工配置信息中获得的。手工配置隧道实现简单，但每条隧道都要人工管理，大量使用时管理难度很大。

四. 兼容地址自动配置隧道

这种技术通过使用ipv4兼容地址，ipv4兼容地址是一类专门指定给这种自动配置隧道方式使用的ipv6地址，该地址是由96位全为零的前缀和后32位ipv4地址组成的。隧道入口节点从采用兼容地址格式的目的地址中获取后32位ipv4地址，使用该ipv4地址

作为隧道终点地址建立隧道。

这种方式虽然比较简单、直观地实现了隧道的自动配置，但这种方式扩展性差，每个主机需要1个ipv4地址，无法发挥ipv6地址空间的优势。

五. 6to4隧道

6to4隧道也支持隧道的自动建立。6to4隧道支持ipv6子网通过ipv4网络中的隧道相连。6to4方式使用iana指定的专用地址前缀：2002：：/16。

在2002：：/16前缀后是32位的ipv4地址。该地址是隧道端点的ipv4地址。地址格式中后80位是用户自己分配的，一个ipv6

子网只要有1个公开的ipv4地址就可以用其构建自己的6to4格式地址，80位的地址空间能满足任何大容量子网的需求。使用6to4地址的用户如果需要与远端的ipv6公共网络的用户(使用非6to4

地址)通信，可以通过ipv6公共网络中的6to4中继路由器实现。

6to4技术使用方便，ipv4地址消耗很少，ipv6子网可以不申请独立的ipv6地址就可以使用6to4地址通信，具有较好的灵活性。

六. nat-pt

网络地址转换—协议转换(nat-pt)属于ipv4/ipv6互操作技术，可以实现纯ipv6节点和纯ipv4节点之间的互通。nat-pt使用网关设备连接ipv6和ipv4网络。nat-pt网关在工作时，将维护一个ipv4地址池。与传统nat方式一样，nat-pt网关支持为ipv6网络中的节点动态分配ipv4地址。维护地址映射关系，并且完成ipv4

协议和ipv6协议的转换。

为了保证nat-pt的正确运行，nat-pt网关需要和dns应用网关结合在一起，保证正确解析跨网络的地址解析请求。

nat-pt技术可以较好地解决ipv4和ipv6的互通问题，使得大部分应用层协议不需要修改就能够实现互通。但对于需要在应用层协议的控制平面传送ip层信息的应用，不能够通过基本nat-pt设备互通。必须结合相应的应用层网关(alg)来实现这些应用层协议的转换。

七. 其他ipv4/ipv6过渡技术

（1）isatap

isatap支持ipv4子网中的ipv6主机通过自动隧道接入到ipv6路由器。isatap使用内嵌ipv4地址的特定地址格式：64位的前缀+32位串00005efe+32位的ipv4地址。isatap地址可以使用标准的公开ipv6地址前缀，ipv4可以是公开地址也可以是保留地址。isatap支持保留ipv4地址，可以使经过nat设备的ipv4子网中的ipv6主机实现连接。

（2）隧道代理

隧道代理自动代理ipv4网中ipv6用户的隧道配置请求，简化隧道配置。隧道代理体系中，用到隧道代理和隧道服务器两种设备。隧道服务器是双栈设备，与ipv6和ipv4网络相连，它接受隧道代理的配置指令。完成用户之间隧道的创建和拆除等操作。

（3）mpls隧道

mpls隧道方式通过在ipv4网中的mplslsp连接ipv6网络。mpls 隧道有多种实现方式，比较常见的有6pe方式。6pe方式对用户端的ce设备没有要求，pe设备是双栈设备，支持ipv4网中mpls隧道的建立。

（4）应用转换技术

在ipv4/ipv6互操作技术中，除了nat-pt这种网络转换技术外，还有一些应用层的转换技术(包括bia、sock64等)，这些技术通过对用户系统应用层进行的修改，在应用层进行ipv6和ipv4请求的转换，实现ipv4和ipv6应用的互操作。

八. 过渡技术分析比较

虽然ipv4/ipv6过渡技术种类较多，但各有特点，适用场合不同。现对各种技术进行分析比较。

（1）双栈技术

双栈技术能彻底解决ipv4/ipv6共存的问题，但是需要全网路由器设备都支持双栈时才有效，对现有ipv4网络的改造要求高。是适合在ipv4骨干网全部改造后考虑的策略。

（2）隧道技术

隧道技术是在ipv4/ipv6过渡阶段中，利用ipv4现有的网络资源开展ipv6业务的方式。由于现有的ipv4网络基础资源庞大，在ipv6发展过程中一定会有大量的隧道应用。下面分别对它们的特点和适用范围进行分析：

1)手工配置隧道直观、简单，但是管理开销大，适合在稳定不