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三种关于IPv4和IPv6过渡技术对比
2006年6月2日 8:38  来源:人民邮电报  作者:赵锋

    现有的互联网主要是基于IPv4协议的。

    这一协议的成功促成了互联网的迅速发展。但是,随着互联网用户数量不断增加以及对互联网应用的要求不断提高,IPv4的不足逐渐凸显出来。其中最尖锐的问题就是不断增长的对互联网地址资源的巨大需求与IPv4地址空间不足之间的矛盾,目前可用的IPv4地址已经分配了70%左右,而且B类地址已经基本耗尽。而采用长度为128字节IP地址的IPv6协议,则彻底解决了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,IPv6也成为下一代互联网络协议采用的核心标准之一。

    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支撑着的互联网进行正常通信,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专门对于IPv4/IPv6过渡问题和高效无缝互通问题开展了研究。由于互联网的规模以及目前网络中数量庞大的IPv4用户和设备,IPv4到IPv6的过渡不可能一次性实现。所以IPv4到IPv6的过渡必须是一个循序渐进的过程。能否顺利地实现从IPv4到IPv6的过渡也是IPv6能否取得成功的一个重要因素。

    IPv6在设计的过程中就已经考虑到了IPv4到IPv6的过渡问题,并提供了一些特性使过渡过程简化。目前针对IPv4到IPv6过渡问题已经提出了许多机制,它们的实现原理和应用环境各有侧重。

    目前,应用比较广泛的过渡策略主要包括双栈策略、隧道策略以及翻译策略。

    双栈策略是指在网络节点中同时具有IPv4和IPv6两个协议栈,这样,它既可以接收、处理、收发IPv4的分组,也可以接收、处理、收发IPv6的分组。对于主机来讲,“双栈”是指其可以根据需要来对业务产生的数据进行IPv4封装或者IPv6封装;对于路由器来讲,“双栈”是指在一个路由器设备中维护IPv6和IPv4两套路由协议栈,使得路由器既能与IPv4主机也能与IPv6主机通信,分别支持独立的IPv6和IPv4路由协议,IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由协议进行计算,维护不同的路由表。IPv6数据报按照IPv6路由协议得到的路由表转发,IPv4数据报按照IPv4路由协议得到的路由表转发。双栈策略的优点是概念清晰,易于理解,网络规划相对简单,同时在IPv6逻辑网络中可以充分发挥IPv6协议的所有优点(如安全性、路由约束、流的支持等方面)。但是双栈策略也存在如下缺点:对网元设备的要求较高,要求其不但支持IPv4路由协议,而且支持IPv6路由协议,这就要求其维护大量的协议和数据。另外,网络升级改造将牵涉到网络中的所有网元设备,投资大、建设周期比较长。

    隧道策略是IPv4/IPv6过渡中经常使用到的一种机制。所谓“隧道”简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据的技术。在IPv6发展初期,必然有许多局部的纯IPv6网络,这些IPv6网络被IPv4骨干网络隔离开来,为了使这些孤立的“IPv6岛”互通,就采取隧道技术的方式来解决。利用穿越现存IPv4因特网的隧道技术将许多个“IPv6孤岛”连接起来,逐步扩大IPv6的实现范围。隧道技术的工作机理就在IPv6网络与IPv4网络间的隧道入口处,

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