IPV6技术白皮书(四)

本文首先介绍互通技术出现的背景及现状，随后对IPv4向IPv6过渡的三种基本技术作了简单的介绍，接下来分别介绍了IPv6小岛之间的通信方式，以及IPv6小岛与IPv4海洋之间的通信方式，最后就如何选择合适的过渡机制谈了些看法。

1．互通技术出现的背景及现状

IPv6已被认为是下一代互联网络协议核心标准之一。但是，一种新的协议从诞生到广泛应用需要一个过程，尤其是对于IPv4仍然很好的支撑着的Internet而言。在IPv6的网络流行于全球之前，总是有一些网络首先使用IPv6协议栈并希望能够与当前的Internet正常通信。为达到这一目的，研究者们必须开发出IPv4 / IPv6互通技术以保证IPv4能够平稳过渡到IPv6，除此之外，互通技术应该对普通用户做到"无缝"，对信息传递做到高效。

为了开展对于IPv4/IPv6过渡问题和高效无缝互连问题的研究，国际上，IETF组建了专门的working group即NGTRANS工作组来处理这个问题。同时，IETF在全球范围内成立试验床6-Bone，专门对IPv6的特性进行研究。目前已经出现了多种过渡技术和互连方案，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。

在过渡的初期，Internet将由运行IPv4的"海洋"和运行IPv6的"小岛"组成。随着时间的推移，IPv4的海洋将会逐渐变小，而IPv6的小岛将会越来越多，最终完全取代IPv4。在过渡的初期，要解决的问题可以分成两大类：第一类就是解决这些IPv6的小岛之间互相通信的问题；第二类就是解决IPv6的小岛与IPv4的海洋之间通信的问题。

针对这两类问题已经提出了很多方案，有一些已经相当成熟并形成了RFC，有一些还只是作为Internet draft，有待进一步完善。

2．IPv4向IPv6过渡的三种基本技术

目前解决过渡问题基本技术主要有三种：双协议栈（RFC 2893 obsolete RFC1933）、隧道技术(RFC 2893)、NAT-PT(RFC 2766)。

(1) 双协议栈 ( Dual Stack)

采用该技术的节点上同时运行IPv4和IPv6两套协议栈。这是使IPv6节点保持与纯IPv4节点兼容最直接的方式，针对的对象是通信端节点（包括主机、路由器）。这种方式对IPv4和IPv6提供了完全的兼容，但是对于IP地址耗尽的问题却没有任何帮助。由于需要双路由基础设施，这种方式反而增加了网络的复杂度。

(2) 隧道技术 ( Tunnel)

隧道技术提供了一种以现有IPv4路由体系来传递IPv6数据的方法：将IPv6的分组作为无结构意义的数据，封装在IPv4数据报中，被IPv4网络传输。根据建立方式的不同，隧道可以分成两类：(手工)配置的隧道和自动配置的隧道。隧道技术巧妙地利用了现有的IPv4网络，它的意义在于提供了一种使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。

(3) NAT-PT

转换网关除了要进行IPv4地址和IPv6地址转换，还要包括协议并翻译。转换网关作为通信的中间设备，可在IPv4和IPv6网络之间转换IP报头的地址，同时根据协议不同对分组做相应的语义翻译，从而使纯IPv4和纯IPv6站点之间能够透明通信。

3．IPv6小岛之间的通信方式

(1) 手工配置隧道 ( Configured Tunnel, RFC2893 )

这种隧道的建立是手工配置的，需要隧道两个端点所在网络的管理员协作完成。隧道的端点地址由配置来决定，不需要为站点分配特殊的IPv6地址，适用于经常通信的IPv6站点之间。每一个隧道的封装节点必须保存隧道终点的地址，当一个IPv6包在隧道上传输时终点地址会作为IPv4包的目的地址进行封装。通常封装节点要根据路由信息决定一个包是否要通过隧道转发。

采用手工配置隧道进行通信的站点之间必须有可用的IPv4 连接，并且至少要具有一个全球唯一的IPv4地址。站点中每个主机都至少需要支持IPv6，路由器需要支持双栈。在隧道要经过NAT设施的情况下这种机制不可用。

手工配置隧道的主要缺点是网络管理员的负担很重，因为他要为每一条隧道做详细的配置。

(2) 自动配置的隧道 ( Auto-configured Tunnel, RFC2893 )

这种隧道的建立和拆除是动态的，它的端点根据分组的目的地址确定，适用于单独的主机之间或不经常通信的站点之间。自动配置的隧道需要站点采用IPv4兼容的IPv6地址( IPv4 Compatible IPv6 Address，0::IPv4ADDR/96 )，这些站点之间必须有可用的IPv4连接，每个采用这种机制的主机都需要有一个全球唯一的IPv4地址。

采用这种机制不能解决IPv4地址空间耗尽的问题（采用手工配置隧道的站点就不需要IPv4地址）。两外还有一种危险就是如果把Internet 上全部IPv4路由表包