IPv6过渡技术介绍

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【it168厂商动态】ip地址的重要性已经无需多言,海量的地址是未来移动互联网、物联网等应用深入发展的基础.而在我国目前ipv4地址已经严重不足的情况下,如何过渡到ipv6的问题就显得更为迫切.ipv6采用128位地址格式,地址空间巨大,能够彻底解决ipv4地址不足问题.但是由于ipv6与ipv4不兼容,因此在当前ipv4为主的网络环境下,ipv4向ipv6的平滑过渡就成为ipv6能否成功的关键.

一、 ipv6国内外标准

ipv6的标准包括网络、资源、安全、应用和过渡几大类.国际上主要以ietf为主体来制定相关标准.目前ipv6核心标准已经完成.但在ipv4向ipv6过渡技术上,标准还需要补充和完善.除了ietf外,宽带论坛(bbf)也针对网络架构和cpe设备制定了相关的技术标准.其他其它国际组织,如3gpp,3gpp2,itu-t等,也针对ipv6的应用制定一些标准.

在国内,ipv6标准化工作在2001年全面启动,由中国通信标准化协会(ccsa)具体负责,各运营商和清华大学等都有参与.在过渡类标准方面,ccsa已经完成了多项行业标准的制定,包括ipv4与ipv6网络互通时的隧道技术及翻译技术等.

总体来看,在ipv6过渡方面标准数量较多,已有数十种,其中双栈和隧道技术标准较为完善.但由于过渡技术种类繁多、过渡场景复杂、路线不清晰, 也为业界在技术选择上增加了困惑.加上ipv4/ipv6过渡技术缺乏对应的测试标准,难以对各种过渡技术的特点和优势进行评价.为了解决这一难题,ietf、bbf、ipv6 forum等国际组织将于今年11月份在中国发起全球首次ipv6过渡技术国际测试,选取国际通用的ipv6标准.

二、 过渡技术介绍

针对ipv4过渡到ipv6的技术,业界主要分为三大类:双栈、隧道和翻译.

? ipv6/ipv4双栈技术.

双栈节点与ipv4节点通讯时使用ipv4协议栈,与ipv6节点通讯时使用ipv6协议栈.

? 隧道技术.

提供了两个ipv6站点之间通过ipv4网络实现通讯连接,以及两个ipv4站点之间通过ipv6网络实现通讯连接的技术.

? ipv4/ipv6协议转换技术.

提供了ipv4网络与ipv6网络之间的互访技术.

1.ipv6/ipv4双协议栈

双栈技术是指在网络节点上同时运行ipv4 和ipv6 两种协议,从而在ip 网络中形成逻辑上相互独立的两张网络:ipv4 网络和ipv6 网络.网络中的节点同时支持ipv4和ipv6协议栈,源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈,而网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发(如图1 所示).

图1 双栈节点示意图

采用双栈技术部署ipv6,不存在ipv4和ipv6网络部署时的相互影响,可以按需部署.因此双栈技术目前被认为是部署ipv6 网络最简单的方法,也被国内外运营商广泛采用.双栈技术可以实现ipv4 和ipv6 网络的共存,但是不能解决ipv4 和ipv6 网络之间的互通问题.而且双栈技术不会节省ipv4 地址,不能解决ipv4地址用尽问题.

2.隧道技术

隧道技术是通过将一种ip 协议数据包嵌套在另一种ip 协议数据包中进行网络传递的技术,只要求隧道两端的设备支持两种协议.隧道类型有多种,按照隧道协议的不同分为ipv4 overipv6 隧道和ipv6 over ipv4 隧道;根据隧道终点地址的获得方式,可将隧道分为配置型隧道(如手工隧道、gre 隧道) 和自动型隧道(如隧道代理、6to4、6over4、6rd、isatap、teredo、基于mpls 的隧道6pe等).隧道技术本质上只是提供一个点到点的透明传送通道,无法实现ipv4 节点和ipv6 节点之间的通信.适用于同协议类型网络孤岛之间的互联.

这种技术的优点是,不用把所有的设备都升级为双栈,只要求ipv4/ipv6网络的边缘设备实现双栈和隧道功能.除边缘节点外,其它节点不需要支持双协议栈.

1) ipv6 over ipv4隧道

ipv6不可能在一夜间完全替代ipv4,在这之前,那些ipv6的设备就成为ipv4海洋中的ipv6“孤岛”.ipv6 over ipv4隧道技术的目的是利用现有的ipv4网络,使各个分散的ipv6“孤岛”可以跨越ipv4网络相互通信.

在ipv6报文通过ipv4网络时,无论哪种隧道机制都需要进行“封包—解包”过程,即隧道发送端将该ipv6报文封装在ipv4包中,将此ipv6包视为ipv4的负荷,然后在ipv4网络上传送该封装包.当封装包到达隧道接收端时,该端点解掉封装包的ipv4包头,取出ipv6封装包继续处理.

值得一提的ipv6 over ipv4隧道技术是6rd.它由法国运营商free提出,free采用该方案在5周内为超过150万户居民提供了ipv6服务.6rd是ipv6快速部署(ipv6 rapid deployment)的简称,其对应标准为rfc5569,6rd是在6to4基础上发展起来的一种ipv6网络过渡技术方案.通过在现有ipv4网络中增加6rd-br,给愿意使用ipv6的用户提供ipv6接入;在ipv6用户的家庭网关和6rd网关之间建立6in4隧道,从而实现在ipv4网络提供ipv6服务的能力.6rd网络架构如图2所示.