网络构建关键技术_2.IPv4与IPv6融合组网技术

互联网数字分配机构(IANA)在2016年已向国际互联网工程任务组(IETF)提出建议,要求新制定的国际互联网标准只支持IPv6,不再兼容IPv4。目前,IPv6已经成为唯一公认的下一代互联网商用解决方案,也成了互联网升级演进不可逾越的阶段。

目前国内外主流网络还是IPv4网络,IPv6网络尚未规模化部署。面对IPv4网络巨大的投资成本,以及大量应用仍基于IPv4协议开发并提供业务的现状,网络演进还存在较长时间IPv4到IPv6过渡期或IPv4和IPv6网络共存期。为此,国际标准组织为应对较长时间过渡期,形成了相关的过渡技术标准。目前主要存在三种过渡技术 :双协议栈、隧道技术、地址翻译机制。

1.双协议栈

IPv4/IPv6双协议栈机制就是使IPv6网络节点具有异构IPv6协议栈和异构IPv4协议栈,同时支持IPv4和IPv6协议的处理。IPv4和IPv6是功能相近的网络层协议,两者均运行于同一个物理平台,并均可承载相同的传输层协议TCP、UDP等。支持双协议栈的节点既能与支持IPv4协议的节点通信,又能与支持IPv6协议的节点通信。双栈IP协议栈的结构见图1所示。

2.隧道技术

为了保持现有IPv4网络的投资成本,以及现有业务提供的持续性,需在现有IPv4网络基础上实现IPv6网络的构建。考虑到IPv4和IPv6的互连互通,以及IPv6网络对IPv4网络的依赖,需要采用必要的隧道技术。在IPv4和IPv6融合组网时通常采用下述隧道技术,如1)ISATAP隧道(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)、2)6to4隧道、3)4over6隧道、4)6over4隧道。

3.网络地址翻译技术

网络地址翻译(Network Address Translator)技术将IPv4地址和IPv6地址分别看作内部地址和外部地址,或者相反,以实现地址转换。

内部的IPv4主机要和外部的IPv6主机通信时,在NAT服务器中将IPv4地址(内部地址)变换成IPv6地址(对外地址),NAT服务器维护一个IPv4和IPv6地址的映射表。反之,当内部IPv6主机和外部IPv4主机进行通信时,则IPv6主机地址(内部地址)映射成IPv4主机地址(对外地址)。可见,通过NAT技术可以解决IPv4主机和IPv6主机之间的互通问题。

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