隨著對IPv4向IPv6過渡技術(shù)研究的不斷深入，IPv4和IPv6技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中將長期共存(Co-existence)。未來的IP網(wǎng)絡(luò)將是IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的集成(Integration)網(wǎng)絡(luò)，需要的朋友可以參考下

IPv4概念

IPv4，是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol，IP)的第四版，也是第一個被廣泛使用，構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基石的協(xié)議。1981年 Jon Postel 在RFC791中定義了IP，Ipv4可以運行在各種各樣的底層網(wǎng)絡(luò)上，比如端對端的串行數(shù)據(jù)鏈路(PPP協(xié)議和SLIP協(xié)議) ，衛(wèi)星鏈路等等。局域網(wǎng)中最常用的是以太網(wǎng)。

IPv6概念年

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，Internet Engineering Task Force)設(shè)計的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議(IPv4)的下一代IP協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4(簡稱為IPv4)，它的下一個版本就是IPv6。

隨著對IPv4向IPv6過渡技術(shù)研究的不斷深入，業(yè)界對于過渡問題的認識也不斷深入，IETF對于這個問題的認識經(jīng)歷了遷移(Migration)、過渡(Transition)、集成(Integration)、互操作(Interoperation)長期共存(Co-existence)階段。從長遠來看，IPv4和IPv6技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中將長期共存(Co-existence)。未來的IP網(wǎng)絡(luò)將是IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的集成(Integration)網(wǎng)絡(luò)。

2 綜合組網(wǎng)的基本原則

在討論具體IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)時，首先需要明確的是綜合組網(wǎng)時所應(yīng)依據(jù)的具體原則，這些原則實際上是IPv4/v6綜合組網(wǎng)的基本需求，也是討論和分析IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)時的重要依據(jù)和基礎(chǔ)。IPv4/v6綜合組網(wǎng)時所需要依據(jù)的原則可以分為必需滿足的原則和參考原則兩種。

2.1 必需原則

(1)最大限度地保護既有投資(終端用戶，ISP，ICP，電信運營商)在進行IPv4/v6綜合組網(wǎng)方案的研究時，需要考慮到現(xiàn)有的各個網(wǎng)絡(luò)運營實體的既有投資，這包括設(shè)備投資、市場投資、技術(shù)儲備、人才儲備等多個方面。只有很好地保護既有投資的組網(wǎng)技術(shù)和其相應(yīng)的方案才能具有較好的實用性。

(2)保證IPv4和IPv6主機之間的互通

網(wǎng)絡(luò)中的IPv4主機和IPv6主機必須能夠互通，包括路由可達和IP包可達。只有在兩者互通的基礎(chǔ)上才能談應(yīng)用層面的互通。

(3)保證現(xiàn)有IPv4應(yīng)用在綜合組網(wǎng)環(huán)境中的正常應(yīng)用現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用已經(jīng)支持了大量的用戶，IPv6技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的引入不能對現(xiàn)有的業(yè)務(wù)造成影響，這種影響包括業(yè)務(wù)性能的影響、網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響以及網(wǎng)絡(luò)安全性的影響等多方面。

(4)避免設(shè)備之間的依賴性，設(shè)備的更新須具有獨立性IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)要求避免設(shè)備升級時設(shè)備之間的依賴和耦合，網(wǎng)絡(luò)中的各個部分可以單獨選擇可用的組網(wǎng)技術(shù)，這些技術(shù)的選擇不能制約其他網(wǎng)絡(luò)部分組網(wǎng)技術(shù)的選擇和設(shè)備的更新。

(5)綜合組網(wǎng)過程對于網(wǎng)絡(luò)管理者和終端用戶來講要易于理解和實現(xiàn)綜合組網(wǎng)過程簡單并易于實現(xiàn)是組網(wǎng)成功與否的一個重要因素，過為復(fù)雜的組網(wǎng)過程不但增加網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的機率，而且也影響用戶的跟進速度。

(6)提高組網(wǎng)靈活性，支持網(wǎng)絡(luò)漸進升級，用戶擁有選擇何時過渡和如何過渡的權(quán)利(7)綜合組網(wǎng)以后網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量不應(yīng)該有明顯的降低由于IPv6路由器的性能比同級別的IPv4路由器的性能有所下降，雙棧路由器的性能也不是很高，因此IPv4/v6綜合組網(wǎng)以后，網(wǎng)絡(luò)的整體性能可能下降，但是這種下降不會對現(xiàn)有業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量造成明顯的影響。

(8)綜合組網(wǎng)以后網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性不能削弱(9)綜合組網(wǎng)過程中應(yīng)該考慮如何充分發(fā)揮IPv6的技術(shù)優(yōu)勢IPv6技術(shù)的提出主要是為了解決IP地址空間不足的問題，但也增加了一些其他功能，比如網(wǎng)絡(luò)安全性支持能力等。在綜合組網(wǎng)技術(shù)研究中應(yīng)該考慮如何使這些技術(shù)優(yōu)勢得以發(fā)揮。

(10)在設(shè)計綜合組網(wǎng)方案時，一方面要考慮到IPv4/v6長期共存，另一方面也要考慮到將來網(wǎng)絡(luò)全部采用IPv6的可能。因此，在技術(shù)研究時要注意所選技術(shù)能夠支持網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡，不會形成將來網(wǎng)絡(luò)過渡的新障礙。

2.2 參考原則

(1)在IPv4業(yè)務(wù)和IPv6業(yè)務(wù)互不影響的前提下，支持IPv4業(yè)務(wù)與IPv6業(yè)務(wù)的互通在綜合組網(wǎng)初期要實現(xiàn)IPv4網(wǎng)元與IPv6網(wǎng)元的互聯(lián)，可以分別支持IPv4業(yè)務(wù)和IPv6業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)可以單獨運營，互相不互通，在綜合組網(wǎng)的后期要實現(xiàn)IPv4業(yè)務(wù)與IPv6業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)層面的互通。

(2)應(yīng)著重考慮從邊緣到骨干的逐步演進策略(同時關(guān)注從骨干到邊緣的策略)網(wǎng)絡(luò)演進的策略(從邊緣到骨干還是從骨干到邊緣)一直是IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)研究中有較多爭論的問題。一般認為，IPv6技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的引入主要是為解決IP地址空間不足的問題，而大量消耗IP地址的是網(wǎng)絡(luò)的邊緣，因為網(wǎng)絡(luò)的終端、接入設(shè)備、匯集設(shè)備數(shù)量遠遠多于城域核心網(wǎng)絡(luò)或骨干網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元數(shù)目，因此在網(wǎng)絡(luò)邊緣采用IPv6技術(shù)可以有效地解決IP地址空間不足的問題。

另一方面，骨干網(wǎng)絡(luò)和城域核心網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原則是簡單、高效，而就目前的實際情況來講，IPv6路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)性能低于IPv4路由器的性能，因此在城域核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)應(yīng)該采用IPv4協(xié)議，目前還沒有對這部分網(wǎng)絡(luò)進行IPv6協(xié)議升級的迫切需求。

保證核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)的長期相對穩(wěn)定有利于網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，因此從邊緣到骨干的網(wǎng)絡(luò)逐步演進策略得到了大多數(shù)研究人員的認同。

(3)綜合組網(wǎng)后網(wǎng)絡(luò)管理功能應(yīng)該較原有網(wǎng)絡(luò)有所加強在電信網(wǎng)絡(luò)中引入IP技術(shù)以后，網(wǎng)絡(luò)的管理模式和運營模式都不能再按照互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)模式進行，這一點已經(jīng)得到了越來越多的研究人員的支持。原有IPv4網(wǎng)絡(luò)所存在的技術(shù)、管理方面的問題已經(jīng)逐步暴露出來，在IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)的研究中，要同時考慮這兩方面的內(nèi)容，提高網(wǎng)絡(luò)的可管理性和可維護性。

(4)應(yīng)考慮綜合組網(wǎng)對用戶認證和計費方式的影響IP網(wǎng)絡(luò)的計費和認證問題一直是一個重點研究的熱點，這個問題在電信網(wǎng)絡(luò)中尤為突出，目前在IPv4網(wǎng)絡(luò)中的計費認證問題已經(jīng)有了一些解決辦法，并且這些辦法在實際網(wǎng)絡(luò)中也得到了一定程度的應(yīng)用，取得了一些成果。但是，IPv6技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的引入使得問題變得更為復(fù)雜，有時會出現(xiàn)重復(fù)計費和認證的現(xiàn)象。

(5)應(yīng)考慮對IPv4地址資源的使用效率

在進行IPv4/v6綜合組網(wǎng)時，不同的綜合組網(wǎng)技術(shù)對于IPv4地址的需求也不相同，有些組網(wǎng)技術(shù)依然需要大量的IPv4地址，因此IPv4地址的需求量也是綜合組網(wǎng)技術(shù)研究中應(yīng)該注意的一個問題。

(6)應(yīng)考慮為終端用戶所能帶來的好處(業(yè)務(wù)、興趣點等)在IPv4網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6技術(shù)，可以解決運營商的IP地址空間不足的問題。但是，網(wǎng)絡(luò)的這種升級究竟能為終端用戶帶來什么好處，或者說，終端用戶有什么理由要支持這種升級是一個需要考慮的問題。網(wǎng)絡(luò)升級以后能夠提供更好的服務(wù)或者可以增加新的業(yè)務(wù)種類，并形成新的業(yè)務(wù)興趣點是刺激終端用戶積極跟進的重要因素。

網(wǎng)絡(luò)升級以后，只有用戶的增加、用戶對網(wǎng)絡(luò)滿意度的提高、業(yè)務(wù)收入的增長才能夠真正推動運營商對網(wǎng)絡(luò)升級改造的進程。

(7)各電信運營商應(yīng)該有明確的網(wǎng)絡(luò)過渡計劃網(wǎng)絡(luò)的升級是一個牽涉到網(wǎng)絡(luò)各個層面的重要問題，因此運營商應(yīng)該有一個長遠的規(guī)劃和具體的實施計劃，這種規(guī)劃和計劃應(yīng)該和企業(yè)的技術(shù)路線和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向相一致，避免網(wǎng)絡(luò)升級過渡的盲目性以及由此帶來的諸多混亂。

(8)綜合組網(wǎng)時應(yīng)統(tǒng)籌考慮到對現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)中存在的一些問題的改進(NAT，地址規(guī)劃等)在IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)研究時要充分分析和研究現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)中所存在的問題，以期在綜合組網(wǎng)方案中能夠解決或者避免這些問題。

(9) 網(wǎng)絡(luò)的各個部分之間的技術(shù)選擇應(yīng)該具有獨立性，如城域核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、駐地網(wǎng)應(yīng)該可以選擇不同的技術(shù)。

3 現(xiàn)有綜合組網(wǎng)技術(shù)

3.1 雙棧策略

雙棧策略是指在網(wǎng)元中同時具有IPv4和IPv6兩個協(xié)議棧，它既可以接收、處理、收發(fā)IPv4的分組，也可以接收、處理、收發(fā)IPv6的分組。對于主機(終端)來講，“雙棧”是指其可以根據(jù)需要來對業(yè)務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行IPv4封裝或者IPv6封裝。

對于路由器來講，“雙棧”是指在一個路由器設(shè)備中維護IPv6和IPv4兩套路由協(xié)議棧，使得路由器既能與IPv4主機也能與IPv6主機通信，分別支持獨立的IPv6和IPv4路由協(xié)議，IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由協(xié)議進行計算，維護不同的路由表。IPv6數(shù)據(jù)報按照IPv6路由協(xié)議得到的路由表轉(zhuǎn)發(fā)，IPv4數(shù)據(jù)報按照IPv4路由協(xié)議得到的路由表轉(zhuǎn)發(fā)。

3.2 隧道策略

隧道策略是IPv4/v6綜合組網(wǎng)技術(shù)中經(jīng)常使用到的一種機制。所謂“隧道”，簡單地講就是利用一種協(xié)議來傳輸另一種協(xié)議的數(shù)據(jù)技術(shù)。隧道包括隧道入口和隧道出口(隧道終點)，這些隧道端點通常都是雙棧節(jié)點。在隧道入口以一種協(xié)議的形式來對另外一種協(xié)議數(shù)據(jù)進行封裝，并發(fā)送。在隧道出口對接受到的協(xié)議數(shù)據(jù)解封裝，并做相應(yīng)的處理。

在隧道的入口通常要維護一些與隧道相關(guān)的信息，如記錄隧道MTU等參數(shù)。在隧道的出口通常出于安全性的考慮要對封裝的數(shù)據(jù)進行過濾，以防止來自外部的惡意攻擊。

隧道的配置方法分為手工配置隧道和自動隧道，而自動配置隧道又可以分為兼容地址自動隧道，6to4隧道，6over4，ISATAP，MPLS隧道，GRE隧道等，這些隧道的實現(xiàn)原理和技術(shù)細節(jié)都不相同，相應(yīng)的其應(yīng)用場景也就不同。

典型的隧道技術(shù)主要包括：

　(1)配置隧道

手工配置隧道主要應(yīng)用在個別IPv6主機或網(wǎng)絡(luò)需要通過IPv4網(wǎng)絡(luò)進行通信的場合，這種方式的優(yōu)點是實現(xiàn)相對簡單，缺點是擴展性較差，表現(xiàn)在當需要通信的IPv6主機或網(wǎng)絡(luò)比較多時，隧道配置和維護的工作量較大。

(2)6to4隧道

6to4隧道是自動隧道的一種，也是IETF較為重視、并得到深入研究、有廣闊應(yīng)用前景的一種網(wǎng)絡(luò)過渡機制。6to4隧道的主要應(yīng)用環(huán)境是，它可以使連接到純IPv4網(wǎng)絡(luò)上的孤立的IPv6子網(wǎng)或IPv6站點與其它同類站點在尚未獲得純IPv6連接時彼此間進行通信。

(3)兼容地址自動隧道

兼容地址自動隧道是自動隧道的一種，在IETF的RFC中進行規(guī)定，但是目前已經(jīng)不推薦使用這種隧道方式。

(4)6over46over4機制通常只能應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)邊緣，例如企業(yè)網(wǎng)和接入網(wǎng)。6over4能夠?qū)]有直接與IPv6路由。

以上就是IPv4/IPv6的綜合組網(wǎng)技術(shù)基本原則的研究，謝謝閱讀，希望能幫到大家，請繼續(xù)關(guān)注VEVB武林網(wǎng)，我們會努力分享更多優(yōu)秀的文章。