IPv4向IPv6过渡时期的选择

温泉

  在向IPv6过渡时,我们要解决两种场合下的通信问题:一是被现有IPv4路由体系分隔开的局部IPv6网络之间如何通信,也就是我们称之为在IPv4海洋中的IPv6孤岛间的通信问题;二是如何使新配置的局部IPv6网络能够无缝地访问现有IPv4资源,反之亦然。针对以上两类问题,有三种技术:隧道技术、双栈技术和地址头翻译技术。隧道技术和双栈技术是第一个问题的解决方案,地址头翻译技术是第二个问题的解决方案。

  隧道技术是目前国际IPv6试验床6bone所采用的技术。利用隧道技术可以通过现有运行IPv4协议的Internet骨干网络(即隧道)将局部的IPv6网络连接起来。因而是IPv4向IPv6过渡的初期最易于采用的技术。在隧道的入口处,路由器将IPv6的数据分组封装入IPv4中,IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口处再将IPv6分组取出,转发给目的站点。隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改,对其他部分没有要求,因而非常容易实现。

  另外,还有一种自动构造隧道的6to4技术。国际地址分配机构IANA专门为6to4过渡机制分配了一个永久性的13比特顶级聚类标识(TLA ID),相应的网络前缀是2002::/16。利用6to4地址,隧道末端的IPv4地址可以从目的IPv6地址的48比特前缀中自动提取出来。

  双栈技术是在路由器和交换机的内部让IPv4和IPv6协议栈同时存在,在机器内部实现两种地址的转化,具有双栈的设备可以和任何单一IP协议的设备通信。

  地址头翻译技术则允许单一运行IPv6协议的网络与单一运行IPv4协议的网络互相通信。在RFC1631规范中详细地说明了地址翻译技术(NAT)的原理,虽然当初只是针对IPv4网络,但是,只要为转换服务器(NAT服务器)加入协议翻译(PT),同样适用于IPv6。NAT技术用于IPv6的演进时,只要将IPv4地址和IPv6地址分别看为NAT技术中内部地址和全局地址,并在网关做PT转换即可。

  目前,已经有一些厂商推出了从IPv4到IPv6进行转换的软件解决方案,但是软件解决方案的问题是系统资源消耗太大,转换速度较慢,尤其在打开QoS等其它附加功能的时候,性能会急剧下降。因此,Extreme Networks(美国极进网络公司)率先推出了IPv6过渡技术的硬件解决方案,将协议转换和路由功能,都集成到硅晶片中,大大地降低了对CPU的占用。采用硅晶片技术实现IPv6路由的速度,比现在市场上同类的产品性能提高几百倍。尤其当打开了QoS、流量控制等功能时,差别尤为显著。Extreme的交换机是这种情况下唯一还能保证线速无阻塞路由性能的产品。极进的IPv6产品也是首批支持OSPFv3路由协议的产品,率先推动了IPv6应用的成熟化。

  在我国,CERNET IPv6示范网于1998年6月加入6bone,并于同年12月成为其骨干成员。1999年9月,有关IPv6的“863”课题研究启动,这极大地推动了IPv6在我国的发展。目前,很多高校相继组建区域IPv6示范网,并通过CERNET IPv6示范网与6bone实现相连。清华大学、上海交通大学和华南理工大学是CERNET的骨干节点,极进网络的IPv6和万兆以太网产品目前已开始在上海交通大学应用,并成功地与清华大学和华南理工大学进行了IPv6通信。

摘自《中国计算机报》


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