目前,从IPv6过渡到IPv6的方案有兼容IPv4的IPv6地址、隧道技术、双栈IP协议技术和翻译技术四种。
一、兼容IPv4的IPv6地址
兼容IPv4的IPv6地址技术,是一种特殊的IPv6单点广播地址,形式为96位的0和32位的IPv4地址组合而成,一个IPv6节点可以与IPv4节点可以使用这种地址在IPv4网络中进行通信,但是对于纯IPv6节点间的通信问题处理可能存在一定的局限性。
IPv4地址采用点分十进制表示法,例如192.168.233.129。IPv6地址采用冒号分割的8组十六进制数格式表示
例如2a01:0db8:ab7d:4a7c:55a2:88e8:ab0d:7344
假设互联网中某主机的IPv4地址是202.207.175.11,现在将其转换为兼容IPv4的IPv6地址, 那么地址就是0:0:0:0:0:0:CACF:AF0B(CACF是202.207的十六进制表示,AF0B是175.11的十六进制表示)。
此处我们简单介绍一下IPv6的地址表示方法。
①冒分十六进制表示,比如上文的例子
②IPv6地址压缩表示:如果IPv6地址中的四位数字全是零,则可以将零省略,以::的形式表示地址,但是这种地址压缩在整个地址中只能出现一次。
③内嵌的IPv4地址表示:为了实现IPv4-IPv6互通,IPv4地址会嵌入IPv6地址中,此时地址常表示为:X:X:X:X:X:X:d.d.d.d,前96b采用冒分十六进制表示,而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示,例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子,注意在前96b中,压缩0位的方法依旧适用。
该技术的优点:
- 通过该技术,IPv6节点与IPv4节点可通过IPv4网络进行通信。
- 地址表示简单,将IPv4地址转换为该地址较为容易。
- 有效加快了早期IPv6部署的进度。
- 给纯IPv6节点间的通信提供了方向。
二、 双栈IP协议技术
双栈IP协议技术,这种方案是在一个系统中同时使用IPv6协议栈和IPv4协议栈,IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议,两者都应用于相同的物理平台,并承载相同的传输层协议TCP或UDP,如果一台主机同时支持IPv6和IPv4协议,则可以满足两种类型IP数据包的发送与接收。
例如,某系统既有IPv6地址,也有IPv4地址,如果应用程序使用的是IPv6地址,则使用IPv6协议栈,如果其使用的是兼容IPv4的IPv6地址,则使用IPv4协议栈。
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。
该技术的优点:
- 使得IPv6和IPv4共存于一个设备或者一个网络中,更好的支持IPv6和IPv4两者的应用。
- 网络规划比较简单,可充分发挥安全性和路由约束。
- 技术比较简单,安装协议栈等即可实现。
该技术的不足:
- 设备要求较高,硬件支撑难度高,需要定期维护。
- 维护大量协议和数据。
- 升级改造投资大、建设周期比较长。
- 没有解决对于IP地址耗尽的问题。
- 提高了网络复杂度。
三、隧道技术
隧道技术,是为了解决IPv6节点通过IPv4网络进行通信的问题。所谓隧道,就是将IPv6分组作为IPv4的数据封装在IPv4报文中,通过IPv4转发出去,而这条IPv4网络中的转发路由,就像是一条虚拟IPv6隧道,将IPv6分组从隧道一端(隧道入口)转发到隧道另一端(出口),转发途中对IPv6分组未做任何修改。隧道对源站点和目的站点是透明的。
在隧道入口处,路由器将IPv6的数据分组封装在IPv4中,该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,在隧道出口处,再将IPv6分组取出转发给目的站点。隧道技术的优点在于隧道的透明性,IPv6主机之间的通信可以忽略隧道的存在,隧道只起到物理通道的作用。
隧道技术在IPv4向IPv6演进的初期应用非常广泛,解决了IPv6孤岛网络通信问题。但是,隧道技术不能实现IPv4主机和IPv6主机之间的通信,尤其是对于超大规模的网络,配置和管理都较为困难。
该技术的优点:
- 解决了IPv6节点通过IPv4网络进行通信的问题。
- 针对小型网络配置比较方便。
- 充分利用现有网络投资,过渡初期实现方便。
该技术缺点:
- 路由器隧道出入口负载重,实现复杂,不利于大规模应用。
- 不同隧道对于地址有不同要求。
- 不能在隧道的IPV4路径上使用NAT。
四、 翻译技术
对IPV6和IPV4报头时行相互翻译,实现IPV4/IPV6协议和地址的转换, 该技术解决了纯IPv6节点与IPv4节点借助单一网络的通信问题,改造升级简单,只需要增加网络地址转换处理技术即可。
例如,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(相当于内部地址)变换成IPv6地址(相当于全局地址),服务器维护一个IPv4与IPv6地址的映射表。反之,当内部的IPv6主机和外部的IPv4主机进行通信时,则IPv6主机映射成内部地址,IPv4主机映射成全局地址。NAT技术可以解决IPv4主机和IPv6主机之间的互通问题。
该技术优点:
- 解决了纯IPv6节点与IPv4节点借助单一网络的通信问题.
- 改造升级简单。