摘要：就目前IPv4技術(shù)的應(yīng)用來看，雖然取得了一定的成績，但是在實踐中仍然存在一定的缺陷，如果不加以解決，將會限制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。下文中筆者將結(jié)合自己的工作經(jīng)驗，對IPv4向IPv6的轉(zhuǎn)換的有關(guān)內(nèi)容進行分析，文中筆者將從隧道技術(shù)、雙協(xié)議棧技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)、IPv6對IPv4的支持等幾個方面，對該問題進行闡述，諸多不足，還望批評指正。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；IPv4；IPv6；轉(zhuǎn)換技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）01-0038-03

IPv4在應(yīng)用中的最主要的問題表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)地址快速出現(xiàn)枯竭，所以為了更好的促進網(wǎng)絡(luò)的運行和發(fā)展，在實踐中，必須要對其進行改造，目前來看，最常見的方式主要有以下兩種方式：一種是針對現(xiàn)有的缺陷，進行彌補式的修復(fù)，即通過現(xiàn)有的NAT、CIDB等技術(shù)對其存在的問題進行解決，以達到更好的使用效果；而另一種方法則是采用新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來取代現(xiàn)有的lPv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，目前來看，能夠做到的只有IPv6協(xié)議。在這兩種方法中，后者明顯更具可操作性，所以，IPv4網(wǎng)絡(luò)世界向IPv6網(wǎng)絡(luò)世界進化是一種網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。

IPv6網(wǎng)絡(luò)燒結(jié)，雖然是一種互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，但是由于其從研發(fā)到使用的周期比較長，所以在推廣的時候，仍然需要克服一些技術(shù)問題，這種情況下，由于IPv4不存在周期問題，自然也就成為了Internet的重要支撐協(xié)議。但即使這樣，科研人員對于IPv6的推廣和應(yīng)用的研究仍然沒有放棄，經(jīng)過各種實驗后，認(rèn)為直接實現(xiàn)IPv6存在一定的難度，但是如果能夠采用一種有效的方式，將現(xiàn)有的IPv4過度到IPv6，就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)世界的協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且能夠做到更加高效的信息傳輸，從而實現(xiàn)了互通。

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的技術(shù)問題主要體現(xiàn)在如何進行由IPv4向IPv6的轉(zhuǎn)換，IETF在對該問題進行了詳細的研究和分析后，認(rèn)為，主要可以通過以下幾種方案實現(xiàn)：

1 隧道技術(shù)

所謂隧道技術(shù)，就是指通過一定的技術(shù)獎IPv6不斷地發(fā)展并深入到現(xiàn)有的IPv4中，在這個過程中國，IPv6是不可能實現(xiàn)自身的骨干連接的，仍然需要通過一定的IPv4相關(guān)技術(shù)來實現(xiàn)，而這種連接技術(shù)就叫做隧道技術(shù)。隧道技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于可以將一些分散的“IPv6島”有效的連接起來，并且通過路由器進行地址識別，從而實現(xiàn)分組和傳輸?shù)哪康模簿褪钦f在IPv4的運行過程中，采用隧道技術(shù)可以實現(xiàn)初步的IPv6的適應(yīng)和過渡，并且可以實現(xiàn)對IPv6的數(shù)據(jù)源的提取和分流，這樣也就使得信息可以初步的通過IPv6實現(xiàn)出入。另外，在隧道的出入口，隧道技術(shù)還能夠?qū)⒋嬖诮獯a錯誤的數(shù)據(jù)源進行更正和修改，從而實現(xiàn)更加順暢的主機之間的通信，這樣也就成功的將現(xiàn)有的IPv6技術(shù)植入到IPv4中。因此，該技術(shù)也是目前在IPv4向IPv6過度過程中的一個最常用的方式，這種技術(shù)的唯一缺陷了不能實現(xiàn)IPv4主機與IPv6主機的直接信息傳遞。

2 雙協(xié)議棧技術(shù)

所謂雙協(xié)議棧技術(shù)，就是基于IPv6和IPv4的基本理論構(gòu)建原理的一致，對二者進行物理平臺的統(tǒng)一，從而實現(xiàn)兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換，也就是說由于現(xiàn)有的IPv6是在IPv4的基礎(chǔ)上進行加強的，所以，要向?qū)崿F(xiàn)功能上的過度，就要基于兩種協(xié)議的相同的技術(shù)理論基礎(chǔ)進行通信，這樣也就是通過對二者的協(xié)議TCP和UDP的統(tǒng)一。實踐證明，通過這種方式，可以有效的實現(xiàn)主機之間的通信，達到更好的協(xié)議轉(zhuǎn)換效果。

3 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)

所謂網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，也就是NAT-PT技術(shù)，它的基本理論基礎(chǔ)是通過現(xiàn)有的，SIIT協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)對IPv4進行翻譯和安裝，并以此實現(xiàn)更加靈活的通信。這種方式的最大的應(yīng)用優(yōu)勢在于可以在過度的過程中實現(xiàn)二者的兼容，也就是說兼顧了二者的應(yīng)用優(yōu)勢，可以避免在過度階段，一些功能的應(yīng)用受限導(dǎo)致的問題。

4 IPv6對IPv4的支持

所謂IPv4到IPv6的支持，就是指在二者的技術(shù)轉(zhuǎn)換的過程中，根據(jù)使用者的要求，對基本的協(xié)議傳輸進行聯(lián)通，從而實現(xiàn)對其基本功能的激活，但是由于IPv6傳輸協(xié)議沒有適當(dāng)?shù)谋镜胤?wù)，所以在應(yīng)用中會遇到一定的障礙，這時據(jù)需要IPv4利用自身的應(yīng)用優(yōu)勢，幫助其實現(xiàn)具體的問題的克服。也就是說，利用IPv4進行技術(shù)支持，以此實現(xiàn)IPv6的更加順暢和靈活的信息傳輸。這種方式相較于前兩者的方式的優(yōu)勢在于實踐中更加符合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀，也更加能夠推動6 to 4的技術(shù)革新，是一個非常具有可行性的過渡方案，下面筆者將主要對該方法進行分析，從基本使用方法、工作原理、IPv6到IPv4路由器的發(fā)送接收規(guī)則、返回路徑和源地址的選擇、更為復(fù)雜的IPv6到IPv4使用方法、IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播等幾個方面，對其進行闡述。

4.1 基本使用方法

由于目前的網(wǎng)絡(luò)中，大多數(shù)用戶是沒有進行相關(guān)的IPv6的ISP服務(wù)設(shè)置的，所以IPv4的應(yīng)用仍然占主要的地位，這種情況下，要想實現(xiàn)IPv6 to IPv4"的支持機制就是首先要面對的問題，一般來說，由于IPv4站點數(shù)量繁多，所以在其應(yīng)用的過程中，可以將其同IPv6具有相同的功能和操作原理的部分站點進行過度處理，也就是說通過一定的隧道技術(shù)和雙協(xié)議技術(shù)獎現(xiàn)有的部分站點的應(yīng)用轉(zhuǎn)換為IPv6，這樣在運行的過程中，就實現(xiàn)了二者的少量對接。

采用這種方法進行信號站點的轉(zhuǎn)化時，應(yīng)該注意的是要將二者的主機位置進行協(xié)調(diào)，也就是要始終保持IPv4的主機可以通過IPv6的訪問來實現(xiàn)信息傳遞，雖然二者的主機無法直接的聯(lián)通，但是由于路由器的設(shè)置和信息包的傳遞，可以實現(xiàn)在運行過程中的部分服務(wù)內(nèi)容的轉(zhuǎn)換。

4.2 工作原理

使用這種方法進行轉(zhuǎn)換的最主要的工作原理是基于IPv4中具有一些相對獨立的“IPv6孤島”，一旦這些孤島通過某種方式進行骨干連接，就會實現(xiàn)功能和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議狀態(tài)上的轉(zhuǎn)變。這種情況下，不僅要建立IPv6出口路由器同自身的隧道技術(shù)的連接，還應(yīng)該加強對IPv4隧道的聯(lián)系，也就說要對其末端數(shù)據(jù)源的地址進行實時的提取，因為只有提取了相關(guān)的數(shù)據(jù)源，才能夠?qū)崿F(xiàn)6 to 4的轉(zhuǎn)換。在這個過程中，要注意的另一個現(xiàn)象就是二者可以實現(xiàn)地址的前綴的自動提取，也就是說在運行的過程中IPv4的地質(zhì)前綴不需要通過申請，就能夠注冊IPv6的空間，反之亦然，這種地址的互通性決定了二者在應(yīng)用過程中的更加靈活的管理。也就是說，可以通過對其ISP提供商的方式來實現(xiàn)對二者之間的地址管理，極大的推進了私有地址和NAT技術(shù)的應(yīng)用，使得6 to 4過程中實現(xiàn)了一個虛擬的外部網(wǎng)。

4.3 IPv6到IPv4路由器的發(fā)送接收規(guī)則

在這個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換過程中，路由器的信號發(fā)出和接收對于協(xié)議的實際應(yīng)用效果的影響是非常大的，所以有關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該加強對不同的站點之間的路由器信息包的傳輸?shù)墓芾砗捅O(jiān)控，也就是說如果兩個站點之間存在網(wǎng)絡(luò)的差異時，應(yīng)該及時的調(diào)整其協(xié)議類型。

這種情況下，一旦站點重新接受信息時，就可以實現(xiàn)信息包和路由器的傳輸通道之間的更加靈活的轉(zhuǎn)換，也就是說聽過對不同的站點的接收情況的分析，可以判斷信息包的來源。

上述的發(fā)送規(guī)則是對IPv6發(fā)送規(guī)則所作的惟一修正，因為基本的IPv6轉(zhuǎn)換機制的接收規(guī)則早已確定。隨著DNS內(nèi)加載適當(dāng)個數(shù)的IPv6到IPv4前綴，任何站點均可脫離人工隧道配置而相互協(xié)作。

4.4 返回路徑和源地址的選擇

單向的信息包傳遞在實際應(yīng)用中是不夠的，往往需要雙向的信息包傳遞，也就是說，可以雙向傳送的信息包才是有意義的。因此當(dāng)與具有IPv6到IPv4前綴的站點交互時必需在發(fā)送的信息包內(nèi)使用一個IPv6到IPv4前綴作為源地址；換言之，源地址必須帶有IPv6到IPv4前綴。（這個簡單例子說明，雙方站點僅有IPv4連通性不再是通信障礙，它們可以通過IPv6到IPv4前綴來進行通信）。DNS在搜尋主機名后僅可返回一個IPv6地址，且?guī)в蠭Pv6到IPv4前綴，因此上述源地址的選擇不再是個問題。

4.5 更為復(fù)雜的IPv6到IPv4使用方法

在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中，想要同時的實現(xiàn)IPv6到IPv4連通性以及本地IPv6連通性時，這樣，就會有多種IPv6到IPv4的解決方案三最簡單的一種就是當(dāng)某個站點試圖訪問另一個僅有IPv6到IPv4連通性的站點時，源地址的選擇算法可確保得到站點IPv6到IPv4地址。在此并不需要選擇目的地址，因為只有一個選擇：IPv6到IPv4。

同樣，當(dāng)僅擁有IPv6到lPv4連通性的站點試圖訪問同時擁有IPv6到IPv4和本地IPv6連通性的站點時，在多個目的地址中主機的選擇規(guī)則決定了IPv6到IPv4地址的選擇，因為只有一個本地IPv6到IPv4源地址是有效的。

另一特殊情況是當(dāng)某個擁有IPv6到IPv4和本地IPv6連通性的站點試圖訪問另一個僅有本地IPv6連通性的站點時，制訂一個源地址的選擇算法可確保得到站點的本地IPv6地址。在此并不需要選擇目的地址，因為只需選擇本地IPv6地址即可。

4.6 IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播

我們不妨做這樣一個假設(shè)，只有IPv6到IPv4連通性的站點和僅有IPv6連通性的站點進行通信，這也是IPv6到IPv4的最復(fù)雜一種情況。這可通過同時支持IPv6到lPv4和IPv6連通性的IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播來實現(xiàn)。事實上，IPv6到lPv4轉(zhuǎn)播就是一個IPv4/IPv6雙層棧路由器。

IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播加載路線于IPv6底層組織所附帶的2002：：/16結(jié)構(gòu)。 IPv6網(wǎng)絡(luò)必須過濾、丟棄任何超過16位的IPv6到IPv4前綴。此外，IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播必須加載本地IPv6路由策略允許的IPv6到IPv4連接，其中包括IPv6到IPv4路由器在只支持IPv6到IPv4連接的站點中選擇一個BGP4+點對點進程，或是通過一個默認(rèn)路由到IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播。

綜上所述，如果一個只支持IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播的站點發(fā)送信息包給另一個只支持IPv6的站點，那么，它會發(fā)送一個封裝的IPv6信息包給IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播，而IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播會刪去IPv4頭（解封裝）并把信息包傳給那個只支持IPv6的站點。

從理論上來說，上述過程可能需要由多個IPv6到IPv4轉(zhuǎn)播來實現(xiàn)，每一個轉(zhuǎn)播分離一個IPv6的路由域。在實際應(yīng)用中，所有的IPv6 ISP都被連在一起，即使是手動配置的，IPv6 ISP也是如此。

上文中筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗和專業(yè)知識，對IPv6向IPv4的轉(zhuǎn)換問題進行了分析，并提出了幾種不同的解決方案，經(jīng)過對比和分析后，筆者IPv4對IPv6的支持的方式是最適合的，所以在實際的應(yīng)用過程中，設(shè)計人員應(yīng)該充分的考慮現(xiàn)有的IPv4的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和特點，采用IPv4的應(yīng)用優(yōu)勢對IPv6的入站進行支持，從而實現(xiàn)更加靈活和準(zhǔn)確的協(xié)議過渡，上文中筆者結(jié)合自己的專業(yè)知識，對這種方式進行了主要的分析，并從幾個方面闡述了其應(yīng)用的可行性，希望能夠為有關(guān)部門所采納，促進網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的快速發(fā)展和轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)更加順暢和靈活的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

5 小結(jié)

在IPv6推廣的過程中，如何由IPv4向其轉(zhuǎn)換就成為了首先要攻克的技術(shù)問題，就目前應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)來看，大多數(shù)都是基于IPv4的協(xié)議，所以，要想短時間內(nèi)將其取代是不可能的，也就是說，即使使用IPV6，也要遵循一定的過度規(guī)律，逐步的將IPv4的體系進行取代。

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