徐乙富 張俸川 石少儉

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，IPv4地址趨于飽和，最大的問(wèn)題在于網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，限制了互聯(lián)網(wǎng)在全球的進(jìn)一步發(fā)展，IPV6應(yīng)運(yùn)而生。其地址數(shù)號(hào)稱可以為全世界的每一粒沙子編址，這樣地址枯竭的問(wèn)題也就不復(fù)存在了。

關(guān)鍵詞：IPv4;網(wǎng)絡(luò)地址;IPV6

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.147

IPv6，全稱Internet Protocol Version 6。IPv6的應(yīng)用對(duì)我國(guó)發(fā)展有著舉足輕重的地位，不僅解決了國(guó)內(nèi)地址短缺的問(wèn)題，且對(duì)于高?？蒲羞M(jìn)步有積極的作用。目前我國(guó)已在部分高校實(shí)現(xiàn)了IPv6的覆蓋，但是絕大多數(shù)使用的是雙棧技術(shù)，即IPv4連接IPv4網(wǎng)絡(luò)，IPv6連接IPv6網(wǎng)絡(luò)。由于我國(guó)IPv6網(wǎng)絡(luò)還處于試點(diǎn)狀態(tài)，所以對(duì)于IPv6的研究少不了國(guó)外技術(shù)的支持，我國(guó)沒(méi)有將IPv6地址被長(zhǎng)城防火墻所阻塞，高校老師或?qū)W生可以通過(guò)google查閱國(guó)外科研文獻(xiàn)和技術(shù)。有助于高校進(jìn)一步研究部署IPv6。IPv6針對(duì)IPv4的網(wǎng)絡(luò)層的缺陷做了很大程度的調(diào)整，但對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層只做了很少的修改。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷提升，單純的部署IPv6已經(jīng)不是問(wèn)題，甚至比IPv4還要容易。但是為什么中國(guó)還不能實(shí)現(xiàn)IPv6的大范圍覆蓋呢，我認(rèn)為原因有以下幾點(diǎn)。

1 從IPv4到IPv6的過(guò)渡問(wèn)題

和IPv4的眾多用戶相比，IPv6只是滄海一粟，按照RobertMetcalfe準(zhǔn)則：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值與它的節(jié)點(diǎn)數(shù)目的平方成正比。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)還不夠完善，就不如一個(gè)成熟的、建設(shè)好了的網(wǎng)絡(luò)有吸引力。想要在一個(gè)節(jié)點(diǎn)部署IPv6，那么與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)的其他結(jié)點(diǎn)必定要實(shí)現(xiàn)Ipv6的全面部署，這對(duì)擁有少量IPv6用戶的中國(guó)來(lái)說(shuō)還不夠現(xiàn)實(shí)。缺少殺手級(jí)應(yīng)用是IPv6不能普及開(kāi)的重要原因。因此，從IPv4向IPv6的過(guò)度方式只能采用逐步的與漸進(jìn)的，于此同時(shí)，新安裝的IPv6系統(tǒng)能需要擁有能夠向后兼容的能力，因此，IPv6系統(tǒng)需要擁有分組轉(zhuǎn)發(fā)IPv4分組的能力，并且能夠?yàn)镮Pv4的數(shù)據(jù)包選擇合適的下一跳路由。針對(duì)如何合理有效的安置IPv6的問(wèn)題，成為各個(gè)組織的一個(gè)重要問(wèn)題。

2 基于雙棧IPv4/IPv6的過(guò)渡技術(shù)

基于雙線IPv4/IPv6協(xié)議是指在完全使用IPv6技術(shù)前，使一部分的終端設(shè)備（主機(jī)，路由器）先裝有雙線協(xié)議：一個(gè)IPv4協(xié)議和一個(gè)IPv6協(xié)議，因此雙協(xié)議棧的終端設(shè)備（主機(jī)或路由器）能分別和IPv6的系統(tǒng)與IPv4系統(tǒng)通信。雙協(xié)議棧的主機(jī)或路由器記為IPv6/IPv4，因此，它有兩類的IP地址，一類是IPv4地址，一類是IPv6地址。

源終端與目的終端都使用IPv6的協(xié)議系統(tǒng)，當(dāng)從A與F進(jìn)行通信是，發(fā)送的是IPv6數(shù)據(jù)報(bào)，數(shù)據(jù)報(bào)文的發(fā)送路徑是由A到F（中間經(jīng)過(guò)B，C，D，E路由器），中間B到E的部分網(wǎng)絡(luò)使用的是IPv4系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，由于路由器B支持雙線協(xié)議，而路由器C只支持IPv4網(wǎng)絡(luò)，所以路由器B與路由器C間不能進(jìn)行通信，所以，系統(tǒng)需要將IPv6數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)化為IPv4數(shù)據(jù)報(bào)（將首部進(jìn)行轉(zhuǎn)換），然后轉(zhuǎn)發(fā)給C，C在將收到的數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給路由器D。當(dāng)D轉(zhuǎn)發(fā)到IPv4網(wǎng)絡(luò)的出口路由器E時(shí)，由于E是IPv6/IPv4路由器，所以我們需要將IPv4數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)化為IPv6數(shù)據(jù)報(bào)，但是，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，IPv6首部的部分字符可能無(wú)法恢復(fù)為原樣。比如，原來(lái)的IPv6首部中的流標(biāo)號(hào)在恢復(fù)成IPv6數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)只能轉(zhuǎn)化為空缺。

上文提到部分高校已經(jīng)部署IPv6，靠的就是這個(gè)技術(shù)。新的應(yīng)用編程接口（API）同時(shí)支持IPv4和IPv6地址及DNS請(qǐng)求（將機(jī)器名字轉(zhuǎn)化為實(shí)際的IP地址），應(yīng)用根據(jù)名字檢查選擇采用IPv4還是IPv6協(xié)議，IPv4和IPv6地址都可以從DNS返回?？此埔呀?jīng)完美部署了IPv6地址，但是這無(wú)法解決IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)之間的通信問(wèn)題。

3 基于隧道的過(guò)渡技術(shù)

隧道技術(shù)是利用現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)連接各個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)（由于IPv6網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前較少），為了實(shí)現(xiàn)傳輸，需要將IPv6數(shù)據(jù)包封裝在IPv4數(shù)據(jù)包里面進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，分組交換，在隧道的終點(diǎn)進(jìn)行解轉(zhuǎn)換（將IPv4解封成IPv6），得到IPv6數(shù)據(jù)包后在通過(guò)路由選擇轉(zhuǎn)發(fā)至IPv6網(wǎng)絡(luò)，要使雙協(xié)議棧的終端設(shè)備識(shí)別IPv4數(shù)據(jù)包里面封裝的數(shù)據(jù)包是否為IPv6數(shù)據(jù)包，就必須進(jìn)行某種設(shè)置進(jìn)行識(shí)別，即把IPv4首部的協(xié)議字段的值設(shè)置為41（41表示數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分是IPv6數(shù)據(jù)報(bào)）。這種方法的難點(diǎn)在于IPv6數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)至IPv4網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，把IPv6數(shù)據(jù)報(bào)封裝為IPv4數(shù)據(jù)報(bào)?，F(xiàn)在使用隧道技術(shù)把IPv6數(shù)據(jù)報(bào)變成了IPv4數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分，這樣就可以使IPv6的數(shù)據(jù)報(bào)可以無(wú)差錯(cuò)的在隧道中進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)IPv4數(shù)據(jù)報(bào)要進(jìn)入IPv6網(wǎng)絡(luò)中的隧道時(shí)，再把數(shù)據(jù)部分（即原來(lái)的IPv6數(shù)據(jù)報(bào)）交給終端的IPv6協(xié)議棧。

4 基于MPLS的過(guò)渡技術(shù)

當(dāng)前基于IPv4的MPLS已經(jīng)比較成熟，可以借助MPLSL2/L3VPN技術(shù)來(lái)連接IPv6的網(wǎng)絡(luò)。使用MPLS技術(shù)的方法有：（1）在CE路由器上配置隧道;（2）基于MPLS電路的IPv6透?jìng)鳌⒃赑E路由器上起用IPv6和基于IPv6的MPLS。

5 ICMPv6

同IPv4一樣，Ipv6也不保證可靠交付，因?yàn)樵趥魉偷倪^(guò)程中，互聯(lián)網(wǎng)中路由器會(huì)丟失一部分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)。因此IPv6也需要ICMP來(lái)反饋一些差錯(cuò)的信息。新的版本稱為ICMPv6，它比ICMPv4復(fù)雜的多，地址解析協(xié)議ARP與網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP的功能都已經(jīng)被合并到ICMPv6中了。

6 結(jié)論

上面提到了我們已經(jīng)可以部署IPv6了，但是還沒(méi)法實(shí)現(xiàn)IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)之間的通信問(wèn)題。怎么去解決它呢？ 實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)和IPv4網(wǎng)絡(luò)之間的通信的技術(shù)主要有SIIT、NAT-PT、BIA和BIS、TRT等，這里就不再贅述了。IPv6時(shí)代或已到來(lái)。

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作者簡(jiǎn)介：徐乙富（1997-），男，山東臨沂人，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。