IPv4向IPv6过渡技术的研究
IPv4IPv6协议分析及过渡策略研究与实现

本文 通 过 对在 从IPv4到IPv6过渡阶段所采用的多种过渡策略进行 分析,重点研究和实现了IPv4/IPv6翻译网关技术,并针对应用程序的 过渡问题提出了一种利用IPv6高级SOCKET接口开发协议 无关通信软
件 的方案。
北了论文的研究背景,研究目的和内容。 第 二章 TCP/IP协议族与IPv6协议 讨论了IP网络研究的理论基 础,分析了IPv6的体系结构和和IPv6相关协议 内容。 第 三章 IPv6过渡技术和实验环境组网方案 介绍了IPv6过渡技术 的目标和 目前常用的基本方案 。最后,讨论如何组建IPv6试验 网络。 第 四章 IPv4/IPv6翻译网关的设计和实现 分析了Pv4/IPv6翻译网 关的实现算法、数据结构以及实现的关键技术,并进一步论述 了翻译 网关的设计和实现。最后对翻译网关的性能进行了优化。 第 五章 协议无关通信软件的开发 本章首先介绍 了IPv6高级套接 口原理,然后讨论了协议无关通信软件的开发过程和步骤。最后利用 前面的讨论编写 了与协 议无关 的回显客户服务程序。
NAPT-PT isa sign'ficantmeanst oc opew itht hep roblem brought abouti n the transition from IPv4t o IPv6.T ob eginw ith,th isp aper discussesN APT-PTi ng reatd etail,in cludinga ddresstr anslationa nd protocoltr anslation.F orth ep urposeo fs avings carceI Pv4a ddress resourceN APTi sa doptedi na ddresstr anslation.P rotocoltr anslation isb asedo nt het echniqueso ftr anslationb etweent heh eadero fIP v4 packetsa ndI Pv6',a sw ella st hem ethodso ft ranslationb etween ICMPv4a nd ICMPv6,b oth defined inS IIT.A bove all,a gateway
IPv4IPv6过渡技术和方案的分析

作者:杨巧霞摘要:简要介绍了IPv4向IPv6过渡的主要技术,并针对我国IPv6发展情况对网络过渡方案进行了分析。
关键词:IPv4IPv6过渡方案O、前言互联网的成功发展给人民的生活带来了重大的变化,互联网的影响已经渗透到社会的各个方面。
随着互联网应用的飞速增长,当前的互联网协议IPv4的缺点已经越来越突出。
IPv6作为IETF确定的下一代互联网协议,有望彻底解决IPv4存在的问题,因此受到人们的关注。
IETF从1992年就开始着手研究IPv6。
目前IPv6的相关标准和产品已经逐渐成熟。
随着3G、NGN等潜在业务需求的增长,IPv6的市场前景日趋看好。
2003年,我国启动了基于IPv6的“下一代互联网示范网CNGI工程”,更使得IPv6成为了国内业界关注的焦点。
尽管目前我国已经开始了较大规模的IPv6网络建设,但IPv6业务的发展还将是个漫长的过程,IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。
在IPv6完全取代IPv4之前,两种协议不可避免地有很长一段共存期。
因此,有必要制定相应的方案保证IPv4和IPv6的互操作性和平滑过渡。
在这方面,IETF的IPv6过渡工作组已经提出了许多建议方案,并定义了多种IPv4/IPv6过渡技术,以实现IPv4向IPv6的过渡。
这些技术各有不同的特点和适用场合。
本文将对主要的过渡技术进行介绍,并针对我国目前互联网现状对可采用的网络过渡方案及相应过渡技术的选择进行分析。
1、IPv4/IPv6过渡技术简介1.1综述IPv4/IPv6过渡技术是用来在IPv4向IPv6演进的过渡期内,保证业务共存和互操作的。
目前的各种IPv4/IPv6过渡技术,从功能用途上可以分成两类:IPv4/IPv6业务共存技术、IPv4/IPv6互操作技术。
a)IPv4/IPv6业务共存技术用来保证这两种网络协议可以在公共互联网中共同工作,在IPv6发展过程中这些技术可以帮助IPv6业务在现有的IPv4网络基础架构上工作。
IPv4到IPv6过渡技术的研究

此 外 ,N T P A — T设备需 要 A G应 用层 网 L 关 的支持。因为对于普 通的包翻译 ,N T f A —r r 设 备无须在 负载当 中寻找 I P地址 ,但是对 于 某些应用层 的程序 ( 比如 D S T 等 ) N 、r P ,其 I 地 址被镶 嵌在包 负载 中 ,这时就需 要应 用 P 程序 的 A G到相应 的包负 纯 Iv 4 P6和纯 Iv P 4主机之间的通 信 , 应 该 使 用 协 议 转 换 或 者 应 用 层 网 关 则 ( L ) 技术, 的协议转换 器或者 A G应 A G 设计 L
该尽量保证在不 修改原有应用 的情况下可以使
用。
参 考 文 献
一
个隧 道 ,Iv P6分组被 当
图 2 隧道 连 接 的 两 个 Iv P 6域 信息包 , Iv 不能保证 提供给 上层 的服 务 作无结 构意义 的数据封装 但 P4 翻译 。 是可靠 的,换句话说 ,Iv 没有 Q s P4 o 的概 念 ; 在 Iv 数据 包中 ,通过隧道在 Iv P4 P4网络上传 4 Iv Iv P4向 P 6过渡的建议 配置复杂,对移动性 支持不好等几方面。 输。 通 常在实际的应用中 , 是需要具体考虑到 与 Iv 相比 , P 6 P4 Iv 的优势是非常明显的 : 隧道技术包括 以下要点 : 实际情况来制定合适 的过渡策略 ,大致分析如 简化的报头和灵活 的扩展 、丰富的地址资源 、 ()具有 lv Iv 1 P6与 P4之间的映射关系 服务质量 的满足 , 对移动通信更好的支持。 隧道建立后 ,隧道两端必须维护通信双方 下 : ( 1 )如果 是可 以直接建 立 Iv 链路 的状 P6 2 Iv P4到 Iv P 6的过渡策略 的一组 I 6 P 地址与 Iv v P4地址 的映射信息 。 况下 ,尽量使用纯 1 6 P 路由 ; v 目前 ,lt t ne 还处于 Iv me P4向 Iv P 6迁移过 ()封装机制 2 () 在 不 能 使 用 Iv 2 P6链 路 的情 况 下 , 渡阶段 , 大部分 Iv 绝 P 6网络 尚处 于实验研 究 异种 网络 的互 联无 外乎两 种方 式 :封装 P 节点之间使用隧道技术 ; v 状态 ,在 Iv P4的 “ 海洋 ”当中 ,Iv P 6网络 就 (n aslt n ecpuai )、翻译 ( as t n , o t nl i ) 而处 于 I 6 r ao 如同散布在海洋中的 “ 小岛 ”一般。但 是可以 Iv P 6网络与 Iv P 4网络交界 的网关就是翻译机 。 ()双栈 的 I 删 P 主 机和 纯 Iv 3 P 讲 P 6或 P4可以看作是 Iv P 6网络的链 者 纯 Iv P 4的主机通 信不 需要采 用协议 转换 , 预见 的是 ,随着 技 术 的 发展 ,越 来 越 多 的 封装机制使得 Iv 而直接 “ 动 ”选 择相应 的通信协议 ( v 自 I4 P Iv P6网络将加入到 It t 中。在这个漫长 路协议 。 n me当 e
电力通信网IPv6_过渡技术研究

Science and Technology & Innovation|科技与创新2024年第08期DOI:10.15913/ki.kjycx.2024.08.026电力通信网IPv6过渡技术研究李玉芬,张永安(国网张掖供电公司数字化通信部,甘肃张掖734000)摘要:IPv6作为下一代网络技术,可以有效解决IPv4网络中地址不足、协议缺陷、不安全等一系列问题。
目前,各个国家都在加快IPv6网络的部署建设,中国也通过CNGI工程积极参与IPv6的研究建设。
但是,直接跳过IPv4建设IPv6网络,并不是一件现实的事,因此,在IPv4向IPv6网络过渡的过程中,提出了双栈技术、隧道技术、NAT-PT(Network Address Translation - Protocol Translation,附带协议转换的网络地址端口转换)技术和6PE(IPv6 Provider Edge)技术与6VPE(IPv6 VPN Provider Edge)技术等多种过渡技术。
在这些过渡技术的基础上,提出了一种电力通信网由IPv4向IPv6网络过渡的实施方案和技术策略,并对过渡的前期、中期和后期网络特点及采用的技术和过渡策略进行了分析。
关键词:IPV4;IPv6;过渡技术;智能电网中图分类号:TP393.4 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)08-0095-03随着智能电网的发展部署,尤其是电力物联网的建设,各类传感器、终端设备等大量设备设施的数据都需要电力通信网进行传输,对电力通信网的承载力、可靠性都有了更高的需求。
电网中智能调度、在线输变电监测、电能质量监测、智能电表抄表、推广安装、各类新应用系统数据及信息的收集传输等新老应用系统都需要依靠电力通信网传输。
因此,随着智能电网的建设,电力通信网对IP地址的需求呈几何级增长。
传统的网络地址转换技术虽然能够解决部分IP地址不足的问题,但是不能解决根本问题。
IPv4到IPv6的过渡技术

第1章IPv4到IPv6的过渡技术简介1.1 概述IPv6不可能立刻替代IPv4,因此在相当一段时间内IPv4和IPv6会共存在一个环境中。
要提供平稳的转换过程,使得对现有的使用者影响最小,就需要有良好的转换机制。
目前主要有四种过渡技术:●双协议栈这类技术可以让IPv4和IPv6共存于同一设备和网络中。
●隧道技术这类技术可以让IPv6业务在现有IPv4基础设施上传输。
●协议转换这类技术让纯IPv6节点能够和纯IPv4节点互相通讯。
●6PE技术这类技术可以让IPv6业务在IPv4的MPLS骨干网上传输。
1.2 双协议栈双栈节点完全支持这两种协议版本,这类节点常常被称为IPv6/IPv4节点。
这种节点和IPv6节点进行通信的时候,就像一个纯IPv6节点,而当它和IPv4节点通信的时候,又像一个纯IPv4节点。
IPv6/IPv4节点在每种协议版本下至少有一个地址。
节点使用IPv4机制进行IPv4地址配置(静态配置或DHCP),而使用IPv6机制进行IPv6地址配置(静态配置或自动配置)。
这两种协议版本都会使用DNS来解析名称与IP地址。
IPv6/IPv4节点需要有一个DNS解析器来同时解析这两种DNS记录。
DNS的A记录用来解析IPv4地址,而DNS的AAAA记录或A6记录将用来解析IPv6地址。
某些情况下,DNS只返回一个IPv4地址或IPv6地址。
如果所要解析的主机是双栈主机,这时DNS将返回这两种地址。
客户端的DNS解析器与使用DNS的应用程序均具备一些配置选项,可以让我们指定这些地址使用时的顺序或筛选器。
一般来讲,设计运行于双栈节点的应用程序需要一种机制来决定所通信的是IPv6节1IPUA_615_C1 IPv4到IPv6的过渡技术2点还是IPv4节点。
注意,DNS解析器可以运行于IPv4网络或IPv6网络中,但世界上的DNS树多数只支持IPv4网络层。
1.3 隧道技术虽然整个IPv4基础设施仍然是基础,但可以用隧道机制在基础设施上部署IPv6。
IPv4 to IPv6过渡的关键技术研究

I P v 6 子 网仅需 要一 个公 开 的 I P v 4地 址 , 就可 以构 建 自己 的 6 t o 4格式 地 址 , 通 常在 结 点 的边界 路 由器 之 间建 立隧道 , 维 护方便 , 而 且可 以用 于互 联 站点 网络 . 其 缺 点是使 用特 殊 的 6 t o 4地址 .
络连 接到 I P v 6网络 上 , 其 缺点 是工作 方式 复杂 j . 另外 , 隧道技 术还包 括 I S A T A P隧道 、 6 P E隧道 、 T e r e d o 隧 道 等, 因为 在实 际应 用 中各 自都有 明显 的局 限性 , 在此不 一一 赘述 . 2 . 3 网络地 址转 换一 协议 转换 ( N A T - P T ) 技 术 网络 地址转 换 是指通 过使 用 N A T网关 , 将一 种 I P网络 的地 址转换 为 另一种 I P网络 的地址 . 它允许 内部
网络使用 一 组在 公 网 中从 不使 用 的保 留地 址 , 它将 I P v 6网视 为一 个 独立 封 闭 的局域 网 , 使用 地址 翻译 器 进
行地 址 翻译 . 当内 网主机 向外发 送数 据时 , 将 内部 的 I P地 址转 换为外 部 的公 网地址 , 当外 部 网络 回复数 据 包
I P v 4体 系 来 传 递 I P v 6体 系 数
据 的方 法 : 在某 一 网络节 点上 , 将I P v 6的 数 据 封 装 在 I P v 4数
据包 中 , 然 后数 据 包 在 I P v 4网 络 的隧 道 中传 输 , 到 达 目的地 址 的时 候再 将 数据 包 解 封 , 得
T u n e l 等 机 制来 进 行 路 由、 传送; 如果 应用 程 序 使 用 域名 来 作 为 目的地 址 , 则先要从 D N S服 务 器那 里 得 到
广电网络从IPv4向IPv6过渡的技术政策研究

4 tv . 6地址分配方案 : 出 Iv P 提 P 6地址分配以及管理方法 , 按 照区域分 配连 续 Iv P 6地址 ,为减少路 由碎 片和全程全 网监
控提供基础。
第五 , 在过 渡期 间, 应鼓励各地运营商参与改造的积极性 , 安排 专项 资金加大财政资金 支持 力度 ,积极 推进 Iv P 6业务部
Iv P 6过渡标准体 系基本建立 ; 电网络终端 、城域 网汇 广
聚层全 面开始双栈改造 ,完成骨干网的 Iv P 6设备 升级 ,推 进
全 网互联互通进程 ; 网络 中 Iv P 6终端数量 占全部 l P终端数量 的 3 %、Iv 0 P 6流量 占网络流 量 的 3 %、业 务系统 对 Iv 0 P 6支
2 1 第 8期 0 2年
T 暑 =再 - =■
. .i ; :: i。
CA
量 占网络流量的 1 %、业务系统对 Iv 0 P 6支持达到 3 %。 0
2 过 渡 中 期
将 Iv P 6技术应用于广 电网络 中的认证鉴权 、保证 Qo 、安全 S 监控 以及运营支撑等领域提供基础 。 在 Iv P 6过渡标准体 系建 立的基础上 ,为了更好地推 进网 络改造的进程 ,更早实现网络互联互通 ,业务之间的互访 ,应 该尽快成立领 导工作小组 ,由广 电总局科技司牵头,各地运营
进 行 的过 程 ,演 进 过 程 中应 在 着 眼 全 局 的 同 时 完 成 阶 段 性 目 标 ,为最 终 完 成 过 渡 奠定 坚 定 的 基 础 。
99 . 1 23万户 ,约 09 1亿。广电网络运 营者 为了解决用户地址 数 量有限的 问题 ,采用动态地址分配 、网络地址转换 ( A N T) 和公 网地 址私用等 方式对用户进 行服 务。 以上方式 可以有效
[计算机]IPv4向IPv6的过渡技术介绍
![[计算机]IPv4向IPv6的过渡技术介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/9dda57e543323968001c9204.png)
IPv4向IPv6的过渡策略邱翔鸥移动网络向移动IPv6的过渡过程中,IPv4的网络和业务将会在一段相当长的时间里与IPv6共存,许多业务仍然要在IPv4网络上运行很长时间,特别是IPv6不可能马上提供全球的连接,很多IPv6的通信不得不在IPv4网路上传输,因此过渡机制非常重要,需要业界的特别关注和重视。
IPv4向IPv6过渡的过程是渐进的,可控制的,过渡时期会相当长,而且网络/终端设备需要同时支持IPv4和IPv6,最终的目标是使所有的业务功能都运行在IPv6的平台上。
1、IPv4到IPv6的过渡方法从IPv4到IPv6的过渡方法有三种:网络元素/终端的双协议栈、网络中的隧道技术以及翻译机制。
其中双协议栈和隧道技术是主要的方法,而翻译机制由于效率比较低,只在不同IP版本的元素之间进行通信时才采用。
(1)网络元素和移动终端上的IPv4/IPv6双协议栈双协议栈是非常重要的过渡机制,从网络方面来看,网络设备(如GGSN)实现双协议栈对于实现IPv4和IPv6的接入点并完成IPv6-in-IPv4的隧道都是至关重要的,另外运营商IP网络和公众因特网边缘的边际路由器也应该是双栈路由器。
从移动终端来看,需要通过双协议栈来访问IPv4和IPv6的业务而不需要网络上的翻译机制。
(2)隧道技术如将IPv6的数据包封装在IPv4的数据包中并在隧道的另一端解除封装,这也是一种非常重要的过渡方法,隧道技术要求在封装和解除封装的节点上都有IPv4/IPv6双协议栈的功能。
隧道技术又分为自动和人工配置两种,人工配置的隧道技术是在隧道的终点人工配置到某个特定的IPv4地址;对于自动隧道技术来说,封装是自动在进行封装的路由器/主机上完成的,隧道终点的IPv4地址被包含在目的地址为IPv6地址的数据包中,如“6to4”隧道技术。
(3)网络上的IPv4-IPv6协议翻译器:翻译器是纯IPv4主机和纯IPv6主机之间的中间件,使两种主机不需要修改任何配置就可以实现彼此之间的直接通信,翻译器的使用对于移动终端来说是透明的,头标转换是一种重要的翻译机制,通过这种方法IPv6数据包的头标被转换为IPv4数据包的头标,或者反过来,IPv4转换为IPv6,有必要的时候对校验进行调整或重新计算,NAT/PT(Network AddressTranslator/Protocol Translator)就是采用这种机制的一种方法。
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关键词 : I P v 6 ; 过渡机制 ; I S A T A P ; 6 t o 4
中图分 类号 : T P 3 9 3
文献标识码 : A
文章编号 : 2 0 9 5— 2 1 6 3 ( 2 0 1 3 ) 0 3一 O O 6 4— 0 5
Re s e a r c h o n I p t o I P v 6 Tr a n s i t i o n Me c h a n t s ms
Ab s t r a c t : Wi t h t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f t h e I n t e me t , I P v 4 g r a d u a l l y r e v e a l s a v a r i e t y o f d e f e c t s ,a n d i t c a n n o l o n g e r me e t t h e n e e d s o f u s e r s a n d t h e d e ma nd s o f n e t w o r k d e v e l o p me n t .I n o r d e r t o s o l v e he t p r o b l e ms c a u s e d b y I P v 4 e x h a u s t i o n,
n i s ms :Du a l S t a c k.T u n n e l nd a Ne t w o r k Ad d r e s s T r a n s l a t i o n—P r o t o c o l T r a n s l a t i o n .T h i s a r t i c l e a l s o i n t r o d u c e s t h e I S AT . AP a n d 6 t o 4 t u n n e l t e c h n o l o g i e s .F u r t h e r mo r e 。i t c o mp a r e s he t t h r e e t r ns a i t i o n me c h a n i s m.
I E T F w o r k i n g o n d e v e l o p i n g I P v 6 p r o t o c o l t h a t c a n s o l v e mo s t o f t h e d r a w b a c k s c a u s e d b y I P v 4 c u  ̄e n l f y .B u t I P v 4 ma y n o t
第 3卷 第 3 期 2 0 1 3年 6月
智 能计 算 机 与 应 用
I N T E L L I GE N T CO MP U T E R A ND A P P L I C A T I O NS
V0 】 . 3 No . 3
J u n. 2 0 1 3
I P v 4向 I P v 6过 渡 技 术 的研 究
艾 书 明 ,田志宏
( 哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院。 哈尔滨 1 5 0 0 0 1 )
摘
要: 随着 I n t e me t 的迅猛发展, I P v 4逐渐暴露出各种各样的缺陷, 已经不能满足用户的需求和网络发展的需求。为了解决
I P v 4 耗尽带 来 的问题 , I E T F着 手研究 开发 I P v 6协议 , 能 基本解决 目前 I P v 4所存 在的大部 分弊端 。不 过 I P v 6不可能立 刻替代 I P v 4 , 所 以在相当一段时期 内两者将共存。如何将 I P v 4网络过渡到 I P v 6 是迫切考虑 的。介绍 了 I P v 4与 I P v 6的优异差别 , 分析 了 几种常见的过渡技术: 双栈技术 、 隧道技术、 N A T — P T协议转换。同时主要介绍 了隧道技术 中的 I S A T A P 、 6 t o 4两种技术 。并对 三 种过渡技术的优异性进行 了t e l y r e p l a c e d b y I P v 6,S O b o t h w i 1 1 c o e x i s t w i t h i n s o me t i me .HO W t o t r a n s i t I P v 4 n e t w o r k s t o I P v 6 i s he t u r g e n t c o n s i d e r a t i o n .T h i s a r t i c l e d e s c i r b e s he t d i f e r e n c e s b e t we e n I P v 4 a n d I P v 6.a n d a n a l y s e s s e v e r l a c o mmo n t r ns a i t i o n me c h a .
AI S h u n in t g. TI AN Zh i h o n g
( Co mp u er t S d e n c e a n d Te c h n o l o g y Co l l e g e , Ha r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y , Ha r b i n 1 5 0 0 0 1 , C h i n a )