IPv4、v6互通技术之隧道技术 ( Tunnel)
IPv6与IPv4互通技术及过渡进程
IPv6与IPv4互通技术及过渡进程作者：栾大跃来源：《数字技术与应用》2013年第06期摘要：IP协议是互联网的基础协议，IPv4协议的缺陷让其越来越不能满足网络应用的发展，而IPv6具有巨大的优越性，但如何处理好两种协议间的过渡，如何让运行两种协议的节点间互通，必须进行必要的互相转换。
本文着重介绍了IPv4/IPv6的互通技术中双协议栈技术和隧道技术，同时对IPv6网络的过渡进程进行了阐述。
关键词：IPv4 IPv6 双协议栈技术隧道技术中图分类号：TP393 文献标识码：B 文章编号：1007-9416（2013）06-0050-021 引言伴随着IPv4网络技术的日益完善，各种网络应用增加到IP网络中，但IPv4的缺点也越来越明显。
首先可供分配的IPv4地址即将耗尽，虽然采用了NAT技术可以暂时缓解IPv4地址不足的问题，但是该技术无法真正解决地址不足的问题，同时该技术也破坏了互联端到端透明性及网络朔源原则而带来极大的安全隐患。
其次大量对服务质量较高应用的出现，而IPv4无法提供充分的QoS方面的保证。
IPv6作为解决Internet面临问题的新途径走入了人们的视野，IPv6作为一种解决IPv4的短板而诞生的新的协议，IPv4到IPv6过渡时一个必然的过程，在IPv4和IPv6共同存在漫长过渡进程中，能否顺利的实现IPv4和IPv6间互相通信，将是IPv6能否取得成功的重要因素。
过渡技术主要包括双协议栈技术，隧道技术和NAT-PI技术（网络地址转换/协议转换）。
2 双协议栈技术双协议栈指的是在单个节点同时支持IPv4和IPv6两种协议栈。
双协议栈技术的工作原理是：一台主机同时支持IPv6和IPv4两种协议，该主机既能与支持IPv4协议的主机通信，又能与支持IPv6协议的主机通信。
它有3种工作模式，协议结构见表1：（1）只运行IPv6协议，此时表现为IPv6节点；（2）只运行IPv4协议，此时表现为IPv4节点；（3）同时运行IPv6和IPv4协议。
IPv4向IPv6过渡技术综述(北邮)
tunne1收稿日期;2002-10-15作者简介;马严(1955 ),男,北京邮电大学教授.1过渡问题简介从其出现直至今天,Internet 在人类社会生活中已发挥了重要的作用.但人们对它寄予了更多的希望,原有的IPV 4技术在发展过程需要予以更新才能适应时代的要求.目前人们所面临的问题主要在于如何渐进的~以合理代价由目前基于IPV 4的网络过渡到基于IPV 6的下一代网络,并尽可能减少过渡的成本.这种过渡肯定是分布式~渐进式的.截止到2002年2月,已有50个国家的近一千个网络在运行IPV 6协议[1],但与现有IPV 4网络相比仍然只是沧海一粟.按专家们的预期,过渡中的Internet 首先将由运行IPV 6协议设备组成小网络 孤岛和由运行IPV 4协议的设备组成的 海洋组成.随着时间的推移,IPV 4的海洋将会逐渐变小,而IPV 6的小岛将会越来越多,越来越大,并最终完全取代IPV 4形成下一代Internet 网络.在过渡初期,必须首先解决IPV 6孤岛之间的通信问题,同时要解决IPV 6和IPV 4设备之间通信的问题.I !T "成立了专门的工作组N #Trans 研究有关技术[2]$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$.2北京邮电大学学报第25卷2解决过渡问题的基本技术目前已有多种策略和技术方案及其实现可以完成从IPV4向IPV6的转换但都仍有局限性.按工作原理划分有以下三种:(1)双协议栈[3](Dual Stack)主机同时运行IPV4和IPV6两套协议栈同时支持两套协议.目前主流操作系统正处于这一转变中.(2)隧道技术[3](Tunnel)这种机制体通过IPV4网络建立隧道实现IPV6站点之间的连接.隧道技术将IPV6的分组封装到IPV4的分组中封装后的IPV4分组将通过IPV4的路由体系传输分组报头的协议域设置为41 指示这个分组的负载是一个IPV6的分组以便在到达目的网络时恢复出被封装的IPV6分组并传送给目的站点.(3)NAT-PT[4](Network AddreSS TranSlation-Protocol TranSlation)除单点故障和性能问题需要解决外利用转换网关来在IPV4和IPV6网络之间转换以实现IPV4对IPV6的通信是可行的.根据IP报头的地址和协议的不同对IP分组做相应的语义翻译从而使纯IPV4和纯IPV6站点之间能够透明通信.3基于这三种基本技术的派生方案3.1IPV6小岛之间的通信3.1.1(手工)配置的隧道[3](Configured Tunnel)这种隧道的建立是手工配置的需要隧道两个端点所在网络的管理员协作完成.隧道的端点地址由配置来决定不需要为站点分配特殊的IPV6地址适用于经常通信的IPV6站点之间.采用这种机制的站点至少要具有一个全球唯一的IPV4地址站点中的外部路由器需要支持双栈.在隧道要经过NAT设施的情况下这种机制可能不可用.3.1.2自动配置的隧道[3](Auto-configured Tunnel)这种技术称为隧道自动配置协议ISATAP(Intra-Site Automatic Tunneling AddreSSing Protocol)已有标准草案.自动配置的隧道需要采用IPV4兼容的IPV6地址(IPV4CompatibleIPV6AddreSS0::IPV4ADDR/96)每个采用这种机制的主机都需要有一个全球唯一的IPV4地址.采用这种机制不能解决IPV4地址空间耗尽的问题.与NAT-PT结合可以使IPV4网络中的IPV6主机与路由器连接起来实现与外网的通信.3.1.3Tunnel Broker[5](TB)Tunnel Broker不是一种隧道机制而是一种方便构造隧道的机制可以简化隧道的配置过程适用于ISP不提供IPV6接入的用户获取IPV6连接的情况.用户可以通过Tunnel Bro-ker从支持IPV6的ISP处获得永久IPV6地址和域名这个操作一般通过浏览器就可以完成. Tunnel Broker要求隧道的双方都支持双栈.3.1.46oVer4[6]6oVer4也是一种自动建立隧道的机制采用这种机制的IPV6主机使用组播与该组播域中的IPV6路由器通信从而获得完全的IPV6功能.与3.2不同的是6oVer4利用IPV4的组播机制来实现连接(虚拟以太网)这种机制要求本地网络支持组播并且要求该网络内采用这种机制的主机和路由器都支持6oVer4.6oVer4不需要IPV4兼容的地址或手工配置的隧道适用于一个网络的内部.3.1.56to 4[7]作为一种过渡性的解决方法,6to 4也是一种自动构造隧道的机制.这种机制要求站点采用特殊的IPv 6地址(2OO2,IPv 4ADDR ,,/48),每个采用6to 4机制的站点必须至少具有一个全球唯一的IPv 4地址.由于这种机制下隧道端点的IPv 4地址可以从IPv 6地址中提取,所以隧道的建立是自动的.这种机制适用于运行IPv 6的站点之间的通信.6to 4要求隧道中至少有两台路由器支持双栈和6to 4.6to 4机制还允许在采用6to 4的IPv 6站点和纯IPv 6站点之间通过中继路由器(6to 4Relay Router )进行通信,这时不要求通信的两个端点之间具有可用的IPv 4连接,中继路由器建议运行BGP 4+.3.1.6BGP Tunnel [8]这种机制适用于IPv 6小岛之间的通信,每个小岛可能包括多个站点,甚至超出一个自治域.与自动隧道不同,这种隧道建立在路由器之间.与6to 4不同,采用这种机制的小岛不必采用特殊的6to 4IPv 6地址,而只需为边界路由器分配一个IPv 4地址以及由此派生出的IPv 4兼容的IPv 6地址.这种机制需要本地网络的边界路由器运行MP BGP 协议.作为建议的这个草案,最近6个月来没有更新.3.2IPV 6小岛与IPV 4海洋之间的通信3.2.1Dual Stack Model [9]在这种模型下,任意节点都是完全双栈的.这时不存在IPv 4与IPv 6之间的相互通信问题,但是这种机制要给每一个IPv 6的站点分配一个IPv 4地址,因此不能解决IPv 4地址空间耗尽的问题.3.2.2Limited Dual Stack Model [9]在这种模型下,服务器和路由器仍然是双栈的,而非服务器的主机只需要支持IPv 6.这种机制可以节省大量的IPv 4地址,但是在纯IPv 6和纯IPv 4节点之间的通信将会出现问题.3.2.3SIIT [1O](StateleSS IP /ICMP TranSlation )SIIT 定义了在IPv 4和IPv 6的分组报头之间进行翻译并对ICMPv 4和ICMPv 6的错误信息进行转换的方法,这种翻译是无状态的,因此对于每一个分组都要进行翻译.这种机制可以和其它的机制(如NAT PT )结合用于纯IPv 6站点同纯IPv 4站点之间的通信,在采用网络层加密和数据完整性保护的环境下这种技术不可用.3.2.4NAT PT [4](Network AddreSS TranSlation Protocol TranSlation )这种机制在IPv 4分组和IPv 6分组之间进行报头和语义的翻译,这种转换一般都是基于会话的,因此是有状态的.NAT PT 适用于纯IPv 4站点和纯IPv 6站点之间的通信.对于一些内嵌地址信息的高层协议(如FTP ),NAT PT 需要和应用层的网关协作来完成翻译[11,12].这种技术在采用网络层加密和数据完整性保护的环境下将不能工作.与IPv 4下的NAT 相似,在地址转换的基础上还可以进一步加入端口转换,构成NAPTPT .北邮IPv 6研究小组已据此建立了一个实验系统[13].3.2.5BIS [14](Bump In the Stack )这种技术允许不支持IPv 6的应用程序能够透明的访问纯IPv 6站点.这种机制要求主机必须是双栈的,同时要在该主机的协议栈中插入三个特殊的扩展模块,域名解析模块~地址映射模块和报头翻译模块,通过截取网卡驱动程序与IPv 4层的通信流进行翻译,相当于在主机的协议栈中使用了NAT PT .3第4期马严,IPv 4向IPv 6过渡技术综述4北京邮电大学学报第25卷3.2.6BIA[15](Bump-In-the-API)这种技术同BIS类似只是在API层次而不是在协议栈的层次上进行分组的翻译实现起来比BIS要简单一些.目前已有一些试验系统在运行.3.2.7SOCKS GateWay Mechanism[16]这种方法通过对原有SOCKS协议(RFC1928)的扩展利用应用层网关的翻译实现IPv4/IPv6的通信.这种机制不需要修改DNS或者做地址映射可用于多种环境.但是这种技术需要采用SOCKS代理服务器并在客户端安装支持SOCKS代理的软件对于用户来讲不是完全透明的.3.2.8TRT[17](Transport Relay Translator)这种机制和SOCKS64相似但是它是在传输层进行操作而不是在网络层.TRT就相当于TCP/UDP层的代理服务器.TRT将{TCP UDP}/IPv6与{TCP UDP}/IPv4互相转换完成纯IPv6主机与纯IPv4主机的通信.3.2.9DSTM[9](Dual Stack Transition Mechanism)这种机制适用于支持双协议栈但是主机没分配全球唯一IPv4地址的IPv6站点主动同纯IPv4站点之间通信的情况.采用DSTM的双协议栈主机在同纯IPv4主机通信时将会临时得到一个IPv4地址(可采用扩展的DHCPv6)并反映到DNS中.采用DSTM技术的网络内部使用IPv6的路由体系IPv4的数据报将会被封装到IPv6数据报中在IPv6网络内传输.3.2.1O ALG[4](Application Level GateWay)这种方法在IPv4中即已得到广泛应用比较有代表性的是HTTP协议的代理.ALG和TRT~SOCKS64类似不同点在于ALG是应用层的网关.这种方法需要有专门的代理服务器针对不同的应用要设置不同的代理灵活性较差.与NAT-PT结合运用可支持某些在数据报中携带IP地址的应用.3.2.11IPv6over UDP[13]通过称作Teredo的无状态服务器和起路由器作用的Teredo代理位于一个或多个IPv4NAT设备之后的IPv6主机可以利用UDP协议传输IPv6数据报.这是个2OO2年九月刚发布的方案.3.2.12IGMP/MLD Proxying(mtp)[15]IGMP/MLD是对SIIT和NAT-PT的补充弥补其只能处理单播的局限可以实现IPv4主机与IPv6主机之间的组播通信.4总结以上是目前存在的一些由IPv4网络过渡到IPv6的机制无论采取哪一种机制对DNS 的扩展都是必须的[18].这些过渡机制仍不是普遍适用的常常需要和其它技术组合使用.在实际应用时需要综合考虑各种实际情况来制定合适的过渡策略.目前NGtran工作组正在讨论给出一些实例引导IPv4向IPv6过渡.限于篇幅对GPRS和第3代移动通信系统向IPv6网演变时的技术路线本文没有予以讨论.参考文献:[1]Next Generation Internet -priorities for action in migrating to the neW Internet protocol IPV 6[EB /OL ].http ://WWW .ipV 6tf .org /PublicDocuments /com 2002-0096en 01.pdf ,2002-02-21.[2]Simple Internet Transition Mechanisms (SIT )[EB /OL ].http ://playground .sun .com /pub /ipng /html /ipng -transition .html [3]Gilligan R ,Nordmark E .RFC 2893-2000,Transition mechanisms for IPV 6hosts and routers [S ].[4]Tsirtsis G ,Srisuresh P .RFC 2766-2000,NetWork address translation -protocol translation (NAT -PT )[S ].[5]Durand A ,Fasano P ,Guardini I ,Lento D .RFC 3053-2001,IPV 6tunnel broker [S ].[6]Carpenter B ,Jung C .RFC 2529-1999,Transmission of IPV 6oVer IPV 4domains Without explicit tun-nels [S ].[7]Carpenter B ,Moore K .RFC 3056-2001,Connection of IPV 6domains Via IPV 4clouds [S ].[8]Tri Nguyen ,Gerard Gastaud ,Dirk Ooms .Connecting 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2001(12)10.Srisuresh P;Egevang K Traditional IP network address translator (traditional NAT)11.Nordmark E Stateless IP/ICMP translation algorithm (SIIT)12.Dupont F;Bound Jim;Alain Durand Dual stack transition mechanism(DSTM) 200213.Tri Nguyen;Gerard Gastaud;Dirk Ooms Connecting IPv6 domains across IPv4 clouds with BGP 200214.Carpenter B;Moore K Connection of IPv6 domains via IPv4 clouds15.Carpenter B;Jung C Transmission of IPv6 over IPv4 domains without explicit tunnels16.Durand A;Fasano P;Guardini I;Lento D IPv6 tunnel broker17.Tsirtsis G;Srisuresh P Network address translation-protocol translation (NAT-PT)18.Gilligan R;Nordmark E Transition mechanisms for IPv6 hosts and routers19.Simple Internet Transition Mechanisms(SIT)引证文献(25条)1.周金金.吉萌基于以太网交换机的IPv4/IPv6双协议栈研究[期刊论文]-计算机与现代化 2011(3)2.赵桂新.赵晶分析IPv4/IPv6过渡策略的选取[期刊论文]-山东轻工业学院学报（自然科学版）2011(1)3.王立超.唐学文.曹志通推动IPv4/IPv6过渡策略分析[期刊论文]-计算机技术与发展 2010(8)4.伍军云.李春泉IPv6过渡技术研究[期刊论文]-科技广场 2010(3)5.方加娟.黄春华IPv4向IPv6过渡技术浅析[期刊论文]-漯河职业技术学院学报 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ipv6网络隧道配置手册
IPv6 over IPv4 隧道两端的设备必须支持 IPv4/IPv6 双协议栈。
1-1
图1-1 IPv6 over IPv4 隧道原理图
IPv6 over IPv4 隧道对报文的处理过程如下： • IPv6 网络中的设备发送 IPv6 报文，该报文到达隧道的源端设备 Device A。 • Device A 根据路由表判定该报文要通过隧道进行转发后，在 IPv6 报文前封装上 IPv4 的报文
• 本文只介绍实现 IPv4/IPv6 过渡的隧道。 • GRE、MPLS TE 的相关介绍和配置请分别参见“三层技术-IP 业务配置指导”中的“GRE”、
MPLS 配置指导中的“MPLS TE”。
1.1.1 IPv6 over IPv4 隧道
1. IPv6 over IPv4 隧道原理 IPv6 over IPv4 隧道是在IPv6 数据报文前封装上IPv4 的报文头，通过隧道使IPv6 报文穿越IPv4 网 络，实现隔离的IPv6 网络的互通，如 图 1-1 所示。IPv6 over IPv4 隧道可以建立在主机—主机、主 机—设备或设备—设备之间。隧道的终点可能是IPv6 报文的最终目的地，也可能需要进一步转发。
头，通过隧道的实际物理接口将报文转发出去。 • 封装报文通过隧道到达隧道目的端设备 Device B，Device B 判断该封装报文的目的地是本设
备后，将对报文进行解封装。 • De文。如果目的地就是本设备，
则将 IPv6 报文转给上层协议处理。
IPv4到IPv6的过渡技术的应用
隧道中传输。当I Pv4数据报离开IPv4网络中的隧道时，再由实现了双协议 栈的路由器将其数据部分，即原来的I Pv6数据报交给I Pv6协议栈。但是隧 道技术不能实现I pv4主机与I Pv6主机的直接通信。
（三 ）NAT- PT技术 NAT- PT技术通过转换网关进行I Pv4地址和IPv6地址转换以及协议翻 译。转换网关作为通信的中间设备，可在IPv4和I Pv6网络之间转换I P报头 的 地址 ，同 时 根据 协 议不 同 对分 组做 相 应的 语 义翻 译， 从 而使 纯 I Pv4和纯 I Pv6站点之间能够透明通信。 四、IP V6在我校的应用实例 我 校的 核 心 设备 为 CI SCO6513，通 过 万兆 光 纤 连接 老 校 区的 三 层交 换 机CI SCO6509，通过1000Bas e-T和出口设备CI SCO6503相连。在我校设备中 采用双协议栈技术，在通畅运行I PV4的同时，I PV6技术在我校也被很好的 应 用； 同时 采 用地 址 头翻 译 技术 对 I PV6数据 包实 行 I PV4格式 的 封装 与 解封 装以 实现I PV4网 络和I PV6网 络的互 访，由 于我 校的I PV6 WWW服务 器及 I PV6的DNS解析已经成功建立和使用，所以在我校用户访问校外I PV6网络的 同时，校外用户也可以对我校的I PV6网络资源进行访问。然而，IPV6还不 得不依靠原有的I PV4设备进行网络间互访。 1．在核心设备6513的I Pv6配置如下： i nt er face Gi gabi t Et hernet 12/ 47 des cr i pt i on cumt IPv6 l i nk I Pv6 addr es s 2001: DA8: 100D: 1: : 2/ 64 i nt er face Vl an12 no i p r edir ects I Pv6 addr es s 2001: DA8: 100D: 2: : 1/ 64 I Pv6 enabl e I Pv6 rout e : : / 0 2001: DA8: 100D: 1: : 1 2．在出口设备Ci s co6503上的I Pv6配置如下： i nt er face Gi gabi t Et hernet 3/ 47 I Pv6 addr es s 2001: DA8: 100D: 1: : 1/ 64 I Pv6 rout e : : / 0 2001: DA8: A3: F00B: : 1 I Pv6 uni cas t - rout i ng i nt er face Tunnel 0 I Pv6 enabl e t unnel s our ce 202. 119. 200. 129 t unnel dest i nat i on 202. 112. 53. 38 t unnel mode I Pv6i p 3．教 育网 防火 墙上 的配 置如 下： acces s- l i st 102 ext ended per mi t i p any hos t 202. 119. 200. 129 五、 结束 语
基于双协议栈实现IPv4到IPv6过渡的设计
基于双协议栈实现IPv4到IPv6过渡的设计毕业论文（设计）开题报告系别:计算机与信息科学系专业:网络工程（1）基本原理：主机同时运行IPv4和IPv6两套协议栈，同时支持两套协议。
这是使IPv6节点保持与纯IPv4节点兼容最直接的方式，针对的对象是通信端节点（包括主机、路由器）。
支持双协议栈的ipv6节点与ipv6节点互通时使用ipv6协议栈，与ipv4节点互通时借助于4over6使用ipv4协议栈。
（2）IPv4/IPv6双协议栈结构：这是在同一个节点启用两种协议的协议栈结构，尽管两者都基于相同的物理平台，但由于IPv6和IPv4是不兼容的两种网络层协议, 而加载于其上的传输层协议TCP和UDP也有所不同，故形成了双协议栈结构，如下图1所示：图1 双协议栈结构（3）双栈方式的工作机制：链路层解析出接收到的数据包的数据段，拆开并检查包头。
如果IPv4/IPv6 包头中的第一个字段，即IP包的版本号是4，该包就由IPv4的协议栈来处理；如果版本号是6，则由IPv6的协议栈处理。
研究工作的进度安排2010年12月01日－12月10日与指导老师沟通交流，完成毕业论文选题2010年12月15日－12月18日搜集资料，查阅文献，完成开题报告并完成文献综述2011年01月10日—01月15日设计虚拟网络环境2011年01月16日—02月10日搭建该网络环境并记录详细的实验过程2011年02月12日—02月15日对实验进行调试和测试2011年02月16日—02月27日整理相关实验资料并完成概要2011年03月01日—03月06日根据整理出来的资料，完成毕业设计论文初稿2011年03月10日—03月15日修改毕业论文定稿，打印装订，准备参加答辩目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)1 IPv4过渡到IPv6的必然性 (2)1.1 报文格式对比 (2)1.2功能的差异 (2)2 过渡遵循的基本原则 (3)3 双协议栈工作原理 (3)3.1 原理 (4)3.2 工作方式约定 (4)3.3 双协议栈的模型 (5)4 网络环境模拟 (6)4.1 网络环境模拟软件 (6)4.1.1 GNS3 (6)4.1.2 VMware Workstation (6)4.2 过渡方案设计 (6)4.2.1 试验环境 (7)4.2.2 网络配置 (7)4.2.3 模拟测试结果 (9)5 总结 (10)参考文献 (10)Abstract (10)Key words (11)致谢 (11)基于双协议栈实现IPv4到IPv6过渡的设计网络工程专业指导教师[摘要] 如今，由于Internet的规模的不断地增大，庞大的网络设备需要更多的IPv4地址资源，然而目前的IPv4地址已无法满足Internet的高速地发展，再者就是物联网的逐步由实验室走到现实生活，无疑让本来就稀缺的IPv4地址资源更显不足。
IPv6网络建设初探
IPv6网络建设初探摘要：ipv6作为新一代互联网的核心协议，必将取代ipv4。
本文通过对ipv6特点和发展现状的简要描述，提出并分析了几种ipv4向ipv6的过渡技术，结合欧亚校园网特点，总结出欧亚校园网的ipv6迁移之路。
关键词：协议翻译机制（translation）双协议栈机制（dual stack）隧道机制（tunnel）1. 引言随着近年来互联网在各个领域内的空前发展，人们对信息资源的开发和利用进入了一个全新的阶段。
然而越来越多的网络问题也同样暴露在我们面前，如ipv4地址的急剧消耗将要枯竭等。
针对这些问题，1990年ietf开始着手开发ip的新版本ipv6。
新的版本在协议优化上做了很大的改变，使其在可扩展性、qos和安全性等方面都有卓越的表现。
2. ipv4到ipv6的几种过渡策略ipv4/ipv6过渡方案，一般来说可以分为三类：协议翻译机制（translation）即双协议栈机制（dual stack），隧道机制（tunnel），以及。
下面就这三种过渡技术作简要的介绍。
2.1 协议翻译技术。
目前网络中存在很多只支持ipv6或只支持ipv4的主机，这些主机之间要通信时就要采用协议翻译技术。
协议翻译对应了多种实现技术。
其中nat-pt和bis 应用于网络层，trt主要应用于汇聚层，应用层翻译代表技术有socks和bia。
bia和bis主要是针对主机终端通信提出的，这里我们重点介绍nat-pt技术。
nat-pt就是在做ipv4/ipv6地址转换（nat）的同时在ipv4分组和ipv6分组之间进行报头和语义的翻译（pt）。
适用于纯ipv4站点和纯ipv6站点之间的通信。
对于一些内嵌地址信息的高层协议（如ftp），nat-pt需要和应用层的网关协作来完成翻译。
实现了只安装ipv6的主机和只安装了ipv4主机的大部分应用的相互通信。
（1）当主机a向主机b发送数据之前，nat-pt网关向ipv6网络通告一个96位的地址前缀如2：：，这样主机b被标识为2：：2.2.2.2，该地址主机a就可以识别了，当数据到达网关时，网关根据地址映射的规则，再将目的地为2：：2.2.2.2的地址对应为主机b的ip地址，这样数据就被成功送往主机b。
IPv6过渡技术v2.2
# interface tunnel 0 ipv6 address 1:2::2/104 source ethernet0/0 destination 1.2.0.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4 # ipv6 route-static 1:: 64 tunnel0 #
# interface tunnel 0 ipv6 address ::1.2.0.2/96 source ethernet0/0 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnel #
24
第二章 隧道技术介绍
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
IPv6载荷 IPv6头部 GRE头部 类型 0x86dd IPv4头部 协议 47 封 装 顺 序
11
IPvRE隧道---转发流程
载荷 IPv6
载荷 IPv6 GRE IPv4
IPv4网络
GRE隧道
IPv6网络
14
第二章 隧道技术介绍
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
IPv6 GRE隧道 手动隧道 兼容自动隧道 6to4隧道 ISATAP隧道 6PE隧道
15
IPv6手动隧道---封装过程
IPv6载荷
IPv6头部
IPv4头部 协议 41
使用特殊的IPv6地址
IPv4兼容地址
::1.0.0.1
封 装 顺 序
::w.x.y.z
IPv4网络 兼容自动隧道 ::2.0.0.1
IPv4网络
IPv4网络
::1.1.1.2
兼容自动隧道
::2.1.1.2
IPv4与IPv6网络互联互通的方案设计
些参数 的修改并完成调用 。
图１ Ｉｖ 网 络 世 界 中 的 Ｉｖ 孤 岛 Ｐ４ Ｐ６
２ Ｉ ｖ 与 Ｉｖ 互 通 互 联 方 案 的设 计 Ｐ４ Ｐ６
， ／ 在给定Ｓｃ ｅ ｏｋｔ 上创建一个代理线程 。
ｐ ｂｉＨｔ Ｐ ｘ（ｏｋｔ） ｕ ｌ ｔ ｒ ｙＳｃｅ ｃ ｐｏ Ｓ ｛ｏｋ ｔｓｓ ｒ ； ｓｃ ｅ ；ｔ ｔ ｌ ＝ ａＯ ｐ ｂｉｖｉ ｒｅｏ （ ｔ ， ｏｌ ｎｂｏ ｓｒｔｒ ｓ Ｏ ｘｅｔ ｎ ｕ ｌ ｄ ｉ Ｌｇ ｉ ｂｏ ａ ｒ ｅ）ｈｏ Ｅ ｃｐｉ ｃｏ ｗ ｔ ｎｃ ｅ ｗ ｗ Ｉ ｏ ｛ ｇ ｒｅ ） ｌ ． ｉ（ ； ｏ ｗ ｔｃ １
成从Ｉｖ 向Ｉｖ 的过渡 ， Ｐ４ Ｐ ６ 是发展Ｉｖ首要解决 的问题 。 Ｐ６ 由此在相
变接机 交授讥
当长时 间内 ， ｖ节点之 间的通信还要 依赖于原有 Ｉ ４ Ｉ６ Ｐ Ｐ 网络 的 ｖ
设施 ， 同时Ｉｖ 节 点也必 不可少 的要与Ｉｖ 节 点通信 ， Ｐ６ Ｐ４ 因此过 渡是 不可避免的 ， 并且过渡必将是分布式的 、 渐进 的进行 。 据专 家的预测 ，过渡初期的 Ｉｔ ｔｊ ｎｅ ： 由少量运行 Ｉｖ 协议设备组 ｍｅ￣ ： Ｐ６ 成小的 网络 “ 孤岛” 和大量运行 Ｉｖ 协议 的设备组成 的“ Ｐ４ 海洋 ”
ｐ ｂｉ ｖｉ ｗｉ Ｌ ｇ ｙ ［ｙ ｓｎ ｓｔｉｔｅ， ｏｌ ｎｂｏ ｓ ｕ ｌ ｏ ｒｅ ｏ（ ｔ ｂｔ ， ｔｆ ｅ ｎ ｎ ｂｏｅ ｒ － ｃ ｄ ｔ ｂ ｅ ｅｉ ｏ ， ｌ ａ ｗ
ｅ】 ｈｏ ｓ Ｏ ｘｅｔ ｎ｛ｒｉｔ＿ ； ｌｎ ＋ ） ｒ ｔｒｗ Ｅ ｃｐｉ ｆ （ ０ ＜ｅ； ＋ ） Ｉ ｏ ｏ ｎｉ ｉ ｉ
技术 藤 与 市 场
ipv6实现方式
ipv6实现方式
IPv6实现方式包括以下几种：
1.原生IPv6实现：这是最基本的IPv6实现方式，只需使用IPv6协议栈即可。
2.隧道式IPv6实现：隧道式IPv6实现主要是在IPv4网络中建立一条IPv6隧道，将IPv6数据包封装在IPv4数据包中进行传输，以实现在纯IPv4网络中实现IPv6通信。
3.转换式IPv6实现：转换式IPv6实现是将IPv6数据包转换成IPv4数据包进行传输，通过一定的转换机制，将IPv6数据包转换为IPv4数据包，将IPv4数据包转换成IPv6数据包。
4.双栈式IPv6实现：双栈式IPv6实现使用两个协议栈（IPv4协议栈和IPv6协议栈）并行工作，以实现IPv4和IPv6的同时支持。
5.混合式IPv6实现：混合式IPv6实现结合了隧道式IPv6实现和转换式IPv6实现两种方式，在纯IPv4网络中使用IPv6隧道技术传输IPv6数据，同时也提供IPv6与IPv4之间的数据转换。
18 IPUA_615_C1 IPv4到IPv6的过渡技术 42
6to4地址
IPv6边缘网络的边界路由器可以基于每个 数据包，创建一个到对端IPv6网络的6to4隧道。边界 路由器的IPv6地址以前缀2002::/16开始，它的格式 如下表所示，这种类型的IPv6地址简称为6to4地址。
16 bits 2002 32 bits IPv4地址 16 bits 子网标识 64 bits 接口标识
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 让IPv4和IPv6共存于同一设备和网络中。 协议转换 让纯IPv6节点能够和纯IPv4节点互相通讯。 隧道技术 让IPv6业务在现有IPv4基础设施上传输。 6PE技术 让IPv6业务在IPv4的MPLS骨干网上传输。
IPv6路由的分发过程
IPv6数据包的转发过程
6PE单层标签配置实例
6PE单层标签配置实例
PE1的配置： PE1(config)#interface loopback1 PE1(config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.255 PE1(config)#interface fei_1/1 PE1(config-if)#ip address 172.1.1.1 255.255.255.0 PE1(config-if)#mpls ip R1的配置： PE1(config-if)#mpls ldp discovery transport-address interface PE1(config-if)#exit PE1(config)#interface fei_1/2 PE1(config-if)#ipv6 address 7777:1000::2/64 PE1(config-if)#ipv6 enable PE1(config-if)#exit PE1(config)#mpls ip PE1(config)#mpls ldp router-id loopback1 force //配置loopback1接口地址 作为LDP的路由器标识
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一：概述:
隧道技术提供了一种以现有IPv4路由体系来传递IPv6数据的方法：将IPv6
的分组作为无结构意义的数据，封装在IPv4数据报中，被IPv4网络传输。根据
建立方式的不同，隧道可以分成两类：(手工)配置的隧道和自动配置的隧道。隧
道技术巧妙地利用了现有的IPv4网络，它的意义在于提供了一种使 IPv6的节
点之间能够在过渡期间通信的方法，但它并不能解决IPv6节点与IPv4节点之间
相互通信的问题。
二：实验拓扑:
R1(s2/1)-(s2/1)R2(s2/2)-(s2/1)R3(s2/2)-(s2/1)R4
4台路由,R1,R4运行IPV6
R2,R3半边运行IPV4,半边运行IPV6
三：配置信息
R1#
ipv6 unicast-routing //开启IPV6单播路由功能
interface Loopback0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0 //配置环回接口做为它的
router-id
interface Serial2/1
ipv6 address 12::1/64 //IPV6地址
ipv6 ospf 1 area 0 //接口下启用ospf
R2#
ipv6 unicast-routing
interface Serial2/1
ipv6 address 12::2/64
ipv6 ospf 1 area 0
interface Serial2/2
ip address 23.0.0.2 255.255.255.0
interface Tunnel0 //在s2/1接口下打隧道
ipv6 address 10::1/64 //给隧道配置IPV6地址
ipv6 ospf 1 area 0 //启用ospf
tunnel source Serial2/2 //申明隧道源端
tunnel destination 23.0.0.3 //申明隧道目的端
tunnel mode ipv6ip //隧道模式是ipv6到ipv4
R3#
ipv6 unicast-routing
interface Serial2/1
ip address 23.0.0.3 255.255.255.0
interface Serial2/2
ipv6 address 34::3/64
ipv6 ospf 1 area 0
interface Tunnel0
ipv6 address 10::2/64
ipv6 ospf 1 area 0
tunnel source Serial2/1
tunnel destination 23.0.0.2
tunnel mode ipv6ip
R4#
ipv6 unicast-routing
interface Loopback0
ip address 4.4.4.4 255.255.255.0
interface Serial2/1
ipv6 address 34::4/64
ipv6 ospf 1 area 0
四：调试信息
R1#show ipv6 route
IPv6 Routing Table - 6 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS
summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF
ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
O 10::/64 [110/11175]
via FE80::C838:AFF:FE24:0, Serial2/1
C 12::/64 [0/0]
via ::, Serial2/1
L 12::1/128 [0/0]
via ::, Serial2/1
O 23::/64 [110/11239] //用隧道模式学习到了隔着ipv4
网络的远端ipv6路由
via FE80::C838:AFF:FE24:0, Serial2/1
L FE80::/10 [0/0]
via ::, Null0
L FF00::/8 [0/0]
via ::, Null0
R2#show ipv6 route
IPv6 Routing Table - 7 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP
U - Per-user Static route
I1 - ISIS L1, I2 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS
summary
O - OSPF intra, OI - OSPF inter, OE1 - OSPF ext 1, OE2 - OSPF
ext 2
ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2
C 10::/64 [0/0]
via ::, Tunnel0
L 10::1/128 [0/0]
via ::, Tunnel0
C 12::/64 [0/0]
via ::, Serial2/1
L 12::2/128 [0/0]
via ::, Serial2/1
O 23::/64 [110/11175]
via FE80::1700:3, Tunnel0
L FE80::/10 [0/0]
via ::, Null0
L FF00::/8 [0/0]
via ::, Null0
R1#ping 23::4
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 23::4, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max =
344/380/420 ms
R1#tr
R1#traceroute 23::4
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 23::4
1 12::2 132 msec 84 msec 104 msec
2 10::2 240 msec 352 msec 104 msec
//^-^看到是杂过去的了吧?发到ipv6的源端地址上走隧道过去的
3 23::4 332 msec 388 msec 356 msec
R1#ping 23.0.0.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 23.0.0.3, timeout is 2 seconds:
.... //注意这里不通
Success rate is 0 percent (0/4)
R1#show ip route
1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C 1.1.1.0 is directly connected, Loopback0
R1#tr
R1#traceroute 23.0.0.3
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 23.0.0.3
1 * * *
2 * * *
3 * * *
4 * * *
5 * * *
6 * * *
//traceroute也无路可走
//这是ipv6想与ipv4通信,说明它们无法通信.
所以隧道技术并不能解决IPv6节点与IPv4节点之间相互通信的问题