IPV4/V6組網探討

劉 堅

江西應用工程職業學院，江西 萍鄉 337042

0 引言

網絡技術的飛速發展，導致了IPV4地址的枯竭。特別是對于我國這樣的網絡發展起步較晚的國家IPV6的部署已經勢在必行（我國IPV4地址已經枯竭），其128位的地址空間為我們提供了無限的應用可能。但IPV4有著最為廣泛的應用基礎，它將決定著IPV4不可能在短時間內被IPV6所取代。這意味著IPV4/V6必將長期共存于網絡。

1 組網原則

在進行IPV4/IPV6綜合組網時我們必須考慮組網所依據的原則。這些原則實際上就是綜合組網的基本需求和進行技術選擇的根本依據。

1.1 充分利用現有設施, 確保IPV4和IPV6主機之間的互通

在進行IPV4/V6綜合組網方案研究時需要考慮到現有的網絡設備和人才儲備和技術儲備以及投資規模。只有最大限度的利用好現有的網絡設備使網絡系統具有較好的兼容性的方案才會具有較好的實用性，才能夠得到網絡使用方的肯定和應用。在網絡建設方案中，我們必須充分考慮IPV4和IPV6同時共存的狀態，確保IPV4/V6主機能夠互通，其必須同時包括路由可達和IP數據包可達。只有基于這兩者才能進行應用層面的通信。

1.2 確保IPV4在綜合環境中的正常應用

IPV4在網絡中已經具有非常廣泛非常深入的應用，很多用戶已經習慣于對它的使用。我們在將IPV6技術引入時必須要注意它對現有IPV4業務的影響，不能因引入IPV6導致IPV4業務在可靠性、安全性以及網絡運行速度等方面造成不良影響。

1.3 設備更新當獨立，組網應靈活

在進行IPV4/IPV6網絡組建時一定要關注各設備之間的耦合和依賴。我們應該將一個較大的網絡劃分成不同的子網絡，這樣就能夠按照各個網絡的特點單獨選擇適合的組網技術。當然在選擇技術時要注意所選的技術應該不能夠對網絡中其他部分技術的選擇造成制約。另外在組網時也要注意賦予網絡足夠的靈活性，使得網絡支持逐步升級，為網絡最終實現IPV6時代提供平滑過度。

2 綜合組網技術選擇

IPV4向IPV6的過渡階段所采用的過渡技術主要包括3種：IPV6/V4雙棧技術、隧道技術、IPV4/V6協議轉換技術。

1）IPV6/V4雙棧技術：雙棧節點與IPV4節點通訊時使用IPV4協議棧，與IPV6節點通訊時使用IPV6協議棧。實現IPV4結點與IPV6結點互通的最直接的方式是雙棧技術。具有雙協議棧的結點稱作IPV6/V4結點，這些結點既可以收發IPV4分組，也可以收發IPV6分組。它們可以使用IPV4與IPV4結點互通，也可以直接使用IPV6與IPV6結點互通。雙棧技術不需要構造隧道，但隧道技術中要用到雙棧。所以雙棧技術是一切網絡過度技術的基礎。在其骨干網中，網絡設備必需能夠同時支持這兩種協議棧，并且連接雙棧網絡的接口一定要同時配置IPV4和IPV6地址。

2）隧道技術：提供了兩個IPV6站點之間通過IPV4網絡實現通訊連接，以及兩個IPV4站點之間通過IPV6的網絡實現網絡連接進行通訊的技術。出于投資的考慮，很難實現對原有IPV4網絡整體升級至IPV6/V4雙棧的模式，因此多采用將駐地網的匯聚層或出口設備首先升級至雙棧的模式，而匯聚層設備以下仍保持原有的IPV4網絡。ISATAP (站間自動隧道尋址協議)是一種地址分配和主機到主機、主機到路由器和路由器到主機的自動隧道技術，它為IPV6主機之間提供了跨越IPV4內部網絡的單播IPV6連通性。ISATAP一般用于IPV4網絡中的IPV4/V6節點間的通信。ISATAP隧道非常適用IPV4網絡中IPV6主機接入到IPV6網絡的通信或在IPV4網絡中的IPV6主機之間的通信。即它適合于被NAT網絡大量存在的校園網和企業網絡中使用。

NAT-PT技術：實現IPV4和IPV6協議棧的互相轉換，包括網絡層協議、傳輸層協議以及一些應用層協議之間的互相轉換。NAT-PT附帶協議轉換器的網絡地址轉換器,所有包括地址、協議在內的轉換工作都由網絡設備來完成。支持NAT-PT的網關路由器應具有IPV4地址池，在從IPV6向IPV4域中轉發包時使用,地址池中的地址是用來轉換IPV6報文中的源地址的。NAT-PT設備上需要設置IPV4主機的轉換規則、IPV6主機的轉換規則。

IPV4主機的靜態規則：一個IPV4主機對應一個虛擬的IPV6地址。

IPV4主機的動態規則：一組IPV4地址映射成IPV6地址，指定一個96位的前綴添加在原IPV4地址前面組成一個IPV6地址。

IPV6主機的靜態轉換規則：一個IPV6主機對應一個虛擬IPV4地址。

IPV6主機的動態轉換規則：一組IPV6主機與IPV4地址的對應關系，IPV4地址是多個IPV6主機共享的資源。

NAT-PT不必修改IPV4網絡就可實現內部網絡IPV4主機對外部網絡IPV6主機的訪問，且通過上層協議映射使大量的IPV6主機使用同一個IPV4地址，節省了寶貴的IPV4地址。但NATPT也有它的缺點，IPV4節點訪問IPV6節點的實現方法比較復雜，網絡設備進行協議轉換、地址轉換的處理開銷較大，并且屬于同一會話的請求和響應都要通過同一NAT-PT設備，對NAT-PT設備的性能要求很高。

3 結論

網絡技術的迅猛發展，IPV6取代IPV4已經是無法更改。但由于IPV4應用的廣泛性，使得網絡技術中必然長時間處于IPV4/V6并存的局面。因此在綜合建網時我們必須根據具體的應用要求，合理的規劃網絡方案，選擇適當的綜合建網技術使我們的網絡充分體現IPV6的技術優點，從而最終實現IPV4/ V6的平緩過渡。

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