IPV4到IPV6的過度

1、7/4/2022劉瀟2131084-2Your footer here- InternetProtocolversion4 IPv4采用了32bit的地址結構，這從理論上講可以提供近43億的主機數(shù)量，但實際上所能分配的地址遠遠小于該數(shù)目。 IPv4地址以A、B、C等類別進行人為劃分。- InternetProtocolversion6 是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的最新版本，用于數(shù)據(jù)包交換互聯(lián)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡層協(xié)議，旨在解決IPv4地址枯竭問題。 IPv6二進位制下為128位長度，以16位為一組，每組以冒號:隔開，可以分為8組，每組以4位十六進制方式表示。- 有源和目的地址，協(xié)議版本，通信類別（8位，包優(yōu)先級），流

2、標記（20比特，QoS服務質量控制），分組長度（16位），下一個頭部（用于入棧解碼，類似IPv4中的協(xié)議號），和跳段數(shù)限制（8位，生存時間，相當于IPv4中的TTL）。后面是負載。MTU至少1280字節(jié)長，在常見的以太網(wǎng)環(huán)境中為1500字節(jié)。負載在標準模式下最大可為65535字節(jié)，如果擴展報頭設置了jumbopayload選項，則長度值被置為0。- IPv4中所有報頭是以32bit為單元，基本長度是4bit；而在IPv6基本報頭中，報頭是以64bit為單元，報頭的總長度固定為40字節(jié)（320bit） IPv6基本報頭去掉了IPv4中的所有可選項，還減少、改變了許多IPv4中的字段，如取消了IP

3、v4報頭中的6個字段：頭標長度（4）、服務類型（8）、標識符（16）、標志（3）、分段偏移量（13）及報頭校驗和（16）。- IPv6基本報頭增加了新的字段：數(shù)據(jù)流標簽（20）。 這樣，盡管IPv6地址長度是IPv4的4倍，但IPv6的基本報頭只是IPv4報頭長度的2倍，并且取消了對報頭中可選項長度的嚴格限制，通過引入擴展報頭擴展報頭的概念，從而大大地增加了IPv6報頭的靈活性，也使得網(wǎng)絡中的中間路由器在處理IPv6協(xié)議頭時有更高的效率。- 網(wǎng)絡地址空間的極大擴展 網(wǎng)絡地址表示法不同 網(wǎng)絡地址的分類方式不同 改進的IP多播 服務質量的保證- 從IPv4到IPv6的演進是一個逐漸的過程,而不是徹

4、底改變的過程。在相當長的時間內,IPv6節(jié)點之間的通信還要依賴于原有IPv4網(wǎng)絡的設施,而且IPv6節(jié)點也必不可少地要與- 雙協(xié)議棧(DualStack) 隧道技術(Tunnel) 網(wǎng)絡地址轉換/協(xié)議轉換技術 6to4技術- IPv6和IPv4是功能相近的網(wǎng)絡層協(xié)議，兩者都基于相同的物理平臺，而且加載于其上的傳輸層協(xié)議TCP和UDP又沒有任何區(qū)別。由圖所示的協(xié)議棧結構可以看出，如果一臺主機同時支持IPv6和IPv4兩種協(xié)議，那么該主機既能與支持IPv4協(xié)議的主機通信，又能與支持IPv6協(xié)議的主機通信，這就是雙協(xié)議棧技術的工作機理。- 隨著IPv6網(wǎng)絡的發(fā)展，出現(xiàn)了許多局部的IPv6網(wǎng)絡，但是這

5、些IPv6網(wǎng)絡需要通過IPv4骨干網(wǎng)絡相連。將這些孤立的IPv6島相互聯(lián)通必須使用隧道技術。利用隧道技術可以通過現(xiàn)有的運行IPv4協(xié)議的Internet骨干網(wǎng)絡（即隧道）將局部的IPv6網(wǎng)絡連接起來，因而是IPv4向IPv6過渡的初期最易于采用的技術。- 路由器將IPv6的數(shù)據(jù)分組封裝入IPv4，IPv4分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口處，再將IPv6分組取出轉發(fā)給目的站點。隧道技術只要求在隧道的入口和出口處進行修改，對其他部分沒有要求，因而非常容易實現(xiàn)。但是隧道技術不能實現(xiàn)IPv4主機與IPv6主機的直接通信。- 網(wǎng)絡地址轉換/協(xié)議轉換技術NAT-PT(

6、NetworkAddressTranslation-ProtocolTranslation)通過與SIIT協(xié)議轉換和傳統(tǒng)的IPv4下的動態(tài)地址翻譯（NAT）以及適當?shù)膽脤泳W(wǎng)關（ALG）相結合，實現(xiàn)了只安裝了IPv6的主機和只安裝了IPv4機器的大部分應用的相互通信。- 上述技術很大程度上依賴于從支持IPv4的互聯(lián)網(wǎng)到支持IPv6的互聯(lián)網(wǎng)的轉換，我們期待IPv4和IPv6可在這一轉換過程中互相兼容。目前，6to4機制便是較為流行的實現(xiàn)手段之一。-轉換策略計劃者考慮的關鍵問題是當使用者對ISP所提供的基本IPv6傳輸協(xié)議還沒有合理的選擇時，如何激活IPv6路由域間的連通性。當缺少本地IPv6服務

7、時,提供連通性的解決辦法之一是將IPv6的分組封裝到IPv4的分組中（6over4隧道技術）。6to4是一種自動構造隧道的方式，它的好處在于只需要一個全球惟一的IPv4地址便可使得整個站點獲得IPv6的連接。在IPv4NAT協(xié)議中加入對IPv6和6to4的支持，是一個很吸引人的過渡方案。- 6to4采用特殊的IPv6地址使在IPv4海洋中的IPv6孤島能相互連接。此時IPv6的出口路由器與其他的IPv6域建立隧道連接。IPv4隧道的末端可從IPv6域的地址前綴中自動提取，因為站點的IPv4地址包含在IPv6地址前綴中。- 6to4另一個讓人感興趣的特點是它可以自動從IPv6地址的前綴中提取一個IPv4地址。通過這個機制，站點能夠配置IPv6而不需要向注冊機構申請IPv6地址空間。- 6to4機制還允許在采用6to4的IPv6站點和純IPv6站點之間通過中繼路由器(6to4RelayRouter)進行通信，這時不要求通信的兩個端點之間具有可用的IPv4連接，中繼路由器建議運行BGP4+(邊界網(wǎng)關協(xié)議4.0版本-多