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(jié)構(gòu)，這從理論上講可以提供近43億的主機(jī)數(shù)量，但實(shí)際上所能分配的地址遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該數(shù)目。 IPv4地址以A、B、C等類別進(jìn)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(luò)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，旨在解決IPv4地址枯竭問題。 IPv6二進(jìn)位制下為128位長(zhǎng)度，以16位為一組，每組以冒號(hào):隔開，可以分為8組，每組以4位十六進(jìn)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(jí)），流

2、標(biāo)記（20比特，QoS服務(wù)質(zhì)量控制），分組長(zhǎng)度（16位），下一個(gè)頭部（用于入棧解碼，類似IPv4中的協(xié)議號(hào)），和跳段數(shù)限制（8位，生存時(shí)間，相當(dāng)于IPv4中的TTL）。后面是負(fù)載。MTU至少1280字節(jié)長(zhǎng)，在常見的以太網(wǎng)環(huán)境中為1500字節(jié)。負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)模式下最大可為65535字節(jié)，如果擴(kuò)展報(bào)頭設(shè)置了jumbopayload選項(xiàng)，則長(zhǎng)度值被置為0。- IPv4中所有報(bào)頭是以32bit為單元，基本長(zhǎng)度是4bit；而在IPv6基本報(bào)頭中，報(bào)頭是以64bit為單元，報(bào)頭的總長(zhǎng)度固定為40字節(jié)（320bit） IPv6基本報(bào)頭去掉了IPv4中的所有可選項(xiàng)，還減少、改變了許多IPv4中的字段，如取消了IP

3、v4報(bào)頭中的6個(gè)字段：頭標(biāo)長(zhǎng)度（4）、服務(wù)類型（8）、標(biāo)識(shí)符（16）、標(biāo)志（3）、分段偏移量（13）及報(bào)頭校驗(yàn)和（16）。- IPv6基本報(bào)頭增加了新的字段：數(shù)據(jù)流標(biāo)簽（20）。 這樣，盡管IPv6地址長(zhǎng)度是IPv4的4倍，但I(xiàn)Pv6的基本報(bào)頭只是IPv4報(bào)頭長(zhǎng)度的2倍，并且取消了對(duì)報(bào)頭中可選項(xiàng)長(zhǎng)度的嚴(yán)格限制，通過引入擴(kuò)展報(bào)頭擴(kuò)展報(bào)頭的概念，從而大大地增加了IPv6報(bào)頭的靈活性，也使得網(wǎng)絡(luò)中的中間路由器在處理IPv6協(xié)議頭時(shí)有更高的效率。- 網(wǎng)絡(luò)地址空間的極大擴(kuò)展 網(wǎng)絡(luò)地址表示法不同 網(wǎng)絡(luò)地址的分類方式不同 改進(jìn)的IP多播 服務(wù)質(zhì)量的保證- 從IPv4到IPv6的演進(jìn)是一個(gè)逐漸的過程,而不是徹

4、底改變的過程。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),IPv6節(jié)點(diǎn)之間的通信還要依賴于原有IPv4網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施,而且IPv6節(jié)點(diǎn)也必不可少地要與- 雙協(xié)議棧(DualStack) 隧道技術(shù)(Tunnel) 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù) 6to4技術(shù)- IPv6和IPv4是功能相近的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，兩者都基于相同的物理平臺(tái)，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(jié)構(gòu)可以看出，如果一臺(tái)主機(jī)同時(shí)支持IPv6和IPv4兩種協(xié)議，那么該主機(jī)既能與支持IPv4協(xié)議的主機(jī)通信，又能與支持IPv6協(xié)議的主機(jī)通信，這就是雙協(xié)議棧技術(shù)的工作機(jī)理。- 隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多局部的IPv6網(wǎng)絡(luò)，但是這

5、些IPv6網(wǎng)絡(luò)需要通過IPv4骨干網(wǎng)絡(luò)相連。將這些孤立的IPv6島相互聯(lián)通必須使用隧道技術(shù)。利用隧道技術(shù)可以通過現(xiàn)有的運(yùn)行IPv4協(xié)議的Internet骨干網(wǎng)絡(luò)（即隧道）將局部的IPv6網(wǎng)絡(luò)連接起來，因而是IPv4向IPv6過渡的初期最易于采用的技術(shù)。- 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(zhuǎn)發(fā)給目的站點(diǎn)。隧道技術(shù)只要求在隧道的入口和出口處進(jìn)行修改，對(duì)其他部分沒有要求，因而非常容易實(shí)現(xiàn)。但是隧道技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)IPv4主機(jī)與IPv6主機(jī)的直接通信。- 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)NAT-PT(

6、NetworkAddressTranslation-ProtocolTranslation)通過與SIIT協(xié)議轉(zhuǎn)換和傳統(tǒng)的IPv4下的動(dòng)態(tài)地址翻譯（NAT）以及適當(dāng)?shù)膽?yīng)用層網(wǎng)關(guān)（ALG）相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了只安裝了IPv6的主機(jī)和只安裝了IPv4機(jī)器的大部分應(yīng)用的相互通信。- 上述技術(shù)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(zhuǎn)換，我們期待IPv4和IPv6可在這一轉(zhuǎn)換過程中互相兼容。目前，6to4機(jī)制便是較為流行的實(shí)現(xiàn)手段之一。-轉(zhuǎn)換策略計(jì)劃者考慮的關(guān)鍵問題是當(dāng)使用者對(duì)ISP所提供的基本IPv6傳輸協(xié)議還沒有合理的選擇時(shí)，如何激活I(lǐng)Pv6路由域間的連通性。當(dāng)缺少本地IPv6服務(wù)

7、時(shí),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(shù)）。6to4是一種自動(dòng)構(gòu)造隧道的方式，它的好處在于只需要一個(gè)全球惟一的IPv4地址便可使得整個(gè)站點(diǎn)獲得IPv6的連接。在IPv4NAT協(xié)議中加入對(duì)IPv6和6to4的支持，是一個(gè)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(shí)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(dòng)提取，因?yàn)檎军c(diǎn)的IPv4地址包含在IPv6地址前綴中。- 6to4另一個(gè)讓人感興趣的特點(diǎn)是它可以自動(dòng)從IPv6地址的前綴中提取一個(gè)IPv4地址。通過這個(gè)機(jī)制，站點(diǎn)能夠配置IPv6而不需要向注冊(cè)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)IPv6地址空間。- 6to4機(jī)制還允許在采用6to4的IPv6站點(diǎn)和純IPv6站點(diǎn)之間通過中繼路由器(6to4RelayRouter)進(jìn)行通信，這時(shí)不要求通信的兩個(gè)端點(diǎn)之間具有可用的IPv4連接，中繼路由器建議運(yùn)行BGP4+(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議4.0版本-多