IPv6技术培训-过渡技术篇

基于双协议栈技术IPV6过渡技术随着互联网的快速发展和IP地址的枯竭，IPv6被提出作为下一代互联网协议的标准。

然而，过渡到IPv6协议仍然面临许多挑战。

由于IPv4和IPv6不兼容，网络上存在大量的IPv4设备和应用程序，因此需要一种有效的过渡技术来平稳地将IPv6引入到现有的IPv4网络中。

基于双协议栈技术的IPv6过渡技术就是为了解决这个问题而提出的。

基于双协议栈技术的IPv6过渡技术，简称双栈技术，在已有的IPv4网络中增加一个独立的IPv6网络栈，从而在IPv4网络中可以同时支持IPv4和IPv6协议。

这种技术的好处是可以使现有的IPv4网络不受影响，同时也给予了更多的时间让应用程序和设备逐渐迁移到IPv6网络中。

双栈技术的实现需要IPv6协议栈的开发和支持。

现有的操作系统已经开始支持IPv6协议栈，这使得双栈实现相对简单。

在双栈中，每个主机都有两个IP地址，一个IPv4地址和一个IPv6地址。

两个协议栈分别负责处理IPv4和IPv6的网络通信。

在双栈技术中，主机和路由器都需要进行相应的配置和调整。

首先，主机需要进行双栈配置，包括IPv4和IPv6的地址配置、默认路由配置等。

其次，路由器也需要进行相应的配置，包括设定IPv6锚点、IPv4和IPv6路由的配置、IPv4到IPv6的转换配置等。

这些配置使得主机和路由器能够同时支持IPv4和IPv6的网络传输。

双栈技术在IPv6网络中的应用非常广泛。

它可以使IPv4和IPv6的相互通信成为可能，提供了IPv6过渡的平滑过渡方案。

同时，它也为IPv6网络的部署提供了一个有效的方式。

通过双栈技术，IPv6的网络部署可以逐渐推进，而不会对现有的IPv4网络造成太大的影响。

双栈技术也存在一些问题。

首先，由于IPv4和IPv6不兼容，双栈技术需要提供地址转换和协议转换的功能，这增加了网络的复杂性和管理的难度。

其次，双栈技术需要大量的IPv6地址，但是由于公共IPv6地址的紧缺，很多IPv6网络使用了私有IPv6地址和NAT64技术来解决这个问题。

IPv4/IPV6过渡技术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IPv4/IPV6业务共存技术•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。

主要的IPv4/IPV6业务共存技术又可分为•双栈技术•双栈技术通过节点对IPv4和IPV6双协议栈的支持，支持两种业务的共存。

•隧道技术•隧道技术通过在IPv4网络中部署隧道，实现在IPv4网络上对IPV6业务的承载，保证业务的共存和过渡•已定义的隧道技术种类很多，主要包括手工配置隧道、兼容地址自动配置隧道、6over4、6to 4、MPLS隧道、ISATAP、隧道代理等技术。

双栈技术•双栈是指同时支持IPv4协议栈和IPV6协议栈。

双栈节点同时支持与IPv4和IPV6节点的通信，当和IPv4节点通信时需要采用IPv4协议栈，当和IPV6节点通信时需要采用IPV6协议栈。

双栈节点访问业务时支持通过DNS解析结果选择通信协议栈。

即当域名解析结果返回IPv4或IPV6地址时，节点可用相应的协议栈与之通信。

•双栈方式是一种比较直观的解决IPv4/IPV6共存问题的方式，但只有当通信双方数据包通路上的所有节点设备(路由器等)都支持双栈技术后，这种方式才能充分发挥其作用。

•1、手工配置隧道•隧道技术是一种利用现有IPv4网络传送IPV6数据包的方法，通过将IPV6数据包封装在IPv4数据包中，实现在IPv4网络中的数据传送。

隧道的起点和终点设备都同时支持IPv4和IPV6协议的节点，隧道起点将要经过隧道传送的IPV6数据包封装在IPv4包中发给隧道终点，隧道终点将IPv4封装去掉，取出IPV6数据包。

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。

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。

ipv6过渡技术总结1500字随着互联网的快速发展，IPv4地址资源的短缺问题越来越严重。

为了解决这个问题，IPv6作为下一代互联网协议应运而生。

然而，由于网络上还存在大量的IPv4设备和服务，需要一种过渡技术来实现IPv4到IPv6的平滑过渡。

下面是对IPv6过渡技术的总结。

1.双栈技术(Dual Stack)双栈技术是最直接的IPv4到IPv6的过渡方式，即网络设备同时支持IPv4和IPv6协议栈。

通过在网络设备上同时配置IPv4和IPv6地址，实现IPv4和IPv6之间的互通。

这种方式简单、可靠，但需要占用较多的网络资源。

2.隧道技术(Tunneling)隧道技术通过在IPv6网络和IPv4网络之间建立隧道来进行通信。

IPv6数据包被封装在IPv4数据包中进行传输，然后在目标网络上解封装，将IPv6数据包还原。

常见的隧道技术有IPv6 over IPv4隧道和IPv6隧道自动配置协议。

3.转换技术(Translation)转换技术可以实现IPv4和IPv6之间的地址转换，使得IPv4设备可以访问IPv6网络，或者IPv6设备可以访问IPv4网络。

常见的转换技术有网络地址转换(NAT64)、地址前缀转换(AMT)和IPv6和IPv4互通IPv6 (IVI)等。

4.双协议栈技术(Dual Protocol Stack)双协议栈技术指的是在一个网络设备上同时运行IPv4和IPv6协议栈，通过一个转发引擎来实现IPv4和IPv6之间的互通。

双协议栈技术相比于双栈技术可以更好地支持IPv4和IPv6的独立管理，并且能够灵活地配置和升级网络。

5.混合栈技术(eDS-lite)混合栈技术是一种节省IPv4地址资源的方式，通过在IPv4较为充足的网络上使用IPv6来节省IPv4地址的使用。

网络上的IPv4数据包被封装在IPv6数据包中进行传输，然后在目标网络上解封装，将IPv4数据包还原。

总的来说，IPv6过渡技术是为了解决IPv4地址资源短缺问题，实现IPv4到IPv6的平滑过渡而存在的。

ipv6过渡技术总结1500字IPv6过渡技术是指在IPv4向IPv6过渡的过程中所采用的一系列技术手段，以确保网络的平稳过渡和互通性。

在IPv6过渡技术中，最常用的技术包括：1. 双协议栈（Dual Stack）：双协议栈是一种最简单的IPv6过渡技术，即在同一台设备上同时运行IPv4和IPv6协议栈。

通过双协议栈技术，设备可以同时支持IPv4和IPv6的通信，使得IPv6网络能够逐渐替代IPv4网络，同时兼容旧有的IPv4网络。

2. 隧道技术（Tunneling）：隧道技术是一种通过在IPv6网络中封装IPv4报文的方式来实现IPv4和IPv6之间的通信。

隧道技术可以将IPv4报文封装在IPv6报文中进行传输，在IPv6网络中解封装后，再将IPv4报文转发到目标IPv4网络。

通过隧道技术，IPv6网络可以与IPv4网络相互通信，实现平滑过渡。

3. NAT64/DS-Lite：NAT64/DS-Lite是一种将IPv6报文映射为IPv4报文的技术，用于实现IPv6网络与IPv4网络之间的互通。

NAT64技术将IPv6报文转换为IPv4报文传输给IPv4网络，而DS-Lite技术则是将IPv4报文转换为IPv6报文传输给IPv6网络，这两种技术结合使用可以实现IPv6和IPv4的互通。

4. 逐步部署（Incremental Deployment）：逐步部署是一种渐进式的IPv6过渡策略，即在现有的IPv4网络中逐步引入IPv6技术，将IPv6网络逐渐扩展，实现IPv6网络与IPv4网络的共存和互通，并最终使IPv6网络成为主导。

5. IPv6地址转换（IPv6 Address Translation）：IPv6地址转换是一种将IPv6地址转换为IPv4地址或将IPv4地址转换为IPv6地址的技术。

通过地址转换，可以实现IPv6和IPv4之间的互通，并为IPv6网络逐渐取代IPv4网络提供支持。

以上是IPv6过渡技术的主要技术手段，通过这些技术手段可以实现IPv6网络与IPv4网络的平稳过渡和互通。

IPv6过渡技术介绍IPv6是下一代互联网协议，它的引入解决了IPv4地址不足的问题。

然而，由于互联网上广泛采用的IPv4系统仍然在使用中，需要一种过渡技术来平稳地将IPv4迁移到IPv6上。

本文将介绍几种常见的IPv6过渡技术。

1. 双栈技术（Dual Stack）双栈技术是一种较为简单的IPv6过渡技术，它同时支持IPv4和IPv6两种协议。

通过在主机或路由器上安装并配置IPv4和IPv6协议栈，实现对双协议的支持。

这样，当IPv6可用时，主机或路由器可以使用IPv6进行通信，当IPv6不可用时，仍然可以使用IPv4。

2. IPv6隧道（IPv6 Tunneling）IPv6隧道技术是一种将IPv6数据包通过IPv4网络传输的技术。

在IPv6隧道中，IPv6数据包被封装在IPv4数据包中，通过IPv4网络传输到目的地，然后再解封装出IPv6数据包。

这样可以在IPv4网络中传输IPv6数据，实现IPv6网络的扩展。

3. IPv6转换（IPv6 Transition）IPv6转换技术是将IPv6数据包转换为IPv4数据包或将IPv4数据包转换为IPv6数据包的过程。

常见的IPv6转换技术包括IPv6 over IPv4（IPV6在IPv4上运行）、IPv4 over IPv6（IPv4在IPv6上运行）、NAT64等。

4. 双协议栈（Bump-in-the-Stack）双协议栈是一种在传输层上进行IPv4与IPv6转换的技术，它通过在传输层拦截IPv4或IPv6数据包，然后将其转换为另一种协议，最后再交付给目标主机。

这种方法通过网络协议栈的修改来实现IPv4与IPv6互通。

5. NAT64（Network Address Translation IPv6 to IPv4）NAT64是一种IPv6到IPv4的网络地址转换技术，它允许IPv6主机访问IPv4资源。

在NAT64网络中，IPv6数据包被封装为IPv4数据包，并通过NAT64网关进行转换。

基于隧道的IPv6过渡技术[日期：2006-05-31] 来源：作者：[字体：大中小]刘云摘要IPv6代替IPv4是网络发展的必然趋势，隧道为IPv6端到端的分组穿越广泛分布的IPv4互联网提供了方便的虚拟链路。

本文在简要介绍隧道概念的基础上，讨论实现隧道配置的几种典型方法，着重分析隧道代理(Tunnel Broker)的组成及实现。

关键字隧道代理域名服务器IPv6地址IPv4地址1 引言随着互联网的飞速发展，其规模以近乎于指数的趋势增长，IPv4的地址空间面临即将耗尽的危险，40亿个IPv4的地址已经用掉了3/4。

另外，Internet早期由于缺乏规划，造成了I P地址分配“贫富不均”的现象，少数团体与单位占用了许多A类地址，如MIT与AT&T就各自占用了1600万个IP地址。

后来的大部分国家就只能申请余下的C类地址，特别是像中国、日本这些国家，需要大量IP地址却得不到足够多的地址。

IPv6是面向下一代Internet设计的网络层协议，IPv6与IPv4相比具有诸多的优越性：一方面IPv6将IP地址的长度由32位扩展到128位，这样就可以拥有远远超过IPv4的地址空间；另一方面IPv6提供更复杂的寻址与路由能力，这样就可以满足下一代移动数字电话等新应用的更高要求。

IPv6和IPv4的报文格式并不兼容，前者代替后者已 晌 绶⒄沟谋厝磺魇疲 欢 钟蠭Pv4网络是如此的庞大，以至于短时间之内不可能将它全部废除。

因此，从IPv4向IPv6过渡需要一个相当长的过程，在此期间，必须保证IPv4和IPv6具有互操作性。

本文重点阐述从IPv4向IPv6过渡所采用的，能够保证IPv4和IPv6具有互操作性的隧道代理技术。

2 隧道简介隧道是IPv4向IPv6过渡过程中经常使用的一种机制。

所谓隧道，简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据的技术。

隧道包括隧道入口和隧道出口，这些隧道端点通常都是双栈节点。

网络基础IPv4 to IPv6过渡技术在IPv4到IPv6过渡的初期阶段，可以看到有三类过渡需求：第一，需要有一些网络节点能够同时支持IPv4和IPv6，特别是连接IPv4和IPv6网络的网关设备必须具有这种能力。

第二，必须使IPv6孤岛网络能够穿越通过基于IPv4的网络主体实现互联互通。

第三，IPv4和IPv6网络之间必须能够相互访问对方网络中的资源。

对应于这三类需求，可以分别采用双栈技术、隧道技术和互通技术来应对。

1．双栈技术“双栈”是指单个节点同时支持IPv4和IPv6协议栈，这样的节点既可以基于IPv4协议直接与IPv4节点通信，也可以基于IPv6协议直接与IPv6节点通信，因此它可以作为IPv4网络和IPv6网络之间的衔接点。

很明显，无论是隧道技术中隧道的封装和解封装设备，还是互通技术中的NAT-PT（Network Address Translation-Protocol Translator，NAT协议转换器）设备或者ALG（Application Level Gateway，应用层网关）设备，本身都必须是双栈设备，因此双栈技术是各种过渡技术的基础。

由于双栈设备需要同时运行IPv4和IPv6两个协议栈，因此需要同时保存两套命令集，同时计算、维护与存储两套表项，对网关设备而言，还需要对两个协议栈进行报文转换和重封装，所以运行双栈的设备明显要比只运行一个协议栈的设备负担更重，对设备的性能要求更高，维护和优化的工作也复杂。

双栈技术除了用在IPv4和IPv6间的网关设备上以外，还可以用来组建小型的IPv4和IPv6混合型网络。

在这种网络中，所有的网络节点都是双栈主机，都可以直接访问IPv4或者IPv6网络中的资源，这样的双栈网络不存在互通问题，有一定的方便性。

但是它需要为网络中的每个IPv6节点同时分配一个IPv4地址，不但仍然受制于IPv4地址资源不足的问题，而且对每个节点的性能要求都比较高，势必会增加用户建网和维护的成本，因而仅适合于IPv4 to IPv6过渡的初期或者后期，在IPv6或者IPv4的小型孤岛上组建这种网络。

外文译文IPv4地址耗尽后轻量级的双栈宽带部署摘要在过去的十几年中人们一直认为IPv6过渡会基于双栈模型，在耗尽IPv4资源之前大部分方案都会按这种方式对报文进行转换。

但它并没有发生，而如果没有大规模的IPv6部署，IANA的空闲地址池即将耗尽。

本文修正了双栈模型，并引入了轻量级的双栈模型技术，以在IPv6部署的问题上更好地平衡花费和利益之间的关系。

轻量级的双栈模型为两种不同的协议间架起了一座桥梁，为因特网提供了在IANA IPv4地址池耗尽后继续前进的道路。

第一章引言本文陈述了关于IPv4地址耗尽后IP部署问题的一些观点，以及一些必要的实现的技术。

这些观点仅仅表达了作者的一些意见，并不表示Comcast公司会部署它或者Cisco 公司会实现这项技术。

1.1 规定的语言在本篇文章中的关键词如“必须”，“必须不”，“要求”，“会”，“不会”，“应该”，“不应该”，“推荐”，“可能”和“可选的”应该按照RFC2119所描述的去理解。

1.2 术语本文将区分具有双栈能力和提供了双栈能力设备之间的区别。

前者是指从网络层到应用层，都实现了IPv4和IPv6的设备，而后者是指此设备在它的接口中同时拥有IPv4地址和IPv6地址。

通过进一步区分直接由服务提供者提供的接口和用户提供的接口之间的区别，本文将进一步提炼双栈这个概念。

1.3 IPv4地址比预期更早被耗尽IANA空闲地址池（即未被使用的地址池）中的全球公共IPv4地址消耗的速度比几年前预期要快，现的的模型显示IPv4地址可能在2010年或者2011年被耗尽（更多细节请参考）。

这些预测是基于未来地址的消耗速度和今天的速度相似，通过观察近期的地址消耗图可以预测未来的地址消耗趋势。

当然，我们不考虑当面临着地址迫切的紧缺时，人们会某种采取大型的IP技术部署方案或以其它方式来缓解地址的紧缺。

预测IANA空闲地址池的准确耗尽时间超出了本文的范围，但是从中却可以得到一个结论：不久的将来，IPv4地址将不可能被大量地提供，这样任何新的宽带部署方案可能需要考虑：不向边界设备面向WAN一端的接口提供IPv4地址。

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。