1.引言

　　隨著近年來互聯網在各個領域內的空前發展，人們對信息資源的開發和利用進入了一個全新的階段。然而越來越多的網絡問題也同樣暴露在我們面前，如IPv4地址的急劇消耗將要枯竭等。針對這些問題，1990年IETF開始著手開發IP的新版本IPv6。新的版本在協議優化上做了很大的改變，使其在可擴展性、QOS和安全性等方面都有卓越的表現。?

　　目前，IPv6的已經得到了很大的發展。在國外，如美國和歐洲對IPv6的發展以研究和實驗為主體，亞洲國家則以商用及業務開展為中心，而我國的IPv6的發展，以研究和實驗為主。西安歐亞學院為了給在校師生提供良好的科研及教育環境，在IPv6成為必然趨勢得前提下，應考慮接入IPv6網絡。在仍以IPv4為主的今天，我們要清楚地認識到IPv4和IPv6必將長期并存，所以如何選擇適當的過渡方式完成向IPv6的遷移是一個值得深究的問題?

　　2. IPv4到IPv6的幾種過渡策略?

　　IPv4/IPv6過渡方案，一般來說可以分為三類：協議翻譯機制(Translation)即雙協議棧機制(Dual stack)，隧道機制(Tunnel)，以及。下面就這三種過渡技術作簡要的介紹。?

　　2.1協議翻譯技術。

　　目前網絡中存在很多只支持IPv6或只支持IPv4的主機，這些主機之間要通信時就要采用協議翻譯技術。協議翻譯對應了多種實現技術。其中NAT-PT和BIS應用于網絡層，TRT主要應用于匯聚層，應用層翻譯代表技術有Socks和BIA。BIA和BIS主要是針對主機終端通信提出的，這里我們重點介紹NAT-PT技術。?

　　NAT-PT就是在做IPv4/IPv6地址轉換(NAT)的同時在IPv4分組和IPv6分組之間進行報頭和語義的翻譯(PT)。適用于純IPv4站點和純IPv6站點之間的通信。對于一些內嵌地址信息的高層協議(如FTP)，NAT-PT需要和應用層的網關協作來完成翻譯。實現了只安裝IPv6的主機和只安裝了IPv4主機的大部分應用的相互通信。圖一說明，NAT-PT技術結合DNS-ALG是如何實現IPv4和IPv6主機之間的通信的。?

　　(1)當主機A向主機B發送數據之前，NAT-PT網關向IPv6網絡通告一個96位的地址前綴如2::，這樣主機B被標識為2::2.2.2.2，該地址主機A就可以識別了，當數據到達網關時，網關根據地址映射的規則，再將目的地為2::2.2.2.2的地址對應為主機B的IP地址，這樣數據就被成功送往主機B。?

　　但是當主機B要發送數據到主機A時，它因為不能識別IPv6的地址格式，這時是就要借助DNS-ALG來完成。假設主機A對應的域名為www.A.com，IPv6網絡中的DNS服務器對應的IPV4地址為3.3.3.3。

　　(2)主機B以域名的形式訪問主機A時，它會先向IPv6網絡的DNS發出請求，對主機A進行域名解析。請求到達網關后，網關會將該請求轉發給IPv6網絡中的DNS服務器，該過程包括對報文地址類型的轉換。DNS會回應網關該域名對應的IPv6地址為1::1。網關收到該回應后會在IPv4地址池中選擇一個IPv4地址如2.2.2.3來替換1::1，并將2.2.2.3和www.A.com這樣的對應關系告訴主機B。如此以來主機B知道了www.A.com對應的IPv4地址，網關也知道了2.2.2.3和1::1的對應關系，主機B向主機A發送的數據報就可以成功地被接收了。?

　　協議翻譯技術適用場合:IPv6小島與IPv4海洋之間的通信，該技術在拓撲結構上要求一次會話中雙向數據包的轉換都在同一個路由器上完成，所以它只能應用于一個路由器出口的網絡。他的優點是不需要進行IPv4、IPv6終端的升級改造，但是一些協議字段在轉換時不能完全保持原有的含義,協議轉換方法缺乏端到端安全性，而且它對網關的性能要求比較高，一般不建議采用。?

　　2.2隧道技術。

　　隧道策略是IPv4/v6綜合組網技術中經常使用到的一種機制。所謂“隧道”，簡單地講就是利用一種協議來傳輸另一種協議的數據技術。隧道包括隧道入口和隧道出口(隧道終點)，這些隧道端點通常都是雙棧節點。在隧道[FS:PAGE]入口以一種協議的形式來對另外一種協議數據進行封裝，并發送。在隧道出口對接受到的協議數據解封裝，并做相應的處理。根據應用環境的不同，其實現技術多種多樣，如ISATAP隧道，6to4隧道，6over4隧道等。?

　　ISATAP隧道通過將IPv4地址嵌入到IPv6地址當中，并將IPv6封包封裝在IPv4中傳送，在主機相互通信中抽出IPv4地址建立tunnel。雙棧主機支持ISATAP后會自動在該隧道接口上生成本地鏈路的前綴(fe80::開頭)和64位的接口標識符::0:5EFE:X.X.X.X(這里的X.X.X.X是雙棧主機的IPv4單播地址)，這樣就可以和同一子網內其他ISATAP客戶機進行IPv6通訊了；如果需要和其他網絡的ISATAP客戶機或者IPv6網絡通信，必須通過ISATAP路由器拿到全球單播地址前綴，通過路由器與其他IPv6主機和網絡通信。?

　　對于校園網中部分希望接入IPv6的終端來講，他要借助校園網并通過隧道技術連接到IPv6網絡，匯聚層或出口設備(如路由器)首先升級至雙棧的模式，再采用ISATAP主機-路由器的隧道部署方式。?

　　隧道技術可以有效地實現IPv4向IPv6的演進，他的優點在于隧道的透明性，可以降低網絡的投資。但是配置非常復雜，而且隧道技術只能實現IPv6主機之間的通信，對于IPv4和IPv6設備之間的通信則無能為力。?

　　2.3雙棧技術。

　　雙棧策略是指在網元中同時具有IPv4和IPv6兩個協議棧，它既可以接收、處理、收發IPv4的分組，也可以接收、處理、收發IPv6的分組。對于主機來講，“雙棧”是指其可以根據需要來對業務產生的數據進行IPv4封裝或者IPv6封裝。對于路由器來講，“雙棧”是指在一個路由器設備中維護IPv6和IPv4兩套路由協議棧，使得路由器既能與IPv4主機也能與IPv6主機通信，分別支持獨立的IPv6和IPv4路由協議，IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由協議進行計算，維護不同的路由表。?

　　如果要實現全網雙棧，則需要在所有的三層設備上啟用雙棧，如我們學校的出口路由器，核心路由交換機，防火墻都需要升級為可以支持雙棧功能。對于終端需要安裝相應的IPv6協議組，并配置有IPv6地址即可。雙協議棧主機可以通過對域名系統DNS的查詢知道目的地主機是采用哪一種地址。若DNS返回的是IPv4地址，源主機就使用IPv4地址。但當DNS返回的是IPv6地址時，源主機就使用IPv6地址。如圖三，所示全雙棧方式的組網方式而常用的雙棧遷移方式是從核心向邊緣的遷移。這涉及在出口路由器上實現兩個TCP/IP協議棧，接著是其他三層設備和防火墻，然后是服務器群，路由器，最終是桌面接入路由器。在網絡支持IPv6和IPv4協議后，這一過程將實現服務器上的雙棧，然后是邊緣計算機系統。在完全過渡到IPv6之前，使一部分主機或路由〖LL〗器裝有兩個協議棧，一個IPv4和一個IPv6。雙協議棧主機或路由器既能夠和IPv6的系統通信，又能夠和IPv4的系統通信。這種方式對網絡架構上不需要做很多的調整，可以根據建設進度及預算情況逐漸向IPv6過渡，是一種比較穩妥的方式。?

　　3.基于歐亞學院校園網的過渡方案?

　　到目前為止，過渡方案還都沒有脫離以上三種過渡技術的范疇。然而，這些方案都是針對某些特定情況，為滿足特定需求所制定的。在實際應用中還要結合實際的組網情況和需求差異選擇最合適的過渡技術和方案。?我校在考慮過渡IPv4至IPv6的過渡方案時，遵循如下一般性原則：?

　　(1)保證已有的IPv4應用在新的綜合組網環境中不會受到影響。?

　　(2)最大程度的保護已有投資，能通過升級實現的，盡量不要更換新的設備。?

　　(3)靈活組網，在資金允許的情況下使網絡漸進升級，不要求一步到位。?

　　(4)新的組網應當能充分體現出IPv6的優勢。我們不是為了接入IPv6而接入，而是希望能體驗到IPv6帶給我們在安全以及應用方面的新感受；?

　　(5)保證IPv4和IPv6主機互通。因[FS:PAGE]為只有網絡層面互通才談得上業務層面互通。?

　　歐亞學院于2004年建成了覆蓋全院的校園網，用于學校教學、辦公以及學生上網娛樂。因目前IPv4仍可以滿足正常的教學和辦公，沒有大規模的IPv6應用，所以前期先以建設實驗室出發，在不破壞現有的組網模式的前提下，小范圍的接入IPv6網絡，來滿足科研需求。日后隨著IPv6應用的逐漸普及再慢慢擴大建設規模。?

　　歐亞學院校園網絡核心和匯聚層設備分別采用了華為和神州數碼的中高端路由交換機，大多數網段的網關都由這三臺設備來承擔，方便我們日后逐步升級為雙棧。出口采用華為的NE路由器做NAT和出口路由選擇。這里我們計劃采用雙棧技術做IPv6接入，首先我們要將出口路由器升級為雙棧，并將其接入到IPv6網。新建的IPv6實驗室采用二層交換機將所有設備匯接到出口路由器上，同時實驗室的所有終端設備需要安裝雙棧協議。這樣當實驗室的設備需要訪問IPv6資源時，就通過出口路由器向外做連接。要訪問IPv4資源時，可通過出口路由選擇IPv4的出口，這樣的組網同樣滿足IPv6實驗室的終端對內網資源的訪問。當IPv6的接入需求逐漸增加時，我們可以將相應的核心及其對應的網關設備逐步升級為雙棧。(來源：《建筑科技與管理》 文： 編選：中國電子商務研究中心)

　　?參考文獻?

　　〔1〕Postel,“Internet Protocol”, RFC 0791, September?

　　〔2〕何濤等. IPv6試驗床的實踐與研究.計算機應用，2001.12?

　　〔3〕余冬梅,廖永剛,張秋余.基于IPv4網絡的IPv6隧道傳輸技術的研究J .計算機工程與設計, 2004,25 9 :1485-1487