IPv6過渡技術可連通性及服務質量的研究

摘 要 早在2011年時，全球IPV4已經全部分配完畢，IPV6協議已經成為新一代的互聯網核心。IPv6協議功能雖然很強大，但由于與IPv4協議的兼容問題，它無法迅速地將IPv4的地位取代，兩種協議必將有一個共存的過渡期。IPv4協議與IPv6協議互連、互通并平穩過渡到純IPv6網絡需要選擇最合理的過渡方案是過渡期最重要的任務。

【關鍵詞】IPv6協議 過渡技術 可連通 服務質量

1 引言

從1981年到2011年這30年里，IPv4在發展中國家得到了迅猛的發展，隨著IPv4網絡的不斷壯大發展，可以被分配的數量迅速減少，至此具有全新的地址格式的IPv6誕生了。IPv6擁有128位極大的地址空間，很好的將地址匱乏等問題解決了。IPv6在很好地提升地址空間外還使用了分層尋址、高效的報頭格式和路由結構，IPv6具有內置IPSEC安全機制，應用全新的發現協議，并提供了有效的服務質量保證，并且IPv6在使用上具有良好的擴展性與移動性，可以即插即用使得連網更簡單方便。

2 IPV6過渡技術簡介

從過渡并不是簡單地協議轉換，其中還牽涉到國際組織-標準研究、政府-科研機構、網絡通信商-用戶、硬件-軟件等方方面面， 由于IPv4協議與IPv6協議的不兼容，使得過渡的過程非常緩慢。為了解決這個問題，發展了很多的過渡技術，最主要的有三類主要技術：雙棧技術、隧道技術、轉換（翻譯）技術。建設雙棧技術網絡一共有兩種模式，一種是完全雙棧網絡，另一種是有限雙棧網絡。

2.1 雙棧技術

在IPv4協議向IPv6協議過渡期中最依賴的技術就是雙棧技術，是一種可以獨立應用的過渡技術，同時又是所有過渡技術的根本。雙棧技術可以同時擁有兩類地址， 能同時收發IPv4和IPv6報文并按需求選擇使用。在雙棧模式下，一個雙棧主機可以與網絡中任何地址的主機進行通信。雙棧技術的特點是理解容易、配置快捷、連通性好、適用面最廣。雙棧路由器是隧道技術與轉換技術的必備設備，為隧道技術與轉換技術以及其他過渡技術提供了最重要的技術保障。無論哪種過渡方式都是要實現IPv4協議與IPv6協議可在網絡中同時存在和運行。

2.2 隧道技術

隧道是一種通信和封裝技術，是指將一種協議的數據傳輸單元封裝在另一種協議的報文中，使得這兩種協議之間能進行通信。隧道技術的傳輸是以IPv4網絡為介質的， 解決了 IPv6孤島網絡與遠程IPv6網絡之間的通信問題。隧道技術不需要配置大量的IPv6網絡專用設備，只需要在已有的IPv4網絡基礎上，便可提高IPv6網絡之間的可連通性，實現IPv6網絡資源的共享。

2.3 轉換技術

地址與協議轉換技術是解決純IPv4地址與純IPv6地址通信的技術。可以分為網絡層協議轉換、傳輸層協議轉換和應用層協議轉換。對于IPv6，目前最常見的協議轉換是NAT-PT技術。是建立IPv4地址和進程端口與IPv6地址的一一映射關系。NAT-PT可以維護特定的IPv4地址池供工Pv6地址轉換使用，或者可將工Pv4地址轉換成特定格式的IPv6地址，這樣就不用在IPv4中專門維護IPv6地址池，減輕了網絡管理的負擔。

3 IPV6過渡技術可連通實現及服務質量分析

由于IPv6協議與IPv4協議之間互不兼容，無法在兩種協議之間互相轉換，因此，IPv6過渡技術是在IPv6協議的產生的基礎上而產生的。1981年以來，由于過渡技術僅以過渡為目的，在設計這些技術時以簡單實用為主，所以在成本上就降低了很多，一些相關的技術在設計及使用上都頗受爭議。

3.1 IPV6過渡技術可連通性分析

在過渡期網絡中，各種過渡技術都會得到一定程度的應用，網絡一定是更復雜的網絡，而用戶一般會更加青睞那些原理易懂、配置簡單但功能強大的技術。對各種過渡技術一定了解的基礎上，通過上面的多種實驗，便已經對各個技術有了更加全面的了解和掌握，下面對幾種過渡技術作出的一些比較、分析和總結性的陳述。

3.2 IPV6過渡技術服務質量分析

對于雙棧協議的配置特點是簡單但是節點需要統一升級，雙棧協議的連通能力是連通性好（IPv4地址必須充足），但是不能解決純IPv4和純IPv6通信，雙棧協議的使用性好，易普及。

對于隧道協議的配置特點是配置情況復雜，網絡龐大時難以維護，而對于隧道協議的連通能力是只能解決IPv6網絡之間的通信， 不能解決純IPv4和IPv6通信，勢必會浪費現有IPv4網絡資源，很難普及到個人。

對于轉換協議的配置特點是配置簡單，不需要升級節點，能實現純IPv4和純IPv6通信， 能充分利用IPv4資源，實用性好。

4 結束語

網絡是精彩的同時網絡也是復雜的。對用戶來說，對于主機的快慢程度不是很在意，即使網絡很慢的情況下也是可以接受的，對于用戶而言最不能接受的是網絡的不連通。尤其是IPv4協議向IPv6協議過渡期中，兩種協議的種種不同是網絡互連互通的最大問題。要想享受高的網絡連通質量，對于網絡的要求必須是在連通的基礎上有好的服務質量。

參考文獻

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作者簡介

周力軍（1974-），男，湖南省長沙市人。大學本科學歷。現為黔南民族師范學院計算機科學系高級實驗師。主要研究方向為計算機科學與應用。

作者單位

黔南民族師范學院計算機科學系 貴州省黔南布依族苗族自治州 558000