IPv4及IPv6共存策略及IPv6過渡技術概述
現今IP網絡仍然是以IPv4為主體,IPv6網絡只是得到小范圍的部署和商用,因此必然會在很長的一個時期內,IPv4及IPv6網絡必然會有共存的場景,那就需要考慮V4V6并存的策略和技術。
同時從IPv4過渡到IPv6不可能一氣呵成,這是一個綜合政治、經濟、商業、技術、方法、策略等各種因素的問題,因此IPv4到IPv6的過渡需要一個漫長的過程。在這個過程中,就不得不考慮過渡的策略和方法。以下是三種常見的共存策略和過渡技術:
雙棧DualStack
所謂的雙棧就是主機或者網絡設備同時支持IPv4及IPv6雙協議棧,如果節點支持雙棧,那么它能夠同時使用V4和V6的協議棧、同時處理IPv4及IPv6的數據。在雙棧設備上,上層應用會優先選擇IPv6協議棧,而不是IPv4。 比如,一個同時支持v4和v6的應用請求通過DNS請求地址,會先請求AAAA記錄,如果沒有,則再請求A記錄。雙棧是V4、V6并存及IPv6過渡技術的基礎。
就拿上圖來說,路由器就是一個雙棧設備,默認情況下路由器本身就已經支持IPv4,接口上也配置了IPv4的地址,已經能夠正常轉發IPv4的報文,此刻在激活路由器的IPv6數據轉發能力,再為接口分配IPv6的單播地址,那么這個接口又有了IPv6數據轉發能力。當然,此時對于路由器而言,IPv4及IPv6協議棧互不干擾,獨立工作。
隧道技術
隧道技術是一種非常經典的解決方案,被應用在各種場景中解決數據通信問題。核心思想其實就是在兩個通信孤島之間搭建一條點到點的虛擬通道,使得此二者能夠通過這條點到點隧道穿越中間的網絡進行通信。
上圖所示的場景中,R1及R2都連接到同一個IPv4網絡中,同時還各自連接一個IPv6網絡。此刻R1及R2均是雙棧路由器,而兩者各自下掛的這兩個IPv6網絡其實是信息孤島,彼此之間無法互相通信,因為要通信就需要經過中間的網絡,而中間的網絡是IPv4的,根本無法識別IPv6的數據。
這個場景相信在如今的網絡中是經常常見的,畢竟如今IP網絡的主體還是IPv4,IPv6的站點只是零星的建立,那么如何實現IPv6站點之間的相互通信呢?
在R1及R2之間利用隧道技術可以建立起一條點到點的通道,這條虛擬通道穿越了中間的IPv4網絡,使得兩個信息孤島之間能夠互通。實際上孤島之間的IPv6互訪流量還是經過中間的IPv4網絡進行轉發,只不過在被轉發的IPv6報文基礎之上增加了一個新的IPv4頭部,這個頭部我們稱之為隧道頭,正是這個隧道IPv4頭部,使得IPv6報文能夠被包裹在其中從而穿越中間的IPv4網絡。
NAT64
NAT64技術實際上是一種協議轉換技術,能夠將分組在V4及V6格式之間靈活轉換。當IPv4網絡的節點需要直接與IPv6網絡的節點進行通信時,默認情況下當然是行不通的,因為兩個協議棧無法兼容。但是借助一臺設備,由該設備來實現IPv6與IPv4的互轉,那么上述通信需求就可以實現了。