校园网IPv4到IPv6过渡策略的研究
摘要： 随着互联网的不断普及与发展，ipv4地址已经分配殆尽。为了适应网络的发展，越来越多的企业需要将自己的网络升级为ipv6，各大高校将自己的校园网从ipv4过渡为ipv6成为必然趋势。本文分别分析、研究了双协议栈、隧道技术、首部转换三种策略，为ipv6校园网的过渡提供了理论参考。
abstract： with the growing popularity and development of the internet， the distribution for ipv4 address has been depleted. in order to adapt to the development of the network， more and more enterprises will need to upgrade their network to ipv6， and it has become an inevitable trend of transition of campus network from ipv4 to ipv6 for colleges and universities. this paper analyzes three strategies of double protocol stack， tunneling technology， first conversion， providing theoretical reference for the transition of campus network to ipv6.
关键词： ipv4；ipv6；过渡；策略
key words： ipv4；ipv6；transition；strategy
中图分类号：tp393                                      文献标识码：a                                  文章编号：1006-4311（2012）31-0186-02
0  引言
2012年7月，cnnic（中国互联网络信息中心）发布了《第30次中国互联网络发展状况统计报告》（简称《报告》）。 《报告》显示，由于ipv4地址已经分配完毕，2011年起我国的ipv4地址数量基本无变化，当前的ip地址的增长已经变为ipv6地址的增长，截止6月底，我国拥有ipv6地址数量比上年增速达33.3%，全球排名迅速提升至第3位，仅次于巴西与美国。为了不影响用户的正常使用，ipv4到ipv6的过渡工作成为企业网络工作的重点。使用过渡技术，让ipv6与ipv4共存一段时间，再逐步升级，这样给企业网或校园网提供了宝贵的升级准备时间。
由于互联网上的系统及服务数量众多，受影响的用户数量更是非常庞大。特别是目前校园网中很多路由器、交换机等设备并不支持ipv6，教师、学生们所使用的网络服务资源都是基于ipv4的。因此从ipv4过渡到ipv6不可能在短时期内完成，也就是说ipv4和ipv6在相当一段时间内将会共同存在于一个网络环境下。要实现ipv4到ipv6的平稳过渡，一方面要保证网络服务
不受中断与影响，另一方面还要避免给现有用户增加额外的工作量。为此，ietf（internet工程任务组）提出了双协议栈、隧道技术、首部转换三种过渡策略。
1  双协议栈策略
这种策略是指在单个站点同时运行ipv4和ipv6协议。ipv4和ipv6都是网络层上的协议，二者的功能也相近，它们的下层平台也相同，都是底层局域网或广域网技术。而它们的上层传输层也都采用tcp、udp协议，所以，一个站点是既可以与支持ipv4的站点通信，也可以与支持ipv6的站点通信。
在发送数据包时，支持双协议栈的站点根据目标地址协议类型选择自己的工作方式。如果目标地址为ipv4，则双协议栈站点使用ipv4协议；反之，则使用ipv6协议；如果目标地址是非ipv4兼容的ipv6地址，并为非本地在线网络，则该站点采用ipv6协议；如果将域名作为目标地址，则站点先要向dns查询，获得相应的ipv4/ipv6地址，然后根据所获得的结果进行相应的选择。
在接收数据包时，采用双协议栈的站点与其他类型的站点的工作方式没有什么不同。当数据tcp ip协议论文
到达数据链路层时，数据链路层将数据报拆开并检查包头。当ip包的版本号是4时站点采用ipv4协议处理；当ip包的版本号是6时站点采用ipv6协议处理。
但是，采用这种策略需要在网络基础设施上架设双路由通道，这样不仅增加了网络的复杂性，也给网络安全带来了一定的隐患。因此这种模式仅仅算是一个过渡行为。
2  隧道技术策略
当两个采用ipv6协议的站点相互通信时，数据报需要通过使用ipv4协议的设备时就可以使用这种隧道技术策略。也就是说，ipv6数据包在进入采用ipv4协议的设备之前会被封装成ipv4数据包，通过后再将这个封装拆除。这就好像是ipv6的数据包从采用ipv4协议的隧道通过一般。
ipv6数据包在ipv4隧道中传输时，原有的数据包头是没有被修改的，只是在原有ipv6数据包前面增加了一个ipv4的包头。这样以来，内部包头中含有原来ipv6会话的源地址及目标地址；外部包头中则含有隧道两头的ipv4会话的源地址及目标地址。隧道不仅要负责传输数据，隧道两端的设备还要能够将ipv6数据包封装和解封，因此隧道两端的设备必须同时支持ipv4与ipv6协议。
隧道技术是使用较多的过渡技术，它可以使通过隧道进行的两个站点感觉不到隧道的存在，因此也可以说它具有透明性。这种方式不需要专用链路和ipv6专用路由器，但是，在ipv4的线路上配置ipv6隧道的过程比较复杂，同时也存在很多限制，所以这种技术还需要进一步完善。
3  首部转换策略
这种策略又被称为nat-pt转换机制，这种策略主要用在当网络的大部分已经过渡到ipv6，但仍有某些系统使用ipv4时。这种方式是一种纯ipv6站点与纯ipv4站点之间互通的方式。当发送方采用ipv6接收方采用ipv4时，采用nat服务器将请求方的ip地址映射为接收方的目标地址类型，并在服务器上形成一个ipv4与ipv6地址映射表。

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