iv向iv的過渡策略

IPv4向IPv6的過渡策略移動網(wǎng)絡(luò)向移動IPv6的過渡過程中，IPv4的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)將會在一段相當(dāng)長的時間里與IPv6共存，許多業(yè)務(wù)仍然要在IPv4網(wǎng)絡(luò)上運行很長時間，特別是IPv6不可能馬上提供全球的連接，很多IPv6的通信不得不在IPv4網(wǎng)路上傳輸，因此過渡機(jī)制非常重要，需要業(yè)界的特別關(guān)注和重視。IPv4向IPv6過渡的過程是漸進(jìn)的，可控制的，過渡時期會相當(dāng)長，而且網(wǎng)絡(luò)/終端設(shè)備需要同時支持IPv4和IPv6，最終的目標(biāo)是使所有的業(yè)務(wù)功能都運行在IPv6的平臺上。1、IPv4到IPv6的過渡方法從IPv4到IPv6的過渡方法有三種：網(wǎng)絡(luò)元素/終端的雙協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)中的隧道技術(shù)以及翻譯機(jī)制。其中雙協(xié)議棧和隧道技術(shù)是主要的方法，而翻譯機(jī)制由于效率比較低，只在不同IP版本的元素之間進(jìn)行通信時才采用。(1)網(wǎng)絡(luò)元素和移動終端上的IPv4/IPv6雙協(xié)議棧雙協(xié)議棧是非常重要的過渡機(jī)制，從網(wǎng)絡(luò)方面來看，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如GGSN)實現(xiàn)雙協(xié)議棧對于實現(xiàn)IPv4和IPv6的接入點并完成IPv6-in-IPv4的隧道都是至關(guān)重要的，另外運營商IP網(wǎng)絡(luò)和公眾因特網(wǎng)邊緣的邊際路由器也應(yīng)該是雙棧路由器。從移動終端來看，需要通過雙協(xié)議棧來訪問IPv4和IPv6的業(yè)務(wù)而不需要網(wǎng)絡(luò)上的翻譯機(jī)制。(2)隧道技術(shù)如將IPv6的數(shù)據(jù)包封裝在IPv4的數(shù)據(jù)包中并在隧道的另一端解除封裝，這也是一種非常重要的過渡方法，隧道技術(shù)要求在封裝和解除封裝的節(jié)點上都有IPv4/IPv6雙協(xié)議棧的功能。隧道技術(shù)又分為自動和人工配置兩種，人工配置的隧道技術(shù)是在隧道的終點人工配置到某個特定的IPv4地址；對于自動隧道技術(shù)來說，封裝是自動在進(jìn)行封裝的路由器/主機(jī)上完成的，隧道終點的IPv4地址被包含在目的地址為IPv6地址的數(shù)據(jù)包中，如“6to4”隧道技術(shù)。(3)網(wǎng)絡(luò)上的IPv4-IPv6協(xié)議翻譯器：翻譯器是純IPv4主機(jī)和純IPv6主機(jī)之間的中間件，使兩種主機(jī)不需要修改任何配置就可以實現(xiàn)彼此之間的直接通信，翻譯器的使用對于移動終端來說是透明的，頭標(biāo)轉(zhuǎn)換是一種重要的翻譯機(jī)制，通過這種方法IPv6數(shù)據(jù)包的頭標(biāo)被轉(zhuǎn)換為IPv4數(shù)據(jù)包的頭標(biāo)，或者反過來，IPv4轉(zhuǎn)換為IPv6，有必要的時候?qū)πｒ炦M(jìn)行調(diào)整或重新計算，NAT/PT(NetworkAddressTranslator/ProtocolTranslator)就是采用這種機(jī)制的一種方法。采用地址/協(xié)議翻譯器需要轉(zhuǎn)換IP數(shù)據(jù)包的頭標(biāo)，帶來的問題是破壞了端到端的服務(wù)(如端到端的IPSec)，而且NAT/PT可能成為網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸，有可能限制業(yè)務(wù)提供平臺的容量和擴(kuò)展性。使用網(wǎng)絡(luò)中的地址/協(xié)議翻譯器還是采用其它過渡方法主要由網(wǎng)絡(luò)運營商決定，一般來說，只有當(dāng)兩個通信節(jié)點的IP版本不同時才建議采用翻譯器。2、IPv4到IPv6的過渡階段圖1中給出了GPRS/WCDMA網(wǎng)絡(luò)過渡到IPv6的一個簡單描述，同樣的原則也適用于其它網(wǎng)絡(luò)類型。從圖1中可以看出，開始的時候是只支持IPv4的GPRS/WCDMA網(wǎng)絡(luò)，所有連接到因特網(wǎng)上的終端都是純IPv4的設(shè)備，NAT被用來節(jié)約公共的IP地址。這些網(wǎng)絡(luò)向IPv6過渡的過程可以分為三個階段：圖1IPv4過渡到IPv6的各個階段(1)第一階段：網(wǎng)絡(luò)中有著一個個單獨的IPv6孤島，它們之間的連接是通過在IPv4網(wǎng)絡(luò)上自動或人工配置“IPv6inIPv4”的隧道來實現(xiàn)的。在這個階段，向移動用戶提供的IPv6業(yè)務(wù)絕大多數(shù)是由運營商的內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(Intranet)提供的，其它的一些IPv6業(yè)務(wù)通過在IPv4網(wǎng)絡(luò)上的配置/自動隧道來實現(xiàn)，傳統(tǒng)的IPv4業(yè)務(wù)可以提供有IPv4或者雙協(xié)議棧的終端。在運營商的網(wǎng)絡(luò)上仍然有NAT，通過分配臨時地址來處理公共IPv4地址匱乏的問題。運營商的網(wǎng)絡(luò)上還可以安裝翻譯器(如NAT-PT)來完成IPv4與IPv6協(xié)議之間的翻譯轉(zhuǎn)換。(2)第二階段：這一階段IPv6已經(jīng)廣泛部署并且有了大量在IPv6平臺上實現(xiàn)的業(yè)務(wù)，但是由于IPv6網(wǎng)絡(luò)還不能達(dá)到完全連接，有時仍然需要IPv4網(wǎng)上的隧道技術(shù)來與IPv6節(jié)點連接通信。這個階段由于所有新業(yè)務(wù)都在IPv6平臺上實現(xiàn)，從而加速了IPv6的部署。從IPv6的發(fā)展趨勢來看，移動網(wǎng)絡(luò)將率先進(jìn)入這一發(fā)展階段。這時大量傳統(tǒng)的IPv4業(yè)務(wù)仍然存在，很多移動節(jié)點上都安裝了IPv4/IPv6雙協(xié)議棧。(3)第三階段：IPv6已經(jīng)獲得主導(dǎo)地位，IPv6網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實現(xiàn)了全球連接而且所有的業(yè)務(wù)都在IPv6平臺上運行，這時候?qū)⒉辉傩枰p協(xié)議棧功能或者地址/協(xié)議的翻譯機(jī)制，這使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加簡單，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)也更加容易。IPv6使得網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都有一個獨一無二的、全球可路由到的地址。3、IPv4向IPv6過渡的網(wǎng)絡(luò)模型3.1網(wǎng)絡(luò)模型圖2簡單地顯示出移動終端與GPRS核心網(wǎng)絡(luò)的連接，移動終端與GGSN接入點(AP)之間所建立的連接稱為分組數(shù)據(jù)協(xié)議(PDP)上下文，移動終端通過激活PDP上下文來獲取其IP地址，圖2中顯示了兩種不同的移動終端連接到GGSN的兩個不同的接入點上的情況。GGSN中的AP1是原生的IPv6，始終連接到IPv6環(huán)境中。AP2提供通過IPv4網(wǎng)絡(luò)隧道的IPv6連接，這一連接可以是“6to4”的、也可以是“4to6”的。AP3是原生的IPv4，提供到純IPv4服務(wù)/主機(jī)的連接。圖2到GGSN的IPv4和IPv6接入點的連接

圖3是過渡期網(wǎng)絡(luò)模型分析的簡單圖解，只顯示了移動終端和GPRS核心網(wǎng)。使用運營商本地的IPv4和IPv6業(yè)務(wù)(網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù))沒有必要采用公用IPv4地址或全球IPv6地址(站點本地IPv6地址就足夠了)。當(dāng)用戶離開運營商網(wǎng)絡(luò)時，通信流要通過邊緣路由器和防火墻，在這種情況下，需要公用IPv4地址和全球IPv6地址。獲取全球IPv6地址不是問題，但是運營商的公用IPv4地址非常有限，因此需要提供臨時的IPv4地址的機(jī)制，如NAT。當(dāng)通過IPv4網(wǎng)絡(luò)來連接某個IPv6主機(jī)時需要采用隧道技術(shù)，隧道的起點可以是GGSN、邊緣路由器、或者移動終端，隧道的終點可以是主機(jī)或者IPv6網(wǎng)絡(luò)邊緣的路由器(如圖3中的路由器1)，如果隧道在主機(jī)之前終結(jié)則由該路由器解開封裝。

圖3過渡期的網(wǎng)絡(luò)模型冊圖4顯示了徹雙棧移動終部端在某個僅作支持IPv酷4的外訪網(wǎng)疊絡(luò)上內(nèi)漫游，而用賓戶希望連接孤某個IPv猜6主機(jī)的情慣況。鏈路層學(xué)的移動性是戰(zhàn)指移動終端芝可以連接到吐其家鄉(xiāng)GG冊SN并獲得捐到IPv6蜂網(wǎng)絡(luò)的接入省，外訪網(wǎng)絡(luò)識上的SGS蛇N通過In陶ter—P冬LMN骨干籠網(wǎng)絡(luò)的GT筆P隧道，將流移動終端連獄接到家鄉(xiāng)的旬GGSN上變，Inte弊r-PLM肚N網(wǎng)絡(luò)連接昌運營商的G月PRS核心絨網(wǎng)和相關(guān)得乳有漫游協(xié)議秩的運營商網(wǎng)抬絡(luò)。境圖4鏈路蛙層的移動性纖——MT從略外訪網(wǎng)絡(luò)通御過PLMN刊骨干網(wǎng)之間知的網(wǎng)絡(luò)連接矮到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)偷GGSN和開某個IPv慢6主機(jī)慧3.2連趨接的不同組務(wù)合方式優(yōu)移動網(wǎng)絡(luò)、飾移動終端、茶連接到的不異同主機(jī)的I詢P版本都存喜在兩種可能稈性，它們之么間的連接會踏出現(xiàn)不同的苦組合方式。貓一條基本規(guī)堆則是：如果候兩個通信的逝IP節(jié)點的晃IP版本不孝同，網(wǎng)絡(luò)中超的某些節(jié)點縮就需要協(xié)議真翻譯。網(wǎng)絡(luò)音元素和移動鷹終端采用I卸Pv4/I朱Pv6雙協(xié)偷議棧是一個蒼確保通信節(jié)坊點能用同一匙種IP版本撥通信的很好抽的解決方案杯。掀在過渡期將禽會有三種不申同的網(wǎng)絡(luò)業(yè)疑務(wù)類型：咐(1)傳統(tǒng)議的IPv4僅業(yè)務(wù)通過全差球連接的I崇Pv4網(wǎng)絡(luò)快來傳輸：由跡于缺乏公用源IPv4地脫址，必須采受用私有IP挪v4地址和油NAT。困(2)IP乳v6網(wǎng)絡(luò)上端的IPv6政業(yè)務(wù)：這種斤情況下原生于的IPv6越路由即可完登成，不需要友IPv4網(wǎng)庭絡(luò)上的隧道皇或者協(xié)議翻復(fù)譯。您(3)IP再v4網(wǎng)絡(luò)上孔的IPv6傻業(yè)務(wù)：通信摧的IPv6堆節(jié)點/網(wǎng)絡(luò)甜通過IPv慶4網(wǎng)絡(luò)采用代隧道技術(shù)實雷現(xiàn)連接，有囑可能使用協(xié)派議翻譯。家使用以上三稀種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)慧的移動終端轉(zhuǎn)類型可以是刮純IPv4夫的終端(?？谝姷牡谝淮PRS/扯WCDMA撤終端)、雙虎IPv4/綿IPv6協(xié)走議棧的終端蘇、或純IP女v6的終端府(正在研發(fā)露階段)，同肌樣與之通信踐的對等主機(jī)攏也可以是雙旁協(xié)議棧、純匙IPv4或林者純IPv潤6的。疾3.3過催渡方式裳(1)純I廊Pv4終端見容純IPv4果終端主要是鴨第一代的G蟲PRS終端嗎，提供給純劇IPv4終予端的是純I底Pv4業(yè)務(wù)越，在很多情習(xí)況下沒有足就夠的公用I滋Pv4地址劣來分配給這收些移動終端方，因此通?；萸闆r下移動救終端分配到握的是私有I焰Pv4地址宜。如果一個懼擁有私有I寒Pv4地址挑的移動終端鴉要通過公用汁的IPv4推網(wǎng)絡(luò)連接到蘋某個主機(jī)上鄙，網(wǎng)絡(luò)中必臥須有NAT召。肥圖5描述了緩三種情況：褲景◆波移動終端連三接到同一網(wǎng)列內(nèi)的某個主柿機(jī)上，這時贏僅用私有I予Pv4地址紹就足夠了；蟲寒◆筍移動終端連皂接到公共因詳特網(wǎng)上的某攔個主機(jī)，移少動終端將從巡運營商的地爆址空間中分慣配到一個公島用IPv4揭地址并通過挽全球的IP渴v4路由來厲實現(xiàn)連接，果由于公用I族Pv4地址峰池中的地址列有限，圖5麻中的b)情復(fù)形很少發(fā)生突。賊◆漿移動終端有們一個私有的利IPv4地戰(zhàn)址，NAT杠分配一個臨伸時的公用I棒Pv4地址挪給它，移動公終端通過這晃個臨時的地蹦址實現(xiàn)連接桐。域圖5IP鉗v4終端連考接到不同的累IPv4主拔機(jī)警(2)雙協(xié)匆議棧的終端孔途如圖6所示疾，雙協(xié)議棧禍的移動終端新在IPv6取模式下操作繩——移動終谷端打開IP比v6類型的帽PDP上下竭文并且從G鎮(zhèn)GSN接收雞到一個全球徑的IPv6尚地址，該終斥端通過IP盲v6網(wǎng)絡(luò)連縱接到純IP惠v6主機(jī)上脈，這時所有猴的選路都是屠在IPv6提的域上，不唱需要任何翻躁譯機(jī)制，在辟這種情況下還純IPv6勞終端與雙協(xié)獵議棧終端的次工作方式是廳一樣的。于圖6移動盾終端連接到殊一個純IP韻v6主機(jī)因如圖7所示聲，PDP上婆下文在移動燒終端和GG筋SN(AP其類型是IP膝v6)之間攝打開，在這乖種情況下，雄邊際路由器側(cè)被配置為對稠IPv6分愛組封裝/解挎除封裝，因消此邊際路由允器是運營商版網(wǎng)絡(luò)上唯一讓需要公用I做Pv4地址包的設(shè)備。術(shù)圖7通過吳IPv4網(wǎng)丸絡(luò)或IPv璃6網(wǎng)絡(luò)連接點到IPv6歪主機(jī)院來自移動節(jié)宣點發(fā)送到主輪機(jī)的IPv混6數(shù)據(jù)包可爺以通過IP墊v4網(wǎng)絡(luò)上糊的隧道技術(shù)咽來傳輸，或燦者可以直接攤通過IPv靜6網(wǎng)絡(luò)傳輸暴。但在很多礎(chǔ)情況下不能艇通過IPv賀6網(wǎng)絡(luò)來發(fā)平送，因為還歇沒有直接的幻連接。秘發(fā)送到主機(jī)被的數(shù)據(jù)包采圈用“6to績4”類型的哄主機(jī)地址，左如果數(shù)據(jù)包咳的所有選路乖都是通過I濫Pv6網(wǎng)絡(luò)淹就不需要“獨6to4”臂隧道技術(shù)，再否則在邊際用路由器和路短由器1之間逢將采用自動恨“6to4味”隧道技術(shù)刮。吊如圖8所示態(tài)，雙協(xié)議棧閑的移動終端餡連接到純I容Pv4的主廚機(jī)(例如I腫Pv4的公頭司接入網(wǎng)絡(luò)踢上的郵件服蜂務(wù)器)上，涼雙協(xié)議棧的套移動終端在歲IPv4模盟式下工作，核由于公用I好Pv4地址案的缺乏而被財分配到一個仔私有的IP煎v4地址，袋需要用NA腿T來為移動將終端提供臨象時的公用I副Pv4地址師。愁圖8雙協(xié)標(biāo)議棧移動終它端連接到純搬IPv6主健機(jī)上為(3)純I削Pv6終端像葬純IPv6譽移動終端的剃通信與雙協(xié)估議棧終端的騾主要區(qū)別在路于：移動終咱端與純IP叮v4主機(jī)之且間的通信需距要在網(wǎng)絡(luò)上貫有翻譯器(臂如NAT-鐵PT)。胖如圖9所示等，純IPv代6移動節(jié)點弄從GGSN遮(GGSN鴿的AP類型蓋是IPv6防)獲得了全南球的IPv惹6地址，由匹于純IPv懸6移動終端島連接到的純池IPv4主攜機(jī)有公用I仆Pv4地址偶，因此需要蛛NAT-P評T和其它的卵翻譯機(jī)制來閑實現(xiàn)IPv諒6-IPv示4協(xié)議和地櫻址之間的翻不譯，邊際路蔽由器是雙協(xié)比議棧的路由眨器，既有全勉球的IPv清4地