IPv4向IPv6过渡技术的研究范玉宇摘要：本文首先探讨了IPv4向IPv6下一代网络演进过渡的必要性和协议过渡的基本原则。然后对双栈技术、隧道技术、翻译技术等各种过渡技术的详细介绍，比较各自的优劣及其适用范围。又对IPv4向IPv6过渡的场景和步骤进行分析，阐述了过渡时期策略选择的实时性和复杂性。展望IP互联网技术的发展未来，以平滑稳健的IPv4/IPv6过渡技术向下一代网络体系演进。关键词：IPv6；过渡技术；下一代互联网：TP393.041IPv4向IPv6过渡的必要性随着互联网技术的飞速发展，用户量和网络规模都在以几何方式骤增，32位的IPv4地址资源日趋枯竭。随着互联网应用的发展，IPv4协议也逐步暴露出其固有的缺点：庞大的路由表、支持移动性不足、信息安全保障有限、QOS问题等都亟待解决。而IPv6协议在设计过程中就综合考虑了以上这些因素，相比IPv4，不仅IPv6将地址扩充到128位，还拥有更强的安全性，以及对网络移动性的支持。因此，在互联网不远的未来，IPv6协议必将最终取代IPv4协议。然而如何从IPv4平滑、高效、稳健地过渡到IPv6网络，在技术、实施的各个环节中，都需要认真全面的加以考量。2IPv4向IPv6过渡的基本原则由于互联网网络系统的庞大与其架构的复杂性，要从纯IPv4网络完全过渡到纯IPv6网络，还需要相当长的一段时间，在这段时间里，网络上需要IPv4和IPv6共存。因而，在过渡期间，需要遵循一定的原则：（1）现有的主机可在任何时候升级，与其他主机、路由器的升级是完全独立的。（2）仅使用IPv6协议的新主机可以在任何时间加入网络，完全不受其他主机、路由器网络结构影响。（3）现有的IPv4主机在安装了IPv6的协议之后，仍能继续使用原有的IPv4地址。（4）可用比较简单的方式，将现有的IPv4节点升级至IPv6；用较少的准备就能部署新的IPv6节点。3IPv4向IPv6过渡的各种技术分析要实现IPv4向IPv6的过渡，主要涉及三大类别的技术：双栈技术、隧道技术和翻译技术。3.1双栈技术。双栈技术定义于RFC4213中，指在主机终端和通信网络上的每个网元节点都同时支持和配置IPv4和IPv6的两个协议栈，每个协议栈分别处理各自的数据包，实现IPv4或IPv6节点间通信。每个通信节点既分配IPv4地址，也分配IPv6地址。双栈技术对网络设备的要求比较高，双路由配置，增加网络的复杂度，提供完全IPV6兼容，但无法解决IPv4地址耗尽的问题。双栈技术是IPv4与IPv6节点兼容最直接的方式，也是其他过度技术的基础，目前广泛地应用于互联网早期变迁过程之中。3.2隧道技术。隧道技术是用一种协议传输另一种协议数据的技术，隧道技术只要求隧道两端的设备支持两个协议，它提供了一种用IPv4路由传输IPv6数据的方法。它又分为手工配置隧道、自动配置隧道。手工配置隧道技术，隧道是手工配置建立的，类似虚拟的点到点连接，在隧道两端人工配置单向隧道或者是双向隧道，在入口网元处把IPv6分组封装到IPv4分组中，在出口网元进行解封，还原数据，从而实现IPv6通过IPv4网络连接；自动隧道的拆除和建立都是动态的。它的出口地址由分组数据中的目的地址来决定。由其查找隧道终点方式的不同，又可分为自动配置隧道、6over4隧道和6to4隧道。隧道技术的优点在于它的透明性，IPV6主机之间可以忽略隧道的存在，而且隧道技术只对入口、出口设备进行改动，对网络其他部分没有要求，技术实现容易，但它只能解决IPv6节点间通信，仍不能解决IPv6与IPv4节点间通信的问题。这种技术适用于初期流量小、IPv6孤岛之间互通的场景。3.3翻译技术。为解决IPv6与IPv4网络资源互访问题，产生了翻译（协议转换）技术，将IPv4分组与IPv6分组相互转换，来实现不同协议应用之间的相互访问。其中主要包括SIIT和NAT-PT技术。（1）SIIT（无类IP/ICMP翻译技术）是IPv6/ICMPv6分组与IP/ICMPv4分组之间相互转换的算法。这种算法面向分组，无需保留每个连接的状态信息。（2）NAT-PT技术将IPv4地址NAT技术、SIIT技术、以及各种ALT技术相结合，通过NAT技术给IPv6主机动态分配IPv4地址进行地址翻译、ALG技术用于所传送数据中携带的网络地址（如DNS等）。翻译技术的优点是实现了IPv6与IPv4的互通，以及对现有IPv4资源的共享。缺点是破坏了网络端到端的...