怎样解决IPv4网络和IPv6网络的共存互通?
現在,業界一致認為IPv6技術是解決IP地址短缺問題的唯一可行的根本辦法。但由于IPv6與IPv4技術不兼容,且現有的IPv4設備和用戶數量龐大,在網絡演進過程中,需要解決異構網絡的共存互通問題。
解決IPv4地址短缺問題的技術實質上有兩個:一個是多級NAT(例如NAT444)技術,另一個是IPv6(完全相反)技術,兩者完全相反。長期而言,NAT技術不能從根本上解決網絡中地址不足的問題,反而會增加網絡的復雜性。現在,業界一致認為IPv6技術是解決IP地址短缺問題的唯一可行的根本辦法。但由于IPv6與IPv4技術不兼容,且現有的IPv4設備和用戶數量龐大,在網絡演進過程中,需要解決異構網絡的共存互通問題。
熱區轉移技術方案
IETF開發了三種機制,即雙棧機制、隧道機制和翻譯機制,其中兩種機制只解決了網絡層IPv4和IPv6網絡共存的問題,而翻譯機制則解決了不同網絡業務間的互通問題。自從IPv6標準發布以來,IETF已經開發出了多種IPv4和IPv6共存/過渡技術,但每種技術都只適合一個特定的應用場景,在實際部署時,需要根據具體的網絡拓撲和業務發展需求,結合多種技術。
最近,IETFv6ops、Behave和Softwire工作小組正在開發一些新的過渡技術方案,例如NAT444、6rd、DS-La、NAT64+S64,以及IVI等,其中6rd和DS-La方案通過隧道機制解決了異構網絡的共存問題,要想實現業務互通還需要結合翻譯技術;而NAT64+LaS64和IVI方案則可以解決IPv6用戶訪問IPv4網絡的業務資源問題,其中NAT64為有狀態翻譯,IVI為無狀態翻譯。
是444。
NAT444采用二級NAT技術,在客戶端網絡中使用一級NAT技術實現私網地址到私網地址的映射,第二級NAT技術用于運營商LSN(LargeScaleNAT),實現私網地址到公網地址的映射。這個方案的最大優點是技術比較成熟,并且在現在的網絡上已經部署了大量的NAT設備,對整個網絡的結構影響不大,但需要考慮客戶端地址與運營商指定的LSN地址之間的覆蓋問題,以及同一LSN用戶之間的尋址問題。并且采用這個方案,將會使運營商網絡向IPv6過渡。
六天后。
6rd是IPv4+6over4隧道的典型方案,IPv6overL2TP(可通過L2TP隧道遠程訪問IPv6用戶)也是如此。6rd是基于IPv4網絡快速引入IPv6的方案,而寬帶接入服務器等現有城域網絡的設備無需升級改造就能支持IPv6,而6rd網關則集中部署在城域網絡,6rd網關與主干網建立IPv6連接,用戶的CPE需要支持6rd。在IPv6用戶對網絡接入提出要求時,CPE與6rd網關建立IPv6overIPv4隧道,IPv6通過隧道轉發給6rd網關,并在IPv4用戶的訪問路徑上保持原有。本方案適用于IPv6業務發展的早期,運營商主要是IPv4業務,IPv6用戶數量較少。
DS-lite——云專線
DS-Lite在IPv6+4over6隧道中非常典型。將DS-LiteCGN設備部署到城域網絡,寬帶接入服務器到核心路由器通過IPv6進行連接,用戶的CPE支持DS-Lite,CPE到DS-LiteCGN建立IPv4overIPv6通道。用戶CPE在寬帶接入服務器上分配IPv6地址前綴,用戶主機的IPv4地址在CPE上分配IPv4私有地址。通過寬帶接入服務器,用戶的IPv6流量直接上行到核心路由器,用戶的IPv4流量通過CPE后,通過IPv4overIPv6隧道上行到DS-LiteCGN,CGN具有NAT44的功能,用戶的IPv4數據通過隧道解包后,再次進行NAT44地址轉換,最后發送給IPv4主干網絡。使用DS-Lite方案的一個好處是,減少了寬帶接入服務器設備的壓力,只需運行IPv6協議棧,就可以使用IPv6上的主流應用。
NAT64+DNS64
NAT64+DNS64是解決IPv6用戶訪問IPv4網絡上業務資源時出現問題的一種翻譯機制。本方案中,用戶端的應用、接入設備和網絡都支持IPv6,用戶使用IPv6時可以直接訪問到IPv4服務和內容,但是需要有狀態地址轉換(NAT64)網關設備。DNS64主要與NAT64協同工作,主要是將DNS查詢信息中的A記錄(IPv4地址)合成AAAA記錄(IPv6地址),返回合成的AAAA對IPv6側用戶進行日志記錄。通過NAT64網關設備,用戶的業務通信將根據該地址路由到該設備,并在該設備上對目標地址和源地址進行地址和協議轉換,以便將IPv4分組包路由到最終服務器。
IVI;
IVI是一種解決IPv6用戶接入IPv4網絡中業務資源無狀態問題的解決方案。本方案的實質是使用IPv4的部分地址段來構建特定IPv6地址段,通過在IPv6地址段中嵌入IPv4地址來使其形成明顯和特定的映射關系。IVI功能主要有兩個:一是地址映射,即IPv4地址與IPv6地址通過統一的規則一一對應,實現地址的轉換;二是協議翻譯,即TCP/UDP協議在IPv4/ICMPv4協議和IPv6/ICMPv6協議各字段的對譯基礎上更新相關字段,完成整個數據包的轉換操作。
總結
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