IPv4向IPv6過渡技術(shù)的分析與研究

任曉光

[摘 要] 本文筆者在IPv4向IPv6差異的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，并詳盡闡述目前三種主要的過渡技術(shù)，指明了過渡技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用環(huán)境，對(duì)IPv4向IPv6過渡技術(shù)未來進(jìn)行展望和總結(jié)，希望能夠不斷提升過渡技術(shù)的應(yīng)用水平，充分發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用作用。

[關(guān)鍵詞] 過渡技術(shù)；地址資源；服務(wù)質(zhì)量

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 096

[中圖分類號(hào)] TN915.04 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）01- 0170- 02

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的逐步推廣，互聯(lián)網(wǎng)用戶要求也越來越高，而IPv4的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來，IPv4地址資源也面臨隨時(shí)耗盡的窘境。下面我們就IPv4向IPv6過渡技術(shù)優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)，對(duì)過渡技術(shù)進(jìn)行簡要介紹，以增進(jìn)對(duì)IPv4向IPv6過渡技術(shù)的了解。

1 IPv4向IPv6過渡技術(shù)發(fā)展

IPv4協(xié)議是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它所采用的地址分配法應(yīng)用成效顯著，但隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的不斷提高，其技術(shù)弊端也逐漸顯現(xiàn)出來，最大的問題就是地址資源即將耗盡，互聯(lián)網(wǎng)路由表膨脹壓力不斷增加。無論是從技術(shù)應(yīng)用，還是從安全性等方面來講，IPv4向IPv6過渡技術(shù)升級(jí)已成當(dāng)務(wù)之急。IPv6協(xié)議就是在IPv4的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，它繼承了IPv4的優(yōu)點(diǎn)，極大的豐富了互聯(lián)網(wǎng)地址資源，實(shí)現(xiàn)了地址自動(dòng)配置功能，這為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了更加安全的保證，促動(dòng)了信息化進(jìn)程的發(fā)展。

IPv4協(xié)議應(yīng)用較為廣泛，在許多網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)上均有使用，而IPv4與IPv6從某種程度上來說是兩種互不兼容的協(xié)議，IPv6要想取代IPv4就必須要進(jìn)行所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和主機(jī)升級(jí)，這不是一朝一夕的事。在此之前必須要實(shí)現(xiàn)IPv4與IPv6共存，做好IPv4到IPv6的過渡，降低過渡成本。

2 IPv6的優(yōu)勢(shì)

2.1 地址資源充足

隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，IPv4所采用的32位地址空間已經(jīng)不能滿足互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，而IPv6極大的擴(kuò)展了地址空間，更好的滿足了互聯(lián)網(wǎng)地址資源應(yīng)用需求。

2.2 加強(qiáng)地址自動(dòng)配置功能

IPv6不僅具有全狀態(tài)地址自動(dòng)配置功能，還具有無狀態(tài)地址自動(dòng)配置功能，這樣極大的提升了網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性，不需手動(dòng)操作就能夠改變網(wǎng)絡(luò)主機(jī)IP地址。使用者可以輕松的引入新的設(shè)備，而不需要進(jìn)行繁瑣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的“即插即用”，創(chuàng)造了極大的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用便利。

2.3 簡化報(bào)頭結(jié)構(gòu)

IPv6報(bào)頭是IPv4報(bào)頭長度的兩倍，但是IPv4報(bào)頭字節(jié)長度是時(shí)刻變化的，IPv6則保持固定不變，極大的節(jié)省了內(nèi)容容量。IPv6采用簡化報(bào)頭結(jié)構(gòu)，有效的減少了路由器處理內(nèi)容，摒棄了IPv4報(bào)頭上幾個(gè)作用不大的字段，提升了數(shù)據(jù)包處理效率。

2.4 提升服務(wù)質(zhì)量

由于IPv4缺乏對(duì)互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)類型的有效支持，雖然它嚴(yán)格遵循了Best Effort原則，但是IPv6的出現(xiàn)很好的補(bǔ)充了IPv4在這一方面的不足，因此，也更受歡迎和認(rèn)可，簡化的報(bào)頭結(jié)構(gòu)、特定服務(wù)元素和ICMP多播回訪控制消息機(jī)制的應(yīng)用極大的保證了數(shù)據(jù)信息的快速傳遞，極大的提升了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)了視頻流的高質(zhì)量傳輸，推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

除此之外，IPv6較之IPv4還有一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量、路由選擇效率、安全性能的提升，這更好的滿足了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，做到了與時(shí)俱進(jìn)，提升了網(wǎng)絡(luò)信息的利用率。

3 IPv4向IPv6過渡技術(shù)

IPv4向IPv6過渡技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的必然，是順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求的重要舉措。但是每個(gè)過渡過程都是循序漸進(jìn)，而不是一蹴而就的。IPv4向IPv6轉(zhuǎn)換同樣如此，想要短時(shí)間完成是不現(xiàn)實(shí)的。因此，我們必須要對(duì)IPv4向IPv6過渡技術(shù)進(jìn)行深入的研究，做好網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的有效連接，提高信息傳遞效率，下面我們就IPv4向IPv6過渡技術(shù)實(shí)施方案做出簡要概述。

3.1 雙協(xié)議棧技術(shù)

該技術(shù)采用了IPv4和IPv6兩種協(xié)議在同一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的安裝，提升了節(jié)點(diǎn)通信的全面性，由于IPv4與IPv6功能較為相近，二者又屬于同一物力平臺(tái)。IPv6協(xié)議就是在IPv4原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改動(dòng)，極大的保留了原有應(yīng)用作用，提升了技術(shù)的兼容性。

由此可見，雙協(xié)議棧技術(shù)能夠同時(shí)支持兩種協(xié)議，同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)包。雖然IPv4同IPv6在細(xì)節(jié)上有著一定的差異，但其根本應(yīng)用原理十分相似。雙協(xié)議棧技術(shù)具有良好的互通性和易實(shí)現(xiàn)性。為了提升不同節(jié)點(diǎn)通信效率，路由器上也應(yīng)綁定雙協(xié)議棧，但這樣也會(huì)增加路由器負(fù)荷，降低其使用效率，因此，雙協(xié)議棧技術(shù)僅能作為IPv4向IPv6過渡期間的短期使用。

3.2 隧道技術(shù)

IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對(duì)獨(dú)立，缺乏相互之間的連接，隧道技術(shù)能夠發(fā)揮現(xiàn)有骨干網(wǎng)絡(luò)作用，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的IPv6網(wǎng)絡(luò)的連接，它也是IPv4向IPv6過渡初期的應(yīng)用技術(shù)。簡單來說，該技術(shù)就是通過一種協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)另一種協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸。隧道兩端也就是隧道的端點(diǎn)，同時(shí)也是雙棧節(jié)點(diǎn)，它在隧道入口處封裝數(shù)據(jù)包并進(jìn)行傳輸。隧道出口封裝一般要做好過濾處理，以保證信息安全。

3.3 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)和協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)

IPv4向IPv6過渡時(shí)期離不開網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換和協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用，它采用在IPv4與IPv6交界處設(shè)置雙協(xié)議棧的方式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到數(shù)據(jù)包兼容的作用，這種轉(zhuǎn)換無需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和結(jié)構(gòu)變動(dòng)就能夠?qū)崿F(xiàn)，極大的增加了IPv4和IPv6節(jié)點(diǎn)間的透明度。現(xiàn)今采用的NAT-PT技術(shù)主要包括IVI網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)以及NAT64網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，這些項(xiàng)技術(shù)給數(shù)據(jù)包通行創(chuàng)造了極大的便利，有效的降低了IPv4向IPv6過渡成本，具有較高的是應(yīng)用價(jià)值。但該技術(shù)仍存在一定的問題，它的性能難以適應(yīng)大量轉(zhuǎn)換要求，限制了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)擴(kuò)展性和容量。

4 結(jié) 語

IPv4向IPv6過渡技術(shù)是IPv6網(wǎng)絡(luò)部署的重要基礎(chǔ)性工作，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要過渡時(shí)期和轉(zhuǎn)折點(diǎn)，我們必須要從實(shí)際出發(fā)，充分了解IPv4向IPv6過渡技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題，并及時(shí)加以解決和處理，以便于更好地應(yīng)對(duì)將會(huì)發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)問題，降低網(wǎng)絡(luò)升級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

主要參考文獻(xiàn)

[1]譚嘯，彭浴.有關(guān)IPv4向IPv6平滑過渡技術(shù)的分析與探討[J]；電腦編程技巧與維護(hù)，2012（18）：62-63.