IPv4向IPv6的过渡策略(doc18)

1、.：.；IPv4向IPv6的过渡战略挪动网络向挪动IPv6的过渡过程中，IPv4的网络和业务将会在一段相当长的时间里与IPv6共存，许多业务依然要在IPv4网络上运转很长时间，特别是IPv6不能够马上提供全球的衔接，很多IPv6的通讯不得不在IPv4网路上传输，因此过渡机制非常重要，需求业界的特别关注和注重。 IPv4向IPv6过渡的过程是渐进的，可控制的，过渡时期会相当长，而且网络/终端设备需求同时支持IPv4和IPv6，最终的目的是使一切的业务功能都运转在IPv6的平台上。 1、IPv4到IPv6的过渡方法 从IPv4到IPv6的过渡方法有三种：网络元素/终端的双协议栈、网络中的隧道技术以

2、及翻译机制。其中双协议栈和隧道技术是主要的方法，而翻译机制由于效率比较低，只在不同IP版本的元素之间进展通讯时才采用。 (1)网络元素和挪动终端上的IPv4/IPv6双协议栈双协议栈是非常重要的过渡机制，从网络方面来看，网络设备(如GGSN)实现双协议栈对于实现IPv4和IPv6的接入点并完成IPv6-in-IPv4的隧道都是至关重要的，另外运营商IP网络和公众因特网边缘的边沿路由器也应该是双栈路由器。从挪动终端来看，需求经过双协议栈来访问IPv4和IPv6的业务而不需求网络上的翻译机制。 (2)隧道技术 如将IPv6的数据包封装在IPv4的数据包中并在隧道的另一端解除封装，这也是一种非常重要

3、的过渡方法，隧道技术要求在封装和解除封装的节点上都有IPv4/IPv6双协议栈的功能。隧道技术又分为自动和人工配置两种，人工配置的隧道技术是在隧道的终点人工配置到某个特定的IPv4地址；对于自动隧道技术来说，封装是自动在进展封装的路由器/主机上完成的，隧道终点的IPv4地址被包含在目的地址为IPv6地址的数据包中，如“6to4隧道技术。 (3)网络上的IPv4-IPv6协议 HYPERLINK 3722/ 翻译器：翻译器是纯IPv4主机和纯IPv6主机之间的中间件，使两种主机不需求修正任何配置就可以实现彼此之间的直接通讯，翻译器的运用对于挪动终端来说是透明的，头标转换是一种重要的翻译机制，经过

4、这种方法IPv6数据包的头标被转换为IPv4数据包的头标，或者反过来，IPv4转换为IPv6，有必要的时候对校验进展调整或重新计算，NAT/PT(Network Address Translator/Protocol Translator)就是采用这种机制的一种方法。 采用地址/协议翻译器需求转换IP数据包的头标，带来的问题是破坏了端到端的效力(如端到端的IPSec)，而且NAT/PT能够成为网络性能的瓶颈，有能够限制业务提供平台的容量和扩展性。 运用网络中的地址/协议翻译器还是采用其它过渡方法主要由网络运营商决议，普通来说，只需当两个通讯节点的IP版本不同时才建议采用翻译器。 2、IPv4到

5、IPv6的过渡阶段 图1中给出了GPRS/WCDMA网络过渡到IPv6的一个简单描画，同样的原那么也适用于其它网络类型。 从图1中可以看出，开场的时候是只支持IPv4的GPRS/WCDMA网络，一切衔接到因特网上的终端都是纯IPv4的设备，NAT被用来节约公共的IP地址。这些网络向IPv6过渡的过程可以分为三个阶段： 图1IPv4过渡到IPv6的各个阶段 (1)第一阶段：网络中有着一个个单独的IPv6孤岛，它们之间的衔接是经过在IPv4网络上自动或人工配置“IPv6 in IPv4的隧道来实现的。在这个阶段，向挪动用户提供的IPv6业务绝大多数是由运营商的内网络(Intranet)提供的，其它

6、的一些IPv6业务经过在IPv4网络上的配置/自动隧道来实现，传统的IPv4业务可以提供有IPv4或者双协议栈的终端。在运营商的网络上依然有NAT，经过分配暂时地址来处置公共IPv4地址匮乏的问题。运营商的网络上还可以安装翻译器(如NAT-PT)来完成IPv4与IPv6协议之间的翻译转换。 (2)第二阶段：这一阶段IPv6曾经广泛部署并且有了大量在IPv6平台上实现的业务，但是由于IPv6网络还不能到达完全衔接，有时依然需求IPv4网上的隧道技术来与IPv6节点衔接通讯。 这个阶段由于一切新业务都在IPv6平台上实现，从而加速了IPv6的部署。从IPv6的开展趋势来看，挪动网络将率先进入这一开

7、展阶段。这时大量传统的IPv4业务依然存在，很多挪动节点上都安装了IPv4/IPv6双协议栈。 (3)第三阶段：IPv6曾经获得主导位置，IPv6网络曾经实现了全球衔接而且一切的业务都在IPv6平台上运转，这时候将不再需求双协议栈功能或者地址/协议的翻译机制，这使得网络构造更加简单，网络维护也更加容易。 IPv6使得网络中的每个节点都有一个独一无二的、全球可路由到的地址。 3、IPv4向IPv6过渡的网络模型 3.1网络模型 图2简单地显示出挪动终端与GPRS中心网络的衔接，挪动终端与GGSN接入点(AP)之间所建立的衔接称为分组数据协议(PDP)上下文，挪动终端经过激活PDP上下文来获取其I

8、P地址，图2中显示了两种不同的挪动终端衔接到GGSN的两个不同的接入点上的情况。GGSN中的AP1是原生的IPv6，一直衔接到IPv6环境中。AP2提供经过IPv4网络隧道的IPv6衔接，这一衔接可以是“6to4的、也可以是“4to6的。AP3是原生的IPv4，提供到纯IPv4效力/主机的衔接。图2到GGSN的IPv4和IPv6接入点的衔接 图3是过渡期网络模型分析的简单图解，只显示了挪动终端和GPRS中心网。运用运营商本地的IPv4和IPv6业务(网内业务)没有必要采用公用IPv4地址或全球IPv6地址(站点本地IPv6地址就足够了)。 当用户分开运营商网络时，通讯流要经过边缘路由器和防火墙

9、，在这种情况下，需求公用IPv4地址和全球IPv6地址。获取全球IPv6地址不是问题，但是运营商的公用IPv4地址非常有限，因此需求提供暂时的IPv4地址的机制，如NAT。 当经过IPv4网络来衔接某个IPv6主机时需求采用隧道技术，隧道的起点可以是GGSN、边缘路由器、或者挪动终端，隧道的终点可以是主机或者IPv6网络边缘的路由器(如图3中的路由器1)，假设隧道在主机之前终结那么由该路由器解开封装。图3过渡期的网络模型 图4显示了双栈挪动终端在某个仅支持IPv4的外访网络上遨游，而用户希望衔接某个IPv6主机的情况。链路层的挪动性是指挪动终端可以衔接到其家乡GGSN并获得到IPv6网络的接入

10、，外访网络上的SGSN经过InterPLMN骨干网络的GTP隧道，将挪动终端衔接到家乡的GGSN上，Inter-PLMN网络衔接运营商的GPRS中心网和相关得有遨游协议的运营商网络。图4链路层的挪动性MT从外访网络经过PLMN骨干网之间的网络衔接到家乡网络GGSN和某个IPv6主机 3.2衔接的不同组合方式 挪动网络、挪动终端、衔接到的不同主机的IP版本都存在两种能够性，它们之间的衔接会出现不同的组合方式。一条根本规那么是：假设两个通讯的IP节点的IP版本不同，网络中的某些节点就需求协议翻译。网络元素和挪动终端采用IPv4/IPv6双协议栈是一个确保通讯节点能用同一种IP版本通讯的很好的处理方

11、案。 在过渡期将会有三种不同的网络业务类型： (1)传统的IPv4业务经过全球衔接的IPv4网络来传输：由于缺乏公用IPv4地址，必需采用私有IPv4地址和NAT。 (2)IPv6网络上的IPv6业务：这种情况下原生的IPv6路由即可完成，不需求IPv4网络上的隧道或者协议翻译。 (3)IPv4网络上的IPv6业务：通讯的IPv6节点/网络经过IPv4网络采用隧道技术实现衔接，有能够运用协议翻译。 运用以上三种网络业务的挪动终端类型可以是纯IPv4的终端(常见的第一代GPRS/WCDMA终端)、双IPv4/IPv6协议栈的终端、或纯IPv6的终端(正在研发阶段)，同样与之通讯的对等主机也可以是

12、双协议栈、纯IPv4或者纯IPv6的。 3.3过渡方式 (1)纯IPv4终端 纯IPv4终端主要是第一代的GPRS终端，提供应纯IPv4终端的是纯IPv4业务，在很多情况下没有足够的公用IPv4地址来分配给这些挪动终端，因此通常情况下挪动终端分配到的是私有IPv4地址。假设一个拥有私有IPv4地址的挪动终端要经过公用的IPv4网络衔接到某个主机上，网络中必需有NAT。 图5描画了三种情况： 挪动终端衔接到同一网内的某个主机上，这时仅用私有IPv4地址就足够了； 挪动终端衔接到公共因特网上的某个主机，挪动终端将从运营商的地址空间中分配到一个公用IPv4地址并经过全球的IPv4路由来实现衔接，由于

13、公用IPv4地址池中的地址有限，图5中的b)情形很少发生。 挪动终端有一个私有的IPv4地址，NAT分配一个暂时的公用IPv4地址给它，挪动终端经过这个暂时的地址实现衔接。图5IPv4终端衔接到不同的IPv4主机 (2)双协议栈的终端 如图6所示，双协议栈的挪动终端在IPv6方式下操作挪动终端翻开IPv6类型的PDP上下文并且从GGSN接纳到一个全球的IPv6地址，该终端经过IPv6网络衔接到纯IPv6主机上，这时一切的选路都是在IPv6的域上，不需求任何翻译机制，在这种情况下纯IPv6终端与双协议栈终端的任务方式是一样的。图6挪动终端衔接到一个纯IPv6主机 如图7所示，PDP上下文在挪动终

14、端和GGSN(AP类型是IPv6)之间翻开，在这种情况下，边沿路由器被配置为对IPv6分组封装/解除封装，因此边沿路由器是运营商网络上独一需求公用IPv4地址的设备。图7经过IPv4网络或IPv6网络衔接到IPv6主机 挪动节点发送到主机的IPv6数据包可以经过IPv4网络上的隧道技术来传输，或者可以直接经过IPv6网络传输。但在很多情况下不能经过IPv6网络来发送，由于还没有直接的衔接。 发送到主机的数据包采用“6to4类型的主机地址，假设数据包的一切选路都是经过IPv6网络就不需求“6to4隧道技术，否那么在边沿路由器和路由器1之间将采用自动“6to4隧道技术。 如图8所示，双协议栈的挪动

15、终端衔接到纯IPv4的主机(例如IPv4的公司接入网络上的邮件效力器)上，双协议栈的挪动终端在IPv4方式下任务，由于公用IPv4地址的缺乏而被分配到一个私有的IPv4地址，需求用NAT来为挪动终端提供暂时的公用IPv4地址。图8双协议栈挪动终端衔接到纯IPv6主机上 (3)纯IPv6终端 纯IPv6挪动终端的通讯与双协议栈终端的主要区别在于：挪动终端与纯IPv4主机之间的通讯需求在网络上有翻译器(如NAT-PT)。 如图9所示，纯IPv6挪动节点从GGSN(GGSN的AP类型是IPv6)获得了全球的IPv6地址，由于纯IPv6挪动终端衔接到的纯IPv4主机有公用IPv4地址，因此需求NAT-PT和其它的翻译机制来实现IPv6-IPv4协议和地址之间的翻译，边