IPv6過渡技術(shù)

1、雙棧技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)中所有的設(shè)備都需要支持 IPv6 和 IPv4 協(xié)議。對設(shè)備要求較高。

2、IPv6 over IPv4 隧道技術(shù)

用于過渡初期，IPv4 網(wǎng)絡(luò)為主體，IPv6 網(wǎng)絡(luò)是孤島，需要通過 IPV4 網(wǎng)絡(luò)將 IPv6 網(wǎng)絡(luò)

互聯(lián)在一起。IPv6 網(wǎng)絡(luò)之間的報(bào)文通過雙棧路由器外層添加 IPv4 報(bào)頭，實(shí)現(xiàn) IPv6 報(bào)文在

IPv4 的網(wǎng)絡(luò)傳遞。

（1）IPv6 over IPv4 手工隧道

如果一個(gè)邊界設(shè)備要與多個(gè)設(shè)備建立手動(dòng)隧道，就需要在設(shè)備上配置多個(gè)隧道，配置

比較麻煩。所以手動(dòng)隧道通常用于兩個(gè)邊界路由器之間，為兩個(gè) IPv6 網(wǎng)絡(luò)提供連接。

手動(dòng)隧道優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：可以用于任何 IPv6 穿越 IPv4 的環(huán)境，通用性好。

缺點(diǎn)：必須手工配置。

轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制

IPv6 over IPv4 手動(dòng)隧道轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制為：當(dāng)隧道邊界設(shè)備的 IPv6 側(cè)收到一個(gè) IPv6 報(bào)文

后， 根據(jù) IPv6 報(bào)文的目的地址查找 IPv6 路由轉(zhuǎn)發(fā)表，如果該報(bào)文是從此虛擬隧道接口轉(zhuǎn)

發(fā)出去，則根據(jù)隧道接口配置的隧道源端和目的端的 IPv4 地址進(jìn)行封裝。封裝后的報(bào)文變

成一個(gè) IPv4 報(bào)文，交給 IPv4 協(xié)議棧處理。報(bào)文通過 IPv4 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到隧道的終點(diǎn)。隧道終

點(diǎn)收到一個(gè)隧道協(xié)議報(bào)文后，進(jìn)行隧道解封裝。并將解封裝后的報(bào)文交給 IPv6 協(xié)議棧處

理。

直接在雙棧路由器指隧道接口以及外層封裝的 IPv4 地址的源目 IP；所以當(dāng)兩個(gè) IPv6

網(wǎng)路互訪需要在其兩端的雙棧路由器建立一條手工隧道，所以當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有多個(gè) IPv6 網(wǎng)絡(luò)需

要互通，此時(shí)需要每兩個(gè) IPv6 網(wǎng)絡(luò)都需要手工配置一條隧道。所以一般用于兩個(gè) IPv6 站

點(diǎn)通過 IPv4 互聯(lián)。

當(dāng) PC1 訪問 PC2 時(shí)，R1 會(huì)將收到的 IPv6 報(bào)文送入隧道口（需要配置靜態(tài)路由，目的

地址 PC 的網(wǎng)段，下一跳為隧道口 tunnel0/0/0），完成隧道封裝，封裝協(xié)議為 IPv6-IPv4 手

工隧道封裝模式，會(huì)在該 IPv6 報(bào)文外層添加 IPv4 頭部，源，目 IP 為隧道口指定的源目 IP

（此 IP 需要路由可達(dá)，一般使用環(huán)回口），中間的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)路由器僅需要根據(jù)外層 IPv4

進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)即可，當(dāng)報(bào)文到達(dá) R3 后，解封裝得到內(nèi)層原始 IPv6 報(bào)文，根據(jù)目的地址轉(zhuǎn)發(fā)即

可，回程報(bào)文類似。

（2）IPv6 over IPv4 GRE 手工隧道

GRE：通用路由封裝，被封裝的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和外層封裝的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議可以任意；他和

IPv6 over IPv4 手工隧道的區(qū)別在于在外層 IPv4 和內(nèi)層 IPv6 中間存在 GRE 頭部。

6over4 手動(dòng)隧道的一種；手工指定隧道的端點(diǎn)地址；GRE 承載 IPv6 協(xié)議。

IPv6 over IPv4 GRE 隧道使用標(biāo)準(zhǔn)的 GRE 隧道技術(shù)提供了點(diǎn)到點(diǎn)連接服務(wù)，需要手工

指定隧道的端點(diǎn)地址。GRE 隧道本身并不限制被封裝的協(xié)議和傳輸協(xié)議，一個(gè) GRE 隧道中

被封裝的協(xié)議可以是協(xié)議中允許的任意協(xié)議（可以是 IPv4、IPv6、OSI、MPLS 等）。

IPv6 over IPv4 GRE 隧道在邊界路由器上的傳輸機(jī)制和 IPv6 over IPv4 手動(dòng)隧道相同。

（3）IPv4 兼容 IPv6 自動(dòng)隧道

使用專用的 IPv4 兼容 IPv6 地址實(shí)現(xiàn)，該地址的格式為：::IPv4-Addr/96。

當(dāng) RouterA 又需要發(fā)送給 RouterB 的報(bào)文時(shí)，該 IPv6 的報(bào)文源 IP 為 RouterA 這邊的

IPv6 網(wǎng)絡(luò)的 IP 地址，而目的 IP 為 RouterB 的 IP：::2.1.1.1/96，此 IP 是通過 IPv4 兼容 IPv6

地址得到的，使用前 96bit 為 0 加上后面 32bit 的隧道接口源 IPv4 地址；

該 IPv6 報(bào)文會(huì)經(jīng)過隧道接口的 IPv4 外層封裝，該隧道口需要配置封裝的協(xié)議模式為

IPv4 兼容 IPv6 自動(dòng)隧道封裝，需要配置隧道的源 IP 地址為 RA 某個(gè) IPv4 接口地址，這里

使用的是 1.1.1.1，需要配置 IPv6 地址是通過隧道源地址得到的 IPv4 兼容 IPv6 地

址：::1.1.1.1/96。

IPv4 外層封裝源地址為隧道指點(diǎn)的源 IPv4 地址：1.1.1.1，目的地址為內(nèi)層 IPv6 報(bào)文的

目的 IPv4 兼容 IPv6 地址中提取出來的后 32bit 的 IPv4 地址 2.1.1.1。然后進(jìn)行 IPv4 路由轉(zhuǎn)

發(fā)，中間設(shè)備收到后僅需進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)即可到達(dá) RB。

需要每個(gè)主機(jī)都擁有一個(gè)合法的 IPv4 地址保證網(wǎng)絡(luò)不沖突。而且需要所有主機(jī)支持

IPv6 和 IPv4 雙協(xié)議棧功能。所以該技術(shù)已經(jīng)逐漸被 6to4 自動(dòng)隧道代替。

（4）IPv6 over IPv4 6to4 自動(dòng)隧道

使用專用的 6to4 的地址如下，前 14bit 固定為 2002::，將隧道接口的源 IPv4 地址填充

進(jìn)來形成前 48bit 固定的 6to4 固定前綴，提供 16bit 的 SLA ID（站點(diǎn)標(biāo)識(shí)符）來區(qū)分同一

個(gè) 6to4 網(wǎng)絡(luò)路由器上連接的不同站點(diǎn)，前 64bit 可以形成 6to4 的網(wǎng)絡(luò)前綴，后 64bit 可以

分配給 6to4 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)，路由器使用。

R1 上鏈接由一個(gè) 6to4 網(wǎng)絡(luò)，R3 上鏈接一個(gè) 6to4 的網(wǎng)絡(luò)，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)

的網(wǎng)絡(luò)前綴就可以由 R1 和 R3 上的 6to4 隧道接口源 IP（一般設(shè)置為 loopback 接口，穩(wěn)定

性好，需要通告進(jìn) IPv4 網(wǎng)絡(luò)的 IGP 讓隧道對端的設(shè)備能夠訪問該地址）生成，比如 R1 的

6to4 網(wǎng)絡(luò)前綴就是：2002:0101:0101::/48（其中 0101:0101 就是 R1 建立 6to4 隧道接口的

指定的源 IPv4 地址 1.1.1.1 的 16 進(jìn)制表示）；隧道接口無需配置隧道目的地址，只需要指

定源，需要配置隧道的封裝模式維 6to4 自動(dòng)隧道，并開啟 IPv6，配置 IPv6 單播地址。

當(dāng) PC1 訪問 PC3 時(shí)，源 IP 為 PC1 的 IP：2002:0101:0101:0001::1，目的 IP 為 PC3 的

IP：2002:0303:0303:0001::1，當(dāng)網(wǎng)關(guān) R1 收到該報(bào)文后，會(huì)根據(jù)自身配置的靜態(tài)路由 ipv6

route-static 2002:: 16 Tunnel0/0/0，訪問所有的 6to4 的網(wǎng)絡(luò)（2002::/16 為前綴的網(wǎng)絡(luò)即

為 6to4 的網(wǎng)絡(luò)）需要將報(bào)文送入隧道口 t0/0/0 進(jìn)行 6to4 的封裝，會(huì)根據(jù)內(nèi)層 IPv6 報(bào)頭的

目的 IP 地址 2002:0303:0303:0001::1 解析出隧道的目的 IPv4 地址，通過配置的隧道源 IPv4

地址即可完成外層 IPv4 單播封裝，源地址為 1.1.1.1，目的地址為 3.3.3.3。中間設(shè)備僅需根

據(jù)外層 IPv4 轉(zhuǎn)發(fā)即可，報(bào)文會(huì)正確發(fā)給 R3，R3 收到后解封裝可以查看到內(nèi)層原始的 IPv6

報(bào)文，正常進(jìn)行 IPv6 轉(zhuǎn)發(fā)。回程報(bào)文類似處理。

（5）IPv6 over IPv4 ISATAP 自動(dòng)隧道

可在主機(jī)和路由器，主機(jī)和主機(jī)，之間創(chuàng)建 ISATAP 隧道，主機(jī)通過 ISATAP 定義的接

口標(biāo)識(shí)得到后 64bit 的接口標(biāo)識(shí)，后 32bit 為本主機(jī)的 IPv4 地址，前面 32bit 為

0000:5EFE。對端 ISATAP 路由器要開啟 RA 功能，通過 RA 報(bào)文下發(fā)自身隧道接口的前綴，

ISATAP 主機(jī)可以根據(jù) RA 報(bào)文中的前綴信息的到 64bit 的網(wǎng)絡(luò)前綴，這樣就形成了一個(gè)

ISTAP 的 IPv6 地址。ISATAP 主機(jī)需要同時(shí)支持 IPv6 和 IPv4 雙棧。

IPv4 over IPv6 隧道

用于 IPv4 向 IPv6 網(wǎng)絡(luò)過渡的后期，此時(shí) IPv6 網(wǎng)絡(luò)成為主體，IPv4 網(wǎng)絡(luò)成為信息孤

島，此時(shí)要求 IPv4 的報(bào)文能夠在 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)上傳遞。

邊界設(shè)備啟動(dòng) IPv4/IPv6 雙協(xié)議棧，并配置 IPv4 over IPv6 隧道。

邊界設(shè)備在收到從 IPv4 網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)來的報(bào)文后，如果報(bào)文的目的地址不是自身，就要把

收到的 IPv4 報(bào)文作為負(fù)載，加上 IPv6 報(bào)文頭，封裝到 IPv6 報(bào)文里。

在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)中，封裝后的報(bào)文被傳遞到對端的邊界設(shè)備。

對端邊界設(shè)備對報(bào)文解封裝，去掉 IPv6 報(bào)文頭，然后將解封裝后的 IPv4 報(bào)文發(fā)送到 IPv4

網(wǎng)絡(luò)。