浅述IPV4向IPv6的迁移机制

摘　要：由于IPv4技术的局限性，IPv6技术已经成为网络新的发展方向。本文主要介绍了IPV4向IPV6过渡的主要实现技术：双协议栈、协议隧道、协议转换。最后介绍了IPV6技术的发展现状。

关键词：IPV6；过渡机制；双协议栈；协议隧道；协议转换
　　IPv4是第二代互联网技术，是互联网协议的第四版。该协议被广泛使用，是如今互联网技术的基础。但随着互联网用户数量的迅速扩张，其缺陷也开始显现出来，其中包括网络地址资源有限、端到端的IP连接、服务质量、网络安全等问题。IETF从1995年开始着手研究开发下一代IP协议，即IPv6。IPv6作为下一代互联网协议已经引起了各地区、各运营商的足够重视，目前已有50多个国家和地区加入有关IPv6的研究。由于目前IPv4网络规模庞大，如果重新组建一个世界范围内的纯IPv6网络，其代价将十分巨大，因此使IPv6与IPv4两种网络共存，并由IPv4向IPv6过渡就成了首选的方式，这种过渡也就形成了IPv4向IPv6的迁移。
1  IPV4向IPV6过渡的主要实现技术
　　IPv4向IPv6迁移只能采取逐步演进的方法，同时，还必须使新安装的IPv6系统能够向后兼容。这就是说，IPv6系统必须能够接收和转发Ipv4分组，并且能够为IPv4分组选择路由。
1.1 双协议栈
　　IPv6/IPv4 双协议栈是最主要的过渡机制。双协议栈是指在完全过渡到IPv6之前，使一部分主机或路由器装有两个协议栈，一个Ipv4和一个IPv6。因此双协议栈主机或路由器既能够和IPv6的系统通信，又能够和Ipv4的系统通信。双协议栈的主机或路由器记为Ipv6/ Ipv4，表明它具有一个 IPv6地址和一个Ipv4地址。
1.2 协议隧道
　　协议隧道即在一端把IPv6包封装为IPv4包的数据内容,然后在另一端解封复原成IPv6包。隧道要求在封装/解封的节点上有IPv4 / IPv6双栈能力。这可能是未来采用最多的一种方式。 简单来说就是在服务商提供IPv6主干及其服务之前，端对端的IPv6服务需要通过IPv4网建立隧道，将IPv6包封装于IPv4包的负载部分，在隧道的另一端的节点处再将IPv6包从IPv4包中剥离出来并送往目的节点。隧道的类型取决于由何种设备封装及由何种设备来解包，主要包括以下几种：路由器—路由器隧道、主机—路由器隧道、路由器—主机隧道、主机—主机隧道。
1.3 协议转换
　　协议转换是一个处在纯IPv4终端和纯IPv6终端之间的部件,它可使这些终端之间能直接进行通信,且不需要对终端进行任何修改。其转换器为IPv4与IPv6之间的应用层网关转换器。
1.3.1 匹配机制
　　协议转换的主要提案之一是网络地址转换协议(NAT)。该协议通过使用NAT网关将一种IP网地址转换为另一种IP网地址，它允许网管人员使用一组在公网中从不使用的保留地址。此时将IPv6网视为独立而封闭的地址域，它需要使用一个翻译器将内部地址转换为外部地址。NAT-PT不支持IPv4与IPv6互不具有的那些特性，如IPv4包的路由器分段、IPv6交通类别及信息流标号等。“网络地址与端口转换器—协议的转换器(NAPT-PT)”对NAT-PT做了改进，将IPv6数据报映射为TCP端口/IPv4地址对，并通过转换器增加并行端口的数目。NAPT-PT与NAT-PT基本上基于早期的SIIT机制(stateless IP/ICMP转换器)，通过使用临时分配的IPv4地址用于IPv6与IPv4相互之间地址的转换，而Socks V5对Sock机制换机制结合而生成一个“网络地址转换器—协议的转换器(NAT-PT)”，用于实现协议、地址的转换。
1.3.2 转换策略
　　实现由IPv4向IPv6过渡的一种办法是先将整个网络的一小部分升级为IPv6网，IPv6网将被大量IPv4网所包围。此时采取IP网中的节点不支持IPv4、但在网络边界处的节点必须支持IPv4的策略，这样IPv6的内部节点能相互直接通信并通过适用双IP的路由器经由隧道与其他IP网通信。早期的IPv6研究实验网都采用这种IPv6“岛”的建网方式。
　　另一种办法是将各个独立的节点升级使之支持IPv6与IPv4两种IP版本，那么这些节点就可以通过各自的节点链路直接通信或通过隧道与远程IPv6/IPv4节点通信，这种方案允许某些单位为了访问远程的IPv6节点与网络而将其网络中的一些节点进行升级，但其缺点是需手工配置。
2  IPv6技术发展现状
　　中国于1989年开始建立网络建设，由于网络起步较慢等原因，导致我国发展较为缓慢。我国的CERNET研究人员在1998年就积极的建立了IPv6试验平台，中国国家发改委在2003年正式批准推动CNGI(China Next Generation Internet)计划，进行大规模的研究及建设。CNGI将产业及科技发展放在重点位置，鼓励电信业与设备制造商积极参与，并以产业化为其目标。目前CNGI核心网络已完成IPv6的建设，包含IPv6网络目前已成为全球最大的示范网络之一。中国对于IPv6技术的态度是“积极跟踪、把握机遇、稳妥推进”，并且在部分地区实行了网上实验。