IPv6 过渡技术可连通性及服务质量的研究

文/周力军【关键词】IPv6 协议 过渡技术 可连通 服务质量1 引言从1981 年到2011 年这30 年里，IPv4 在发展中国家得到了迅猛的发展，随着IPv4 网络的不断壮大发展，可以被分配的数量迅速减少，至此具有全新的地址格式的IPv6 诞生了。IPv6 拥有128 位极大的地址空间，很好的将地址匮乏等问题解决了。IPv6 在很好地提升地址空间外还使用了分层寻址、高效的报头格式和路由结构,IPv6 具有内置IPSEC 安全机制, 应用全新的发现协议, 并提供了有效的服务质量保证，并且IPv6 在使用上具有良好的扩展性与移动性，可以即插即用使得连网更简单方便。2 IPV6过渡技术简介从过渡并不是简单地协议转换, 其中还牵涉到国际组织- 标准研究、政府- 科研机构、网络通信商- 用户、硬件- 软件等方方面面,由于IPv4 协议与IPv6 协议的不兼容, 使得过渡的过程非常缓慢。为了解决这个问题，发展了很多的过渡技术，最主要的有三类主要技术：双栈技术、隧道技术、转换( 翻译) 技术。建设双栈技术网络一共有两种模式，一种是完全双栈网络，另一种是有限双栈网络。2.1 双栈技术在IPv4 协议向IPv6 协议过渡期中最依赖的技术就是双栈技术, 是一种可以独立应用的过渡技术, 同时又是所有过渡技术的根本。双栈技术可以同时拥有两类地址, 能同时收发IPv4 和IPv6 报文并按需求选择使用。在双栈模式下, 一个双栈主机可以与网络中任何地址的主机进行通信。双栈技术的特点是理解容易、早在2011 年时， 全球IPV4已经全部分配完毕，IPV6 协议已经成为新一代的互联网核心。IPv6 协议功能虽然很强大, 但由于与IPv4 协议的兼容问题, 它无法迅速地将IPv4 的地位取代, 两种协议必将有一个共存的过渡期。IPv4 协议与IPv6 协议互连、互通并平稳过渡到纯IPv6 网络需要选择最合理的过渡方案是过渡期最重要的任务。摘 要配置快捷、连通性好、适用面最广。双栈路由器是隧道技术与转换技术的必备设备，为隧道技术与转换技术以及其他过渡技术提供了最重要的技术保障。无论哪种过渡方式都是要实现IPv4 协议与IPv6 协议可在网络中同时存在和运行。2.2 隧道技术隧道是一种通信和封装技术，是指将一种协议的数据传输单元封装在另一种协议的报文中, 使得这两种协议之间能进行通信。隧道技术的传输是以IPv4 网络为介质的, 解决了IPv6 孤岛网络与远程IPv6 网络之间的通信问题。隧道技术不需要配置大量的IPv6 网络专用设备, 只需要在已有的IPv4 网络基础上, 便可提高IPv6 网络之间的可连通性, 实现IPv6网络资源的共享。2.3 转换技术地址与协议转换技术是解决纯IPv4 地址与纯IPv6 地址通信的技术。可以分为网络层协议转换、传输层协议转换和应用层协议转换。对于IPv6, 目前最常见的协议转换是NAT-PT技术。是建立IPv4 地址和进程端口与IPv6 地址的一一映射关系。NAT-PT 可以维护特定的IPv4 地址池供工Pv6 地址转换使用, 或者可将工Pv4 地址转换成特定格式的IPv6 地址, 这样就不用在IPv4 中专门维护IPv6 地址池, 减轻了网络管理的负担。3 IPV6过渡技术可连通实现及服务质量分析由于IPv6 协议与IPv4 协议之间互不兼容，无法在两种协议之间互相转换，因此,IPv6 过渡技术是在IPv6 协议的产生的基础上而产生的。1981 年以来，由于过渡技术仅以过渡为目的, 在设计这些技术时以简单实用为主，所以在成本上就降低了很多，一些相关的技术在设计及使用上都颇受争议。3.1 IPV6过渡技术可连通性分析在过渡期网络中, 各种过渡技术都会得到一定程度的应用, 网络一定是更复杂的网络,而用户一般会更加青睐那些原理易懂、配置简单但功能强大的技术。对各种过渡技术一定了解的基础上, 通过上面的多种实验, 便已经对各个技术有了更加全面的了解和掌握, 下面对几种过渡技术作出的一些比较、分析和总结性的陈述。3.2 IPV6过渡技术服务质量分析对于双栈协议的配置特点是简单但是节点需要统一升级，双栈协议的连通能力是连通性好（IPv4 地址必须充足），但是不能解决纯IPv4 和纯IPv6 通信，双栈协议的使用性好，易普及。对于隧道协议的配置特点是配置情况复杂，网络庞大时难以维护，而对于隧道协议的连通能力是只能解决IPv6 网络之间的通信,不能解决纯IPv4 和IPv6 通信，势必会浪费现有IPv4 网络资源，很难普及到个人。对于转换协议的配置特点是配置简单，不需要升级节点，能实现纯IPv4 和纯IPv6 通信, 能充分利用IPv4 资源，实用性好。4 结束语网络是精彩的同时网络也是复杂的。对用户来说, 对于主机的快慢程度不是很在意，即使网络很慢的情况下也是可以接受的, 对于用户而言最不能接受的是网络的不连通。尤其是IPv4 协议向IPv6 协议过渡期中，两种协议的种种不同是网络互连互通的最大问题。要想享受高的网络连通质量, 对于网络的要求必须是在连通的基础上有好的服务质量。参考文献[1] 张翠, 孙有晔, 鹿凯宁. 基于IPv6 邻居发现协议的安全威胁研究[J]. 电子测量技术,2011(08).[2] 万芳, 李明. 基于NAT-PT 的IPv4/IPv6过渡技术的研究[J]. 安徽建筑工业学院学报( 自然科学版),2010(01).[3] 陶国芳.IPv6 与IPv4 网络互通技术及在H3C 路由器上NAT-PT 网关的实现[J]. 实验室研究与探索,2009(02).[4] 孙有越, 雷振明.IPv6 过渡机制的QoS[J]. 计算机工程,2005(15)[5] 沈庆伟, 张霖. 基于隧道的IPv4/IPv6过渡技术分析[J]. 计算机技术与发展,2007(05).作者简介周力军（1974-），男，湖南省长沙市人。大学本科学历。现为黔南民族师范学院计算机科学系高级实验师。主要研究方向为计算机科学与应用。作者单位黔南民族师范学院计算机科学系 贵州省黔南布依族苗族自治州 558000