如何理解IPv6過(guò)渡技術(shù)中的隧道技術(shù)-創(chuàng)新互聯(lián)

如何理解IPv6過(guò)渡技術(shù)中的隧道技術(shù)，相信很多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無(wú)策，為此本文總結(jié)了問(wèn)題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過(guò)這篇文章希望你能解決這個(gè)問(wèn)題。

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       基于互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，IPv4地址即將使用殆盡，IPv6應(yīng)運(yùn)而生，且具有IPv4所不具備的先進(jìn)性，IPv4過(guò)渡為IPv6勢(shì)在必行。但又因IPv6與IPv4具有不兼容性，所以需要對(duì)原有的IPv4設(shè)備進(jìn)行替換。在雙棧技術(shù)中，IPv4過(guò)渡到IPv6所使用的設(shè)備需要大量替換，過(guò)程中的成本會(huì)非常巨大，且現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的業(yè)務(wù)也會(huì)中斷，顯然可行性不高。所以，IPv4向IPv6過(guò)渡是需要一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，在IPv4網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大量部署的前提下，在過(guò)渡初期，IPv6網(wǎng)絡(luò)只是散落在各地的“孤島”，IPv6 over IPv4隧道就是通過(guò)隧道技術(shù)，使IPv6報(bào)文在IPv4網(wǎng)絡(luò)中傳輸，實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)之間的孤島互連。

IPv6 over IPv4隧道

       隧道(Tunnel)技術(shù)是一種基于IPv4隧道來(lái)傳送IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文的封裝技術(shù)。將IPv6包作為無(wú)結(jié)構(gòu)意義的數(shù)據(jù)，封裝在IPv4包中，如此穿越IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，并且在隧道的兩端可以分別對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行封裝和解封裝。隧道是一個(gè)虛擬的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。隧道技術(shù)在定義上就是指包括數(shù)據(jù)封裝、傳輸和解封裝在內(nèi)的全過(guò)程。

       隧道技術(shù)是IPv6向IPv4過(guò)渡的一個(gè)重要手段。IPv6 over IPv4隧道基本原理如下圖：

       隧道技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要有一個(gè)起點(diǎn)和一個(gè)終點(diǎn)，IPv6 over IPv4隧道的起點(diǎn)的IPv4地址必須為手工配置，而終點(diǎn)的確定有手工配置和自動(dòng)獲取兩種方式。根據(jù)隧道終點(diǎn)的IPv4地址的獲取方式不同可以將IPv6 over IPv4隧道分為手動(dòng)隧道和自動(dòng)隧道。

       手動(dòng)隧道：即邊界設(shè)備不能自動(dòng)獲得隧道終點(diǎn)的IPv4地址，需要手工配置隧道終點(diǎn)的IPv4地址，報(bào)文才能正確發(fā)送至隧道終點(diǎn)，通常用于路由器到路由器之間的隧道，常用的手動(dòng)隧道技術(shù)有IPv6 over IPv4手動(dòng)隧道和IPv6 over IPv4 GRE隧道。

       上圖為IPv6 over IPv4手動(dòng)隧道封裝格式，其轉(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。原IPv6報(bào)文變成一個(gè)IPv4報(bào)文，并交給IPv4協(xié)議棧處理。報(bào)文通過(guò)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。解封裝后的報(bào)文交給IPv6協(xié)議棧處理。采用手工配置隧道方式進(jìn)行互通的節(jié)點(diǎn)間必須有可用的IPv4連接，并且至少要具有一個(gè)全球惟一的IPv4地址，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要支持IPv6，路由 器需要支持雙協(xié)議棧，在隧道要經(jīng)過(guò)NAT設(shè)施的情況下該機(jī)制失效。

       使用標(biāo)準(zhǔn)的GRE隧道技術(shù)，在IPv4的GRE隧道上承載IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文，提供點(diǎn)到點(diǎn)連接服務(wù)，兩點(diǎn)之間都是一條單獨(dú)的隧道。GRE隧道把IPv6作為乘客協(xié)議，將GRE作為承載協(xié)議，其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)。傳輸機(jī)制與IPv6 over IPv4手動(dòng)隧道相同。

       自動(dòng)隧道： 即邊界設(shè)備可以自動(dòng)獲得隧道終點(diǎn)的IPv4地址，所以不需要手工配置終點(diǎn)的IPv4地址，一般的做法是隧道的兩個(gè)接口的IPv6地址采用內(nèi)嵌IPv4地址的特殊IPv6地址形式，這樣路由設(shè)備可以從IPv6報(bào)文中的目的IPv6地址中提取出IPv4地址，自動(dòng)隧道可用于主機(jī)到主機(jī)，或者主機(jī)到路由器之間，常用的自動(dòng)隧道技術(shù)有IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道、6to4隧道和ISATAP隧道。

       IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道，其承載的IPv6報(bào)文的目的地址(即自動(dòng)隧道所使用的特殊地址)是IPv4兼容IPv6地址。IPv4兼容IPv6地址的前96位全部為0，后32位為IPv4地址。下圖為IPv4兼容IPv6自動(dòng)隧道轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制圖。

       6to4隧道也是一種自動(dòng)隧道，隧道也是使用內(nèi)嵌在IPv6地址中的IPv4地址建立的，同時(shí)是一種特殊配置的中繼路由，允許其能與原生IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。隧道可以使用在一臺(tái)單獨(dú)主機(jī)上，或一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)上，但是采用6 to 4機(jī)制的節(jié)點(diǎn)必須至少具有一個(gè)全球惟一的IPv4地址，不利于僅支持IPv4的主機(jī)和僅支持IPv6的主機(jī)之間的互操作。下圖為6to4中繼示意圖。

       ISATAP隧道是另外一種自動(dòng)隧道技術(shù)，同樣使用了內(nèi)嵌IPv4地址的特殊IPv6地址形式，和6to4不同的是，6to4是使用IPv4地址做為網(wǎng)絡(luò)前綴，而ISATAP用IPv4地址做為接口標(biāo)識(shí)，將IPv4網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)非廣播多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層，因此它不需要底層的IPv4網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支持多播。下圖為ISATAP隧道示例。

       通過(guò)隧道技術(shù)，依靠現(xiàn)有IPv4設(shè)施，只要求隧道兩端設(shè)備支持雙棧，即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)孤立IPv6網(wǎng)絡(luò)的的互通，但是隧道實(shí)施配置比較復(fù)雜，也不支持IPv4主機(jī)和IPv6主機(jī)直接通信。但I(xiàn)Pv6隧道作為一種應(yīng)用特性，必將在網(wǎng)絡(luò)改造中發(fā)揮重要作用。

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新聞來(lái)源：http://bm7419.com/article8/dssjop.html

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