2.2隧道（tunneling）技术

    随着IPv6网络的发展，出现了许多局部的IPv6网络。为了实现这些孤立的IPv6网络之间的互通，采用隧道技术。隧道技术是在IPv6网络与IPv4网络间的隧道入口处[4]，由路由器将IPv6的数据分组封装入到IPv4分组中。IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口处拆封IPv4分组并剥离出IPv6数据包。

    隧道技术的优点在于隧道的透明性，IPv6主机之间的通信可以忽略隧道的存在，隧道只起到物理通道的作用。在IPv6发展初期，隧道技术穿越现存IPv4因特网实现了IPv6孤岛间的互通，从而逐步扩大了IPv6的实现范围，因而是IPv4向IPv6过渡初期最易于采用的技术。

    根据隧道节点的组成情况，隧道可分为以下4种类型：路由器—路由器隧道、路由器—主机隧道、主机—主机隧道、主机—路由器隧道。在实践中，根据隧道建立的方式不同，隧道技术可分为：构造隧道、自动配置隧道、组播隧道以及IPv6toIPv4隧道。

    为简化隧道的配置，提供自动的配置手段，以提高配置隧道的扩展性，采用隧道代理（TB）。

    隧道代理的主要功能是：根据用户（双栈结点）的要求建立、更改和拆除隧道[5]；在多个隧道服务器中选择一个作为TEP（tunnelendpoint）IPv6地址，以实现负载均衡；负责将用户的IPv6地址和名字信息存放到DNS（域名服务器）里，实现节点IPv6的域名解析。

    从这个意义上说，TB可以看作是一个虚拟的IPv6ISP，它为已经连接到IPv4网络上的用户即TB的客户提供了连接到IPv6网络的一种便捷方式。

    2.3NAT-PT

    目前最有名的地址翻译机制NAT-PT（networkaddresstranslation-protocoltranslation）分为静态NAT-PT和动态NAT-PT两种。NAT-PT的使用基于这样一个基本假设[6]：当且仅当无其他本地IPv6或IPv6 to IPv4隧道可用时考虑使用该技术。它是SIIT（stateless IP/ICMP translation algorithm）协议转换技术和IPv4网络中动态地址翻译（NAT）技术结合与改进。该技术适用于过渡的初始阶段，使得基于双协议栈的主机，能够运行IPv4与IPv6应用程序互相通信。该机制要求主机必须是双栈的，同时要在协议栈中插入3个特殊的扩展模块：域名解析服务器、IPv4/IPv6地址映射器和IPv4/IPv6翻译器。一个典型的NAT-PT系统如图3所示。

    图3 NAT-PT系统

    NAT-PT处于IPv6和IPv4网络的交界处，可以实现IPv6主机与IPv4主机之间的互通。协议转换的目的是实现IPv4和IPv6协议头之间的转换；地址转换则是为了让IPv6和IPv4网络中的主机能够识别对方。也就是说，IPv4网络中的主机用一个IPv4地址标识IPv6网络中的一个主机，而IPv6网络中的主机用一个IPv6地址标识IPv4网络中的一个主机。

    当一台IPv4主机要与IPv4对端通信时，NAT-PT从IPv4地址池中分配一个IPv4池地址标识IPv6对端。在IPv4与IPv6主机通信的全过程中，由NAT-PT负责处理IPv4池地址与IPv6主机之间的映射关系。在NAT-PT中，使用ALG（applicationlevelgateway，应用层网关）对分组载荷中的IP地址进行格式转换。由于目前IPv4地址匮乏，NAT技术广泛运行于当前的互联网络，将NAT升级成NAT-PT进而实现IPv4和IPv6网络的互联和从IPv4向IPv6的平滑过渡。

    采用NAT-PT技术，需要转换IP数据包的头标，带来的问题是破坏了端到端的服务，有可能限制业务提供平台的容量和扩展性，从而可能成为网络性能的瓶颈。

    3、IPv4向IPv6过渡技术的应用策略

    从前面总结的过渡机制可以看出，每种机制都不是普遍适用的，都只适用于某一种或几种特定的网络情况，而且常常需要和其他技术组合使用。在实际应用时要综合考虑各种实际情况制定合适的过渡策略。在IPv4向IPv6过渡时期，通常应采用如下的组网原则：

    1）在能直接建立IPv6链路的情况下使用纯IPv6路由；

    2）在不能使用IPv6链路的情况下，IPv6节点之间使用隧道技术；

    3）双协议栈的IPv6/IPv4节点和纯IPv6节点或者纯IPv4的节点通信不需要采用协议转换，而直接“自动”选择相应的协议进行通信；

    4）对于纯IPv6节点和纯IPv4节点之间的互通，则应该使用协议转换（NAT-PT）或者应用层网关（ALG）技术，设计的协议转换器或者ALG应该尽量保证在不修改原有应用的情况下就可以使用。

    4、结束语

    IPv4自身的局限性注定了当前IPv4支撑的Internet会逐渐、平稳地过渡到以IPv6为核心的新一代网络上，但其过渡过程想必也一定会是漫长的。向IPv6网络过渡呈现出先边缘后核心的趋势，即先行升级的都是一些小型的边缘网络，其后才是大型的核心网络。在不同的过渡阶段、不同的网络环境应分别采用不同的过渡技术和机制。只有针对具体应用，在不同的过渡阶段明确应用的类型和范围并结合其他技术，合理选择转换机制，才能顺利地以较小的代价实现IPv4网络向IPv6的平稳过渡。