從IPv
到IPv
的轉化不可能一夜之間完成
這是一個長期
漸進的過程
從IPv
到IPv
的過渡牽動人心
在不久的將來
大量移動終端及其他無線設備將連接到互聯網
當前的IP協議IPv
無法給所有連接到Internet的設備提供充足的不重復的IP地址
由此
IPv
應運而生
若要建立IPv
網絡
首先要處理好現有的IPv
網絡和未來的IPv
網絡之間的關系
從而最終實現IPv
網絡到IPv
網絡的平滑過渡
IPv
網絡在未來能否成功
關鍵在於能否解決好IPv
到IPv
的過渡問題
過渡方式
三種方案可供選擇
目前
人們已經根據不同應用情景
設計了多種過渡技術和方案
為解決過渡問題准備了一系列工具
在使用這些工具時
需要根據運營商網絡的實際情況組合實施
目前提供這些過渡技術的目的是把過渡工作的主要部分放在網絡內部來完成
以節省終端的有限資源
這些過渡技術方案可大致分為三類
IPv
/IPv
雙棧技術
IPv
/IPv
雙棧技術是主要的過渡機制
在網絡一側的接入服務器上實現雙棧
成為IPv
與IPv
的接入點
使終端接入IPv
與IPv
服務
以免在網絡裡使用額外的翻譯器
在運營商的IP網絡與公眾互聯網邊界處的邊緣路由器也應該是一個雙棧的路由器
隧道技術
隧道技術在一端把IPv
包封裝為IPv
包的數據內容
然後在另一端解封復原為IPv
包
隧道要求在封裝/解封的節點上有IPv
/IPv
雙棧能力
在設置的隧道裡
隧道端點是根據某個IPv
地址手工配置的
在自動的隧道裡
封裝是在進行封裝的路由器/主機裡自動進行的
並且該隧道端點的IPv
地址也包括在包的IPv
目的地址裡
這類隧道機制的一個應用實例是
to
隧道
翻譯器技術
翻譯器是一個處在純IPv
終端和純IPv
終端之間的部件
它可使這些終端之間能直接進行通信
且不需要對終端進行任何修改
翻譯器對終端來說一般是透明的
頭變換是一類重要的翻譯器機制
這類方法對IPv
報頭與IPv
報頭進行相互翻譯
其奇偶校驗值也根據需要進行調整或重新計算
網絡地址協議翻譯器(NAT
PT)是這類機制的一個例子
用這類地址協議翻譯器
IP包的頭變換會引起端到端服務的中斷問題(如端到端的IPsec)
並且也會引起網絡中新的潛在的單點故障
在網絡中是否使用地址/協議翻譯器
要依賴於運營商的決定以及其他過渡方法的可用性
翻譯器僅僅當通信的兩個節點間沒有共同的IP版本時才推薦使用
過渡階段
分四步走
以GPRS/WCDMA移動網絡為例
從IPv
到IPv
的過渡分為以下幾個步驟:
在起步時是IPv
的世界
GPRS/WCDMA網絡僅僅支持IPv
全部連接到互聯網的終端/便攜計算機是純IPv
的設備
網絡地址翻譯器(NAT)被用於處理有限數量的可用公眾IP地址
第二步時
IPv
島嶼分散在由IPv
互聯網相互連接的網絡裡
用自動的或配置的IPv
封裝IPv
包的隧道技術連接
在這個階段
運營商的網絡(Intranet)提供大多數對用戶的IPv
服務
其他的IPv
服務
如連接到公司的IPv
接入網絡
則是通過使用穿過IPv
互聯網配置的/自動的隧道而獲得的
常規的IPv
服務仍提供給有IPv
棧或雙棧終端的用戶
在第三步
IPv
被廣泛地應用並且在IPv
平台上實現了許多服務
此時盡管IPv
互聯網有了寬泛的分布
但是有些地方仍然需要經由IPv
互聯網的隧道
因為IPv
互聯網並沒有完全連接起來
在IPv
平台上實現全新的服務會加速IPv
的推廣
移動網絡(如GPRS
WCDMA)會促進IPv
的應用
在第四步
IPv
已經獲得主導地位
IPv
互聯網具有全球范圍的連接
並且全部服務都在IPv
平台上工作
在移動網絡中並非必須使用雙棧功能以及地址/協議翻譯器
這樣能夠簡化網絡體系結構並且使維護更容易
過渡場景
解決核心問題
連接網絡的終端
附圖簡單顯示了移動終端及其到GPRS核心網絡的連接
在真實系統中
整個移動網絡位於終端和GPRS核心網之間
建立在移動終端和GPRS網關支持接入節點（GGSN）之間的連接被叫做PDP上下文
移動終端在激活的PDP上下文中得到它的IP地址(IPv
或IPv
)
附圖顯示了兩個不同的移動終端連接到GGSN兩個不同的AP上的情景
網絡模型
附圖用於分析過渡情形所參考的是簡化的網絡模型
僅僅顯示移動終端(MT)連接到GPRS核心網絡的情形
在一個IPv
內部網中的一台IPv
主機可以經由IPv
互聯網到達
在IPv
內部網中一台IPv
主機是可以經由IPv
互聯網或直接經由IPv
互聯網到達
當經過IPv
網絡連接一台IPv
主機時需要隧道
隧道起點可以是GGSN
邊緣路由器或移動終端
隧道終點可以是主機本身或一台在IPv
網絡邊緣的路由器
如果隧道在到達主機之前結束
則在路由器中解封封裝的包
不同的應用場景
當考慮移動網絡以及移動終端與不同主機的IP連接時
可能有若干種組合情形
在移動終端和對端主機上的IP版本是兩個基本要點
然而
在兩個節點之間的網絡類型可能不同(純IPv
純IPv
或IPv
和IPv
混合的)
作為一項基本規則
如果兩個通信IP節點間沒有相同的IP版本時
在網絡中的一些點上需要配置協議翻譯器
在網絡元件和移動終端上實現IPv
/IPv
雙棧是一個好的解決方案
以保證通信節點都有同樣的IP版本
可以明確三種不同的網絡服務類型
● 傳統型IPv
服務
它經由有全局連接的IPv
網絡獲取
由於缺乏公共的IPv
地址
可能需要私用的IPv
地址和NAT設備
● IPv
服務通過IPv
網絡
在這種情況下只需純IPv
路由器
● 通過IPv
網絡的IPv
服務
IPv
節點/網絡的通信是用隧道經由IPv
互聯網連接的
也許還需要利用協議翻譯
三種類型的移動終端是純IPv
終端
IPv
/IPv
雙棧終端
以及純IPv
終端(在IPv
展開後的晚些階段)
並且
對端主機可以是雙棧的
純IPv
的或純IPv
的終端
運營商應采取的策略
IPv
實現全新服務
對於運營商來說
建立IPv
網絡取決於IPv
的業務量大小
即IPv
的經濟前景
由於IPv
是逐步發展的
因此
網絡過渡方案的采用也呈現出一定的階段性
在發展初期
業務量較小
此時主要偏重於IPv
實驗
因此主要采用隧道技術
當然也不排除其他方案
當IPv
發展到一定階段
其業務量有了很大的增長
需要建立雙棧網絡甚至專用IPv
網絡
在這個過程中
也可能在雙棧網絡的基礎上借助第二層技術
從而進一步幫助IPv
改善性能
由於雙棧網絡存在一些缺點
因此
建立專用IPv
網絡可能是一個較好的選擇
目前國外多傾向於這種方案
未來
IPv
可能會占主導地位
這就需要建立純IPv
網絡
但能否最終到達這個階段
還取決於IPv
的發展前景
從網絡性能的角度來看
建設網絡的投入成本越大
網絡性能就越好
基於隧道方式的成本很低
但其性能最差
雙棧網絡次之
采用第二層技術和專用IPv
網絡較好
而未來純IPv
網絡應該是最好的
IPv
優勢之一地址空間巨大
IPv
地址長度為
比特
從理論上說共有超過
億個地址可用
但是由於歷史原因
很多地址被分配給了美國政府和一些大學或大公司
留給其他國家和地區的地址非常緊張
如果再考慮到其他一些諸如移動通信
信息家電等應用
IPv
已經無法滿足需求了
IPv
地址長度為
比特
這是一個巨大的地址空間
它包含的准確地址數是
×
這些地址足夠為地球上每一粒沙子都提供一個獨立的IP地址
在一段可預見的時期內
能夠為所有可以想像出的網絡設備提供一個全球惟一的地址
由於擁有足夠的地址
IPv
無需使用地址翻譯（NAT）技術
每個終端都至少擁有一個地址
因此許多在IPv
下無法實現或很難實現的端到端應用可以很方便地實現
同時由於采用了結構化的地址結構
可以方便實現路由聚合
解決了當前互聯網核心路由器路由表爆炸的問題
From:http://tw.wingwit.com/Article/Network/201311/29955.html
