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IPv6/IPv4協(xié)議轉(zhuǎn)換的試驗

云知道


在IPv6和IPv4協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并使之能夠在同一網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作的應(yīng)用試驗中，最大的考慮，并不是針對那些已經(jīng)擁有了IPv6/IPv4雙模機制的新產(chǎn)品，而是繼續(xù)使用那些有了些年頭的網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備 。
編者按：從IPv4向IPv6遷移，已不再是什么熱點話題、也不是什么新技術(shù)討論 。在經(jīng)過多年預(yù)備之后，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)主體產(chǎn)品都具備了IPv4/IPv6雙模 。
但另一方面，有關(guān)如何在現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中部署IPv6的話題，仍然困擾著整個業(yè)界，除偶然尚不完備的商業(yè)部署之外，更多的試驗性合作仍然在繼續(xù) 。
好的消息正在傳來，例如美國的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商MCI公司，已經(jīng)著手向其第一批商業(yè)客戶提供基于IPv6的服務(wù)及應(yīng)用，盡管這些IPv6業(yè)務(wù)還不能夠被視做真正意義上的“全面的IPv6” 。再例如，除了早前中、日、韓三國在IPv6、下一代Internet試驗網(wǎng)上的高調(diào)合作，2005年5月18日的另一項合作備忘錄的簽署，也不應(yīng)被忽視，這就是中國信息產(chǎn)業(yè)部王旭東部長和法國工業(yè)部部長帕特里克·戴維江（Patrick Devedjan）簽署的關(guān)于IPv6合作的諒解備忘錄，中法兩國將合作推進(jìn)新一代互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與服務(wù)產(chǎn)業(yè)化 。
既然涉及到產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，就應(yīng)當(dāng)將IPv6的技術(shù)本身與實際應(yīng)用結(jié)合起來 。可以看到，大量現(xiàn)實中的網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，在走向IPv6的進(jìn)程上已經(jīng)成為難點所在 。
要害的一點是，不要指望現(xiàn)在就遺棄IPv4，而應(yīng)當(dāng)使IPv6和IPv4共存 。
現(xiàn)行的IPv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仍然不能充分支持新添節(jié)點或者新應(yīng)用的要求，IPv6 是一個全新的協(xié)議，顯著特性包括: 增強地址的可擴展性和路由功能，提升安全性，易于配置，和相對于IPv4的高性能 。
不幸的是，IPv4和IPv6并不兼容，因此以此一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的程序和系統(tǒng),無法和另一標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)通信 。而IPv4系統(tǒng)普遍存在，并且也不會在一夜之間被蜂擁而至的IPv6取代 。因此，設(shè)計一個平滑過渡的機制，讓應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)升級的過程中繼續(xù)工作，是十分必要的 。
對于協(xié)議上地址轉(zhuǎn)換，有兩種方式：
第一種地址轉(zhuǎn)換是，使用非凡IPv6地址，能簡單地將所有應(yīng)用的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。不幸的是，這種非凡IPv6地址，要求IPv6路由器能為此而包含非凡的路由信息，因此被認(rèn)為不是一個很好的主意：路由器已被要求維護太多額外的狀態(tài)信息了 。
第二種地址轉(zhuǎn)換，維護一個IPv4和IPv6地址之間的清楚映射圖，因此能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的IPv6 地址，而不需要任何非凡的IPv6路由器處理 。這樣處理的缺點是，假如IP地址內(nèi)嵌在一些應(yīng)用數(shù)據(jù)流中，比如FTP, 在升級的時候，也必須進(jìn)行完全透明的轉(zhuǎn)換 。
我們在試驗中設(shè)計了一個IPv6/IPv4網(wǎng)絡(luò)地址和協(xié)議中繼器，作為設(shè)備驅(qū)動運行在Windows NT 操作系統(tǒng)中 。我們的測試環(huán)境由一個中繼器作為網(wǎng)關(guān)，幫助IPv6和IPv4主機連接到相互隔離的兩個以太網(wǎng)中，這樣可以使網(wǎng)絡(luò)的性能損失很少 。我們測量后的數(shù)據(jù)是，一對IPv6節(jié)點和IPv4 節(jié)點之間通過中繼器通信，在100Mbps以太網(wǎng)環(huán)境下，TCP帶寬為7210Kbps，往返數(shù)據(jù)包間隔424微秒 。
我們最初在SPIN的擴展操作系統(tǒng)上實現(xiàn)IPv6協(xié)議，這樣能夠使用系統(tǒng)內(nèi)核擴展部分的快速原型 。用這種方法實現(xiàn)基本的IPv6后，我們把自己的系統(tǒng)連到了6Bone網(wǎng)絡(luò)（編者注：IPv6的主干網(wǎng)） 。我們對使用IPv6服務(wù)的訪問感愛好，但是很快發(fā)現(xiàn)，只有很少的主機能通過6Bone網(wǎng)絡(luò)訪問，更別說使用IPv6多種常用的服務(wù)了 。因此，我們決定設(shè)計一個IPv6/IPv4中繼器，使IPv6系統(tǒng)和IPv4 系統(tǒng)能夠互相訪問，并享受對方提供的服務(wù) 。
兩種轉(zhuǎn)換
地址轉(zhuǎn)換
通常來說，IPv6/ IPv4的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換有兩種情形：一是IPv6站點和IPv4節(jié)點通信: 例如，一個由支持IPv6的新設(shè)備組成的新網(wǎng)絡(luò)，有時候需要和一些外部網(wǎng)絡(luò)的IPv4節(jié)點通信; 二是IPv4站點和IPv6節(jié)點通信: 例如，諸如網(wǎng)頁、文件和打印服務(wù)等重要服務(wù)，要能同時被IPv6和IPv4節(jié)點訪問，需要逐個將IPv4站點升級成IPv6 。

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