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IPv4/IPv6过渡的核心技术标准RFC6052
发布时间:2017-10-22 10:14
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        近年来,随着互联网用户数的飞速增长,IPv4地址资源也急剧消耗。根据亚太地区网络中心(APNIC)测算,2011年3月IANA可分配IPv4地址将全部耗尽;到2012年各个地区互联网地址分配机构RIR可分配IPv4地址将全部耗尽。拥有足够地址空间的IPv6协议作为下一代互联网协议,早在1998年就有了相应的RFC(RFC 2460),却没有在11年的发展中得到大规模的应用。目前作为解决IPv4协议地址空间不足的惟一替代协议,人们越来越认识到必须向IPv6过渡,IPv6网络的大规模部署势在必行。

  过渡问题需要突破技术

  总结IETF长期形成的有关技术文档,可以看到,作为IETF最早推荐的双栈过渡技术和隧道过渡技术,却没有推动实现IPv4互联网向IPv6互联网过渡。双栈技术能够使得双栈主机分别与IPv4主机和IPv6主机通信,但是双栈方案并没有解决IPv4和IPv6互访的问题,同时该方案需要的IPv4地址量并没有减少,IPv4地址耗尽的问题并没有解决。隧道技术采用报文的封装机制,能够利用IPv4网络传递IPv6报文或者利用IPv6网络传递IPv4报文,但是同样的,它仅支持跨越IPv6网络的IPv4-IPv4通信或跨越IPv4网络的IPv6-IPv6通信,无法支持IPv4和IPv6的互访。另一方面,在隧道的自动配置时需要单独的机制,而这种机制在大规模部署时存在着可扩展性和可管理性的问题。

  从1998年开始我们开始建设CERNET的IPv6试验床,采用IPv6 over IPv4技术;在2000年建设NSFCNET,采用IPv4/IPv6双栈技术;在2004年建设CNGI-CERNET2,采用纯IPv6和IPv4 over IPv6技术。这些实践证明无论采用双栈技术还是采用隧道技术,从IPv4到IPv6的过渡进展速度仍然赶不上IPv4地址耗尽的速度。我们认识到整个Internet不可能在短时间内进行IPv4到IPv6的切换。因此在长期的过渡过程中,大量的IPv4的应用业务仍将在较长一段时期内存在并会以缓慢的速度逐步过渡到IPv6。在这个过渡期间,IPv4和IPv6的不兼容性使得IPv6的用户无法直接访问IPv4网络上的资源,同时,IPv4用户也无法直接访问IPv6网络上的资源。这就给IPv6网络的进一步部署和应用带来了巨大的困难,因此,IPv4网络和IPv6网络之间互访问题成为了IPv4向IPv6过渡方案中要解决的关键问题。

  IPv4/IPv6翻译技术能够成功实现IPv4网络与IPv6网络之间的互访问题,但是由于IETF在设计IPv6协议时,没有充分意识到与IPv4协议兼容的重要性。翻译技术可以分为无状态翻译技术(stateless translation)和有状态翻译技术(stateful translation)两种。有状态翻译是指需要在翻译设备中动态产生并维护IPv4地址和IPv6地址之间的映射关系,反之,通过预先设定的算法维护IPv4地址和IPv6地址之间的映射关系,则称为无状态翻译。IETF历史上早期的IPv4/IPv6的翻译技术标准为RFC2765和RFC2766。其中RFC2765是无状态的翻译(SIIT),只适用于子网范畴,无法实用;RFC2766为有状态的翻译(NAT-PT),具有可扩展性等重大问题,已被RFC4966归类为历史性技术标准。