寬帶無(wú)線移動(dòng)通信的移動(dòng)IPv6和IPv4之間的通信機(jī)制和方法
發(fā)布時(shí)間:2008/12/3 0:00:00 訪問次數(shù):1117
通常,協(xié)議的過渡是很不容易的(需要大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級(jí)和支持),從ipv4過渡到ipv6也不例外。協(xié)議的過渡一般需要在網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)上安裝和配置新的協(xié)議,并且檢驗(yàn)是否所有的主機(jī)和路由器都能正確地運(yùn)行。ipv4的發(fā)展已有⒛多年的歷史,幾乎現(xiàn)有的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)及其連接設(shè)各都支持ipv4,要想一夜之間就完成從ipv4到ipv6的轉(zhuǎn)換是不切實(shí)際的。ipv6不可能立刻替代ipv4,因此在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)ipv4和ipv6會(huì)共存在一個(gè)環(huán)境中。要提供平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換過程,使得對(duì)現(xiàn)有的使用者影響最小,就需要有良好的轉(zhuǎn)換機(jī)制。ipv4向ipv6的演進(jìn)應(yīng)該是平滑漸進(jìn)的,ipv4向ipv6的過渡需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成,因此現(xiàn)在重點(diǎn)考慮的是ipv4與ipv6的共存及如何過渡的問題。在過渡時(shí)期,要解決相互通信的問題無(wú)非兩類:第一類就是ipv6之間互相通信的問題;第二類就是解決ipv6與ipv4之間的通信問題。
1.ipv4/lpv6過渡中的節(jié)點(diǎn)類型
在ipv4/lpv6過渡中定義了以下類型的節(jié)點(diǎn)。
。1)ipv4-only節(jié)點(diǎn)
ipv4-only節(jié)點(diǎn)僅實(shí)現(xiàn)了ipv4協(xié)議(并且只有ipv4地址)。這種節(jié)點(diǎn)不支持ipv6。當(dāng)前大多數(shù)主機(jī)和路由器都是ipv4-only節(jié)點(diǎn)。
。2)ipvg-only節(jié)點(diǎn)
ipvg-only節(jié)點(diǎn)僅實(shí)現(xiàn)了ipv6(并且只有ipv6地址)。它只能與ipv6節(jié)點(diǎn)和應(yīng)用程序通信。盡管這一類節(jié)點(diǎn)當(dāng)前并不普遍,但是當(dāng)小型設(shè)各(例如手機(jī)和掌上電腦等)實(shí)現(xiàn)了ipv6協(xié)議棧時(shí),這種節(jié)點(diǎn)將會(huì)變得更為普及。
(3)ipv4/lpv6節(jié)點(diǎn)
這種節(jié)點(diǎn)既實(shí)現(xiàn)了ipv4協(xié)議,又實(shí)現(xiàn)了ipv6協(xié)議。當(dāng)節(jié)點(diǎn)配置了ipv6接口后,就支持ipv6了。
。4)ipv4節(jié)點(diǎn)
ipv4節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了ipv4協(xié)議(它可以發(fā)送和接收ipv4數(shù)據(jù)報(bào))。它可以是一個(gè)支持ipv4協(xié)議的節(jié)點(diǎn),也可以是支茸ipv4/lpv6協(xié)議的節(jié)點(diǎn)。
。5)ipv6節(jié)點(diǎn)
ipv6節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了ipv6協(xié)議(它可以發(fā)送和接收ipv6數(shù)據(jù)報(bào))。它可以是一個(gè)支持ipv6協(xié)議的節(jié)點(diǎn),也可以是支持ipv4/lpv6協(xié)議的節(jié)點(diǎn)。
2.過渡技術(shù)
目前解決過渡問題基本技術(shù)主要有三種:雙協(xié)議棧、隧道技術(shù)、nat-pt。
。1)雙協(xié)議棧機(jī)制(dual stack)
雙棧機(jī)制是處理過渡問題中應(yīng)用最廣泛和最簡(jiǎn)單的方式,采用該技術(shù)的節(jié)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行ipv4和ipv6兩種協(xié)議,雙協(xié)議棧用于ipv4/ipv6節(jié)點(diǎn),既可以與ipv4節(jié)點(diǎn)通信,又可以與ipv6節(jié)點(diǎn)通信。基于雙協(xié)議棧的所有上層協(xié)議,都可以通過ipv4網(wǎng)絡(luò)、ipv6網(wǎng)絡(luò)或者ipv6穿越ipv4的隧道進(jìn)行通信。圖1是寬帶無(wú)線移動(dòng)通信雙協(xié)議棧的示意圖。這是使ipv6節(jié)點(diǎn)保持與純ipv4節(jié)點(diǎn)兼容最直接的方式,這種方式對(duì)ipv4和ipv6提供了完全的兼容,但仍有一個(gè)很大的問題是雙協(xié)議棧仍然要求相應(yīng)主機(jī)必須配置ipv4地址,對(duì)于ip地址耗盡的問題并未解決,而且使用雙協(xié)議棧需要雙路由器基礎(chǔ)設(shè)施,反而增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。
。2)隧道技術(shù)機(jī)制(tunnel)
隧道技術(shù)機(jī)制是基于現(xiàn)有的ipv4路由體系來(lái)傳送ipv6數(shù)據(jù)報(bào)的方法。首先將ipv6數(shù)據(jù)報(bào)文作為載荷封裝到ipv4數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi),然后新生成的ipv4報(bào)文沿著隧道所標(biāo)識(shí)的虛擬鏈路被發(fā)送,最后到達(dá)隧道的終點(diǎn),由ipv4協(xié)議對(duì)隧道ipv4報(bào)文進(jìn)行處理,對(duì)報(bào)文最后一個(gè)報(bào)文頭中的下一個(gè)報(bào)頭(next header)字段值再進(jìn)行處理。當(dāng)該字段值為隧道協(xié)議值時(shí),則拋棄隧道ipv4報(bào)頭,進(jìn)行解封行為,并將所產(chǎn)生的原始ipv6報(bào)文按照其標(biāo)識(shí)的目的地址傳送。隧道機(jī)制利用現(xiàn)有的ipv4網(wǎng)絡(luò),提供了一種使ipv6的節(jié)點(diǎn)之間能夠在過渡期間通信的方法。圖2是隧道技術(shù)的示意圖。
圖2 隧道技術(shù)示意圖
6to4 tunnel和自動(dòng)tunnel(automatic tunel)等。但應(yīng)該分清楚的是,盡管tunnel的配置方法不同,但最終發(fā) 出的數(shù)據(jù)報(bào)的封裝是一樣的,也就是說(shuō)即使tunnel兩端用不同的配置方法配置(如一端使用手工tunnel配置,一 端使用自動(dòng)tunnel配置),只要參數(shù)不出錯(cuò),同樣是可以互相通信的。
隧道機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方式和類型:
、偈止づ渲盟淼。手工隧道又稱配置型隧道,是手工配置建立的,需要隧道兩個(gè)端點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)的管理員共同協(xié) 作完成。隧道的端點(diǎn)地址由手工加以配置,不需要為站點(diǎn)分配特殊的ipv6地址,適用于經(jīng)常通信的ipv6站點(diǎn)之間 。每一個(gè)隧道的封裝節(jié)點(diǎn)必須保存隧道終點(diǎn)的地址,當(dāng)一個(gè)ipv6數(shù)據(jù)報(bào)在隧道中傳輸時(shí),終點(diǎn)地址會(huì)作為ipv4數(shù) 據(jù)報(bào)的目的地址進(jìn)行封裝。通常封裝節(jié)點(diǎn)要根據(jù)路由信息決定一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)是否要通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)。
采用手工配置隧道進(jìn)行通信的站點(diǎn)之間必須有可用的ipv4連接,并且至少要具有一個(gè)全球唯一的ipv4地址。站 點(diǎn)中每個(gè)主機(jī)都至少需要支持ipv6,路由器需要支持雙棧,在隧道要經(jīng)過nat設(shè)施的情
通常,協(xié)議的過渡是很不容易的(需要大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級(jí)和支持),從ipv4過渡到ipv6也不例外。協(xié)議的過渡一般需要在網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)上安裝和配置新的協(xié)議,并且檢驗(yàn)是否所有的主機(jī)和路由器都能正確地運(yùn)行。ipv4的發(fā)展已有⒛多年的歷史,幾乎現(xiàn)有的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)及其連接設(shè)各都支持ipv4,要想一夜之間就完成從ipv4到ipv6的轉(zhuǎn)換是不切實(shí)際的。ipv6不可能立刻替代ipv4,因此在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)ipv4和ipv6會(huì)共存在一個(gè)環(huán)境中。要提供平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換過程,使得對(duì)現(xiàn)有的使用者影響最小,就需要有良好的轉(zhuǎn)換機(jī)制。ipv4向ipv6的演進(jìn)應(yīng)該是平滑漸進(jìn)的,ipv4向ipv6的過渡需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成,因此現(xiàn)在重點(diǎn)考慮的是ipv4與ipv6的共存及如何過渡的問題。在過渡時(shí)期,要解決相互通信的問題無(wú)非兩類:第一類就是ipv6之間互相通信的問題;第二類就是解決ipv6與ipv4之間的通信問題。
1.ipv4/lpv6過渡中的節(jié)點(diǎn)類型
在ipv4/lpv6過渡中定義了以下類型的節(jié)點(diǎn)。
(1)ipv4-only節(jié)點(diǎn)
ipv4-only節(jié)點(diǎn)僅實(shí)現(xiàn)了ipv4協(xié)議(并且只有ipv4地址)。這種節(jié)點(diǎn)不支持ipv6。當(dāng)前大多數(shù)主機(jī)和路由器都是ipv4-only節(jié)點(diǎn)。
。2)ipvg-only節(jié)點(diǎn)
ipvg-only節(jié)點(diǎn)僅實(shí)現(xiàn)了ipv6(并且只有ipv6地址)。它只能與ipv6節(jié)點(diǎn)和應(yīng)用程序通信。盡管這一類節(jié)點(diǎn)當(dāng)前并不普遍,但是當(dāng)小型設(shè)各(例如手機(jī)和掌上電腦等)實(shí)現(xiàn)了ipv6協(xié)議棧時(shí),這種節(jié)點(diǎn)將會(huì)變得更為普及。
。3)ipv4/lpv6節(jié)點(diǎn)
這種節(jié)點(diǎn)既實(shí)現(xiàn)了ipv4協(xié)議,又實(shí)現(xiàn)了ipv6協(xié)議。當(dāng)節(jié)點(diǎn)配置了ipv6接口后,就支持ipv6了。
(4)ipv4節(jié)點(diǎn)
ipv4節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了ipv4協(xié)議(它可以發(fā)送和接收ipv4數(shù)據(jù)報(bào))。它可以是一個(gè)支持ipv4協(xié)議的節(jié)點(diǎn),也可以是支茸ipv4/lpv6協(xié)議的節(jié)點(diǎn)。
(5)ipv6節(jié)點(diǎn)
ipv6節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了ipv6協(xié)議(它可以發(fā)送和接收ipv6數(shù)據(jù)報(bào))。它可以是一個(gè)支持ipv6協(xié)議的節(jié)點(diǎn),也可以是支持ipv4/lpv6協(xié)議的節(jié)點(diǎn)。
2.過渡技術(shù)
目前解決過渡問題基本技術(shù)主要有三種:雙協(xié)議棧、隧道技術(shù)、nat-pt。
(1)雙協(xié)議棧機(jī)制(dual stack)
雙棧機(jī)制是處理過渡問題中應(yīng)用最廣泛和最簡(jiǎn)單的方式,采用該技術(shù)的節(jié)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行ipv4和ipv6兩種協(xié)議,雙協(xié)議棧用于ipv4/ipv6節(jié)點(diǎn),既可以與ipv4節(jié)點(diǎn)通信,又可以與ipv6節(jié)點(diǎn)通信。基于雙協(xié)議棧的所有上層協(xié)議,都可以通過ipv4網(wǎng)絡(luò)、ipv6網(wǎng)絡(luò)或者ipv6穿越ipv4的隧道進(jìn)行通信。圖1是寬帶無(wú)線移動(dòng)通信雙協(xié)議棧的示意圖。這是使ipv6節(jié)點(diǎn)保持與純ipv4節(jié)點(diǎn)兼容最直接的方式,這種方式對(duì)ipv4和ipv6提供了完全的兼容,但仍有一個(gè)很大的問題是雙協(xié)議棧仍然要求相應(yīng)主機(jī)必須配置ipv4地址,對(duì)于ip地址耗盡的問題并未解決,而且使用雙協(xié)議棧需要雙路由器基礎(chǔ)設(shè)施,反而增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。
。2)隧道技術(shù)機(jī)制(tunnel)
隧道技術(shù)機(jī)制是基于現(xiàn)有的ipv4路由體系來(lái)傳送ipv6數(shù)據(jù)報(bào)的方法。首先將ipv6數(shù)據(jù)報(bào)文作為載荷封裝到ipv4數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi),然后新生成的ipv4報(bào)文沿著隧道所標(biāo)識(shí)的虛擬鏈路被發(fā)送,最后到達(dá)隧道的終點(diǎn),由ipv4協(xié)議對(duì)隧道ipv4報(bào)文進(jìn)行處理,對(duì)報(bào)文最后一個(gè)報(bào)文頭中的下一個(gè)報(bào)頭(next header)字段值再進(jìn)行處理。當(dāng)該字段值為隧道協(xié)議值時(shí),則拋棄隧道ipv4報(bào)頭,進(jìn)行解封行為,并將所產(chǎn)生的原始ipv6報(bào)文按照其標(biāo)識(shí)的目的地址傳送。隧道機(jī)制利用現(xiàn)有的ipv4網(wǎng)絡(luò),提供了一種使ipv6的節(jié)點(diǎn)之間能夠在過渡期間通信的方法。圖2是隧道技術(shù)的示意圖。
圖2 隧道技術(shù)示意圖
6to4 tunnel和自動(dòng)tunnel(automatic tunel)等。但應(yīng)該分清楚的是,盡管tunnel的配置方法不同,但最終發(fā) 出的數(shù)據(jù)報(bào)的封裝是一樣的,也就是說(shuō)即使tunnel兩端用不同的配置方法配置(如一端使用手工tunnel配置,一 端使用自動(dòng)tunnel配置),只要參數(shù)不出錯(cuò),同樣是可以互相通信的。
隧道機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方式和類型:
、偈止づ渲盟淼馈J止に淼烙址Q配置型隧道,是手工配置建立的,需要隧道兩個(gè)端點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)的管理員共同協(xié) 作完成。隧道的端點(diǎn)地址由手工加以配置,不需要為站點(diǎn)分配特殊的ipv6地址,適用于經(jīng)常通信的ipv6站點(diǎn)之間 。每一個(gè)隧道的封裝節(jié)點(diǎn)必須保存隧道終點(diǎn)的地址,當(dāng)一個(gè)ipv6數(shù)據(jù)報(bào)在隧道中傳輸時(shí),終點(diǎn)地址會(huì)作為ipv4數(shù) 據(jù)報(bào)的目的地址進(jìn)行封裝。通常封裝節(jié)點(diǎn)要根據(jù)路由信息決定一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)是否要通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)。
采用手工配置隧道進(jìn)行通信的站點(diǎn)之間必須有可用的ipv4連接,并且至少要具有一個(gè)全球唯一的ipv4地址。站 點(diǎn)中每個(gè)主機(jī)都至少需要支持ipv6,路由器需要支持雙棧,在隧道要經(jīng)過nat設(shè)施的情
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