摘要

随着计算机网络技术的飞速发展，IPv4的局限性日益凸显，而IPv6的地址空间很庞大，可以从根本上解决IPv4枯竭的现状，其结构设计也可以兼容新技术的发展，是目前研究的热点。物联网、人工智能等逐渐现世，企业也需要IPv6网络来支撑。目前，运营商骨干网络的绝大多是还是使用IPv4网络为基础的，所以设计IPv6企业网能够通过IPv4的骨干网实现网络通信，这对实现从IPv4过渡到IPv6具有重要的意义。本文将结合企业网络的情况对目前主流的三种过渡技术双栈技术、隧道技术、翻译技术进行逐一分析。

关键词

正文

1. 研究背景

1.1国外研究现状

在国外，在1996年的下半年开始，IETF就组织创建用于对IPv6进行测试的网络——6Bone，它创建宗旨逐渐的将IPv4网络升级到IPv6网路。目前美洲、欧洲、亚洲许多国家现已经都加入6Bone，开展IPv6的过渡部署。

根据国际性电信公司T-Mobile在2017NAIPv6Summit所做的报告，T-Mobile使用了464XLAT技术（一种基于NAT64与DNS64的转址技术），让T-Mobile的IPv6部署在短短几年超过80%。

1.2国内研究现状

在国内，我国政府对IPv6网络的发展也是高度重视，开展了一系列项目——CERNETv6、6TNet、CNGI，实现了全国各科研院和研发机构IPv6网络的接入。国内的石油公司的IPv6过渡是国内典型案例，其建设的IPv6专网已实现了“六通四达”的预期目标，为下一代网络及物联网建设积累了经验，并提供了基础科研数据。

随着国内外IPv6网络的普及，以及新兴产业的需要，企业网络的业务负载不断增加。为了防止工作开展受阻，企业也迫切需要进行向IPv6网络的升级换代进程。

2. IPv6过渡技术

2.1IPv6过渡简介

从IPv4到IPv6的过渡中有双栈技术、隧道技术和翻译技术三种技术。无论采用何种技术，首先要保证网络中的设备支持ipv4/ipv6双栈，使设备能够接收和传输IPv4网络和IPv6网络的数据，因此双栈技术也是其他过渡技术的基本条件。

2.2双栈技术

双栈技术是IPv4网络向IPv6网络过渡的基础。网络中的三层设备应支持双栈结构，构建IPv4和IPv6的混合网络，源节点可以根据目的节点所属的IP协议选择转发哪个协议栈，并且这两个协议在没有干扰的情况下工作。两种协议工作互不干扰。

2.3隧道技术

2.3.1手动隧道

（1）GRE隧道

GRE隧道是手工隧道方式之一，可以实现IPv4网络上两个IPv6孤岛的通信。GRE隧道需要手动指定源终结点地址和目标终结点位置。

（2）6over4手动隧道

6over4手动隧道也是手工隧道其中的一种。6over4手动隧道可以实现IPv4网络上两个IPv6孤岛的通信。6over4手动隧道需要手工指定源端点地址和目的端点地点，可用于边界路由器和路由器之间、主机和边界路由器之间。

与GER隧道同理，将隧道模式调整为ipv6-ipv4就是6over4的手动隧道。

6over4手动隧道与GRE隧道的不同点是：6over4手动隧道只能将IPv6封装成IPv4并承载IPv6数据；GRE隧道可以提供多协议封装（通用隧道）、非IP网络封装和IPSec隧道封装。

2.3.2自动隧道

（1）6to4隧道

6to4隧道是自动隧道之一。与静态隧道相比，它在连接多个IPv6孤岛时可以不需要配置多个静态隧道，单个隧道可以访问多个目的地址，可以适用于任意设备，例如：路由器和路由器之间、主机和主机之间、路由器和主机之间。当需要连接两个或多个IPv6孤岛时，无需配置就可以连接多个静态隧道，并且一个隧道可以访问多个目标地址。

（2）ISATAP隧道

ISATAP隧道也是一种自动隧道。与隧道6to4不同的是ISATAP隧道的接口id是使用IPv4的地址，可以在主机、路由器和主机之间使用，但不支持路由器之间的接口标识。

2.4翻译技术

NAT64是一种协议转换（或者说是协议翻译）的技术，它在正常情况下是只能让IPv6用户发起连接访问IPv4网络资源，但也可以手工配置NAT64的静态映射关系，实现让IPv4用户可以发起连接访问IPv6的网络资源，从而IPv4网络与IPv6网络之间的相互访问得以实现。

2.5过渡技术对比

在过渡技术的使用过程中，三种技术都可以单独使用，也可以配合使用，三种技术都有自身的优缺点，对比如表2.1：

表2.1过渡技术对比

过渡技术类型	主机要求	路由器要求	优点	缺点
双栈技术	无	双栈路由器	可以支持IPv4和IPv6两种协议，配置相对简单	开销较大，不能缓解IPv4
隧道技术	无	双栈路由器	配置比较简单直观	手工：每条隧道都要人工管理自动：要求有一个IPv4地址
翻译技术	双协主机	双栈路由器并且要能支持NAT64	IPv4地址可以直接与IPv6地址通信	需要增加额外的设备实现翻译功能，对设备要求很高，实现比较困难

3. 企业网络需求

3.1企业网络的现状与需求

在国内外基于IPv6的业务网络已经进入到实际部署了，我国的三大网络运营商也在逐渐向IPv6骨干网的转型，目前，IPv6骨干网架构基本完成，IPv4和IPv6骨干网相对独立，但是还是IPv4占主要地位。完成IPv6升级的大多数是科研教育机构和机关部门的网络，或者是类似于微软、阿里巴巴等大型网络，中小企业升级到IPv6网络的数量很少，但中小企业的数量占企业的很大比例，所以中小型企业网络的IPv6的升级，对我国IPv6的转型是非常有益的。

3.2企业网络的建设目标

结合中小企业网络的特点，在主流IPv4骨干网络的基础上，构建向IPv6企业网络的平稳过渡。

3.3企业网络的拓扑结构特点

企业网络拓扑设计一般采用分层的设计。首先是接入层的设计，接入层的目的用来接入终端设备和控制访问。汇聚层的设计目的实现路由收敛和流量收敛；核心层主要是用来做数据的高速转发。层次化的网络设计可以节约一定的成本，各层可以应自己需要选择不同层次配置参数的设备，也有利于未来业务的扩展，也有利于控制故障时影响的范围。

...

阅读全文