IPv4到IPv6的過渡

由於Internet的規模以及目前網絡中數量龐大的IPv4用戶和設備，IPv4到v6的過渡不可能一次性實現。而且，目前許多企業和用戶的日常工作越來越依賴於Internet，它們無法容忍在協議過渡過程中出現的問題。所以IPv4到v6的過渡必須是一個循序漸進的過程，在體驗IPv6帶來的好處的同時仍能與網絡中其余的IPv4用戶通信。能否順利地實現從IPv4到IPv6的過渡也是IPv6能否取得成功的一個重要因素。

實際上，IPv6在設計的過程中就已經考慮到了IPv4到IPv6的過渡問題，並提供了一些特性使過渡過程簡化。例如，IPv6地址可以使用IPv4兼容地址，自動由IPv4地址產生；也可以在IPv4的網絡上構建隧道，連接IPv6孤島。目前針對IPv4-v6過渡問題已經提出了許多機制，它們的實現原理和應用環境各有側重，這一部分裡將對IPv4-v6過渡的基本策略和機制做一個系統性的介紹。

在IPv4-v6過渡的過程中，必須遵循如下的原則和目標：

·保證IPv4和IPv6主機之間的互通；

·在更新過程中避免設備之間的依賴性（即某個設備的更新不依賴於其它設備的更新）；

·對於網絡管理者和終端用戶來說，過渡過程易於理解和實現；

·過渡可以逐個進行；

·用戶、運營商可以自己決定何時過渡以及如何過渡。

主要分三個方面：IP層的過渡策略與技術、鏈路層對IPv6的支持、IPv6對上層的影響

對於IPV4向IPV6技術的演進策略，業界提出了許多解決方案。特別是IETF組織專門成立了一個研究此演變的研究小組NGTRANS，已提交了各種演進策略草案，並力圖使之成為標准。縱觀各種演進策略，主流技術大致可分如下幾類：

雙棧策略

實現IPv6結點與IPv4結點互通的最直接的方式是在IPv6結點中加入IPv4協議棧。具有雙協議棧的結點稱作“IPv6/v4結點”，這些結點既可以收發IPv4分組，也可以收發IPv6分組。它們可以使用IPv4與IPv4結點互通，也可以直接使用IPv6與IPv6結點互通。雙棧技術不需要構造隧道，但後文介紹的隧道技術中要用到雙棧。 IPv6/v4結點可以只支持手工配置隧道，也可以既支持手工配置也支持自動隧道。

隧道技術

在IPV6發展初期，必然有許多局部的純IPV6網絡，這些IPV6網絡被IPV4骨干網絡隔離開來，為了使這些孤立的“IPV6島”互通，就采取隧道技術的方式來解決。利用穿越現存IPV4因特網的隧道技術將許多個“IPV6孤島”連接起來，逐步擴大IPV6的實現范圍，這就是目前國際IPV6試驗床6Bone的計劃。

工作機理：在IPV6網絡與IPV4網絡間的隧道入口處，路由器將IPV6的數據分組封裝入 IPV4中，IPV4分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的IPV4地址。在隧道的出口處再將IPV6分組取出轉發給目的節點。

隧道技術在實踐中有四種具體形式：構造隧道、自動配置隧道、組播隧道以及6to4。

TB（Tunnel Broker，隧道代理）

對於獨立的v6用戶，要通過現有的IPv4網絡連接IPv6網絡上，必須使用隧道技術。但是手工配置隧道的擴展性很差，TB的主要目的就是簡化隧道的配置，提供自動的配置手段。對於已經建立起IPv6的ISP來說，使用TB技術為網絡用戶的擴展提供了一個方便的手段。從這個意義上說，TB可以看作是一個虛擬的IPv6 ISP，它為已經連接到IPv4網絡上的用戶提供連接到IPv6網絡的手段，而連接到IPv4網絡上的用戶就是TB的客戶。

雙棧轉換機制（DSTM）

DSTM的目標是實現新的IPv6網絡與現有的IPv4網絡之間的互通。使用 DSTM，IPv6網絡中的雙棧結點與一個IPv4網絡中的IPv4主機可以互相通信。DSTM的基本組成部分包括：

·DHCPv6服務器，為IPv6網絡中的雙棧主機分配一個臨時的IPv4全網唯一地址，同時保留這個臨時分配的IPv4地址與主機IPv6永久地址之間的映射關系，此外提供IPv6隧道的隧道末端（TEP）信息；

·動態隧道端口DTI：每個DSTM主機上都有一個IPv4端口，用於將IPv4報文打包到 IPv6報文裡；

·DSTM Deamon：與DHCPv6客戶端協同工作，實現IPv6地址與IPv4地址之間的解析。

協議轉換技術

其主要思想是在V6節點與V4節點的通信時需借助於中間的協議轉換服務器，此協議轉換服務器的主要功能是把網絡層協議頭進行V6/V4間的轉換，以適應對端的協議類型。

優點：能有效解決V4節點與V6節點互通的問題。

缺點：不能支持所有的應用。這些應用層程序包括：① 應用層協議中如果包含有IP地址、端口等信息的應用程序，如果不將高層報文中的IP地址進行變換，則這些應用程序就無法工作，如FTP、STMP等。② 含有在應用層進行認證、加密的應用程序無法在此協議轉換中工作。