随着IPv4地址即将耗尽,IP地址短缺成为全球性亟待解决的问题。 虽然几年前就出现了具有更长头部的IPv6,可以提供更多的IP地址,但其应用和推广并不容易。 “IPv4和IPv6可以同时使用吗?”,“IPv4和IPv6如何实现共存?” 这些问题是目前用户关心的问题。
IPv6于1992年提出,到现在已经20多年了,IPv6技术的发展已经非常成熟。 那么能不能一下子把所有的IPv4都切换到IPv6呢? 答案肯定是否定的。 主要原因是IPv6不是IPv4的改进。 IPv6 是一个全新的协议。 是链路层的不同网络协议,不能直接通信。 而且目前几乎都在使用IPv4,所以这种转换可能会持续很长时间。 下图是ipv4和ipv6的区别:
IPV4 |
IPV6 |
•源和目标地址长度是32位(4字节) |
•源和目标地址长度是128位(16字节) |
•IPSec支持是可选的 |
•IPSec支持是必须的 |
•路由器不能使用IPv4报头,不能识别数据流实施QoS |
•IPv6报头包含了流标记字段,路由器可以用它识别数据流实施QoS |
•路由器和发送主机都会产生数据包碎片 |
•只有发送主机会产生碎片,路由器不会 |
•报头包含了校验和 |
•报头没有包含了校验和 |
•报头包含可选项 |
•所有可选项数据全部移到IPv6的扩展头中了 |
•地址解析协议(ARP)使用广播ARP请求帧将ip地址解析为链路层地址 |
•通过多播邻居请求消息将IP地址解析为链路层地址 |
•Internet组管理协议(IGMP)管理本地子网组中的成员 |
•多播监听发现协议(MLD)管理本地子网组中的成员 |
•使用ICMP路由发现协议确定IPv4地址的最佳默认网关,它是可选的 |
•使用ICMPv6路由请求协议和路由广告消息确定ip地址的最佳默认网关,他们是必需的 |
•必须通过手工或DHCP配置 |
•无需通过手工或DHCP配置 |
•使用DNS中的主机地址(A)资源记录将主机名映射到IPv4地址 |
•使用DNS中的主机地址(AAAA)资源记录将主机名映射到IPv6地址 |
简而言之,IPv6除了充沛的 IP 地址数量,IPv6 相比 IPv4 还有其他诸多的优势,有着更快的传输速度,快、更快、非常快,这是现在互联网长期的追求,而 IPv6 是固定报头,不像 IPv4 那样携带一堆冗长的数据,简短的报头提升了网络数据转发的效率。并且由于 IPv6 的路由表更小,聚合能力更强,保证了数据转发的路径更短,极大的提高了转发效率。
目前来说,实现IPv4和IPv6共存的策略和过渡技术有三种。第一种,使用双栈让您的主机或网络设备可以同时支持IPv4和IPv6双协议栈;第二种,通过隧道技术将IPv6数据包封装在IPv4数据包中;第三种,通过网络地址转换(NAT)技术将IPv6数据 包转换为IPv4数据包,反之亦然。
双栈技术
双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术,其节点同时支持IPv4和IPv6协议栈,当IPv6节点与IPv6节点互通时使用IPv6协议栈,与IPv4节点互通时借助于IPv4 over IPv6隧道使用IPv4协议栈,通过此技术,实现分别与IPv4或IPv6节点间的信息互通。双栈可以在一个单一的设备上实现,亦可是一个双栈骨干网,何为双栈骨干网?就是所有设备同时支持IPv4/IPv6协议栈,连接双栈网络的解控同时也配置IPv4地址和IPv6地址。协议栈及双协议栈结构示例如下:
双栈技术是IPv6过渡技术的基础,灵活启用/关闭IPv4/IPv6功能,对IPv4和IPv6提供了完全的兼容,但这种方式需要双路由基础设施,即所有节点都支持双栈,因此增强了改造和部署难度,网络复杂程度也更高。
隧道技术模式
这种模式运用于IPv4 和IPv6的边界。首先,借助IPv4网络来建立IPv4隧道,然后实现IPv6点到点访问,通常用于IDC出口边界或内部IGP跨域访问。技术协议包括6in4隧道、DS+NAT、DS-Lite等。隧道模式是三种改造方式中最便捷的一种,但是对内网IGP协议以及关键链路流量用量有一定的要求。
转换模式
即在不改变现有网络结构的情况下,万维景盛研究出ipv6转换器,通过地址转换协议实现IPv4到IPv6或IPv6到IPv4的访问转换,满足IPv4和IPv6双向访问需求。 技术部署协议包括NAT 46,一般面向数据中心出口,提供从外到内、从内到外的映射。 该模式对设备性能要求高,难以支持高并发业务,适用于会话小的业务。
5G时代来临,IPv6网络将成为互联网新业务发展和应用的有力支撑。 未来,万维将继续打磨自身技术,积极探索和发展从IPv4到IPv6的道路,实现IPv6网络的全面利用。