宽带无线移动通信的移动IPv6和IPv4之间的通信机制和方法
发布时间:2008/12/3 0:00:00 访问次数:1107
通常,协议的过渡是很不容易的(需要大量网络设备的升级和支持),从ipv4过渡到ipv6也不例外。协议的过渡一般需要在网络中的所有节点上安装和配置新的协议,并且检验是否所有的主机和路由器都能正确地运行。ipv4的发展已有⒛多年的历史,几乎现有的每个网络及其连接设各都支持ipv4,要想一夜之间就完成从ipv4到ipv6的转换是不切实际的。ipv6不可能立刻替代ipv4,因此在相当一段时间内ipv4和ipv6会共存在一个环境中。要提供平稳的转换过程,使得对现有的使用者影响最小,就需要有良好的转换机制。ipv4向ipv6的演进应该是平滑渐进的,ipv4向ipv6的过渡需要相当长的时间才能完成,因此现在重点考虑的是ipv4与ipv6的共存及如何过渡的问题。在过渡时期,要解决相互通信的问题无非两类:第一类就是ipv6之间互相通信的问题;第二类就是解决ipv6与ipv4之间的通信问题。
1.ipv4/lpv6过渡中的节点类型
在ipv4/lpv6过渡中定义了以下类型的节点。
(1)ipv4-only节点
ipv4-only节点仅实现了ipv4协议(并且只有ipv4地址)。这种节点不支持ipv6。当前大多数主机和路由器都是ipv4-only节点。
(2)ipvg-only节点
ipvg-only节点仅实现了ipv6(并且只有ipv6地址)。它只能与ipv6节点和应用程序通信。尽管这一类节点当前并不普遍,但是当小型设各(例如手机和掌上电脑等)实现了ipv6协议栈时,这种节点将会变得更为普及。
(3)ipv4/lpv6节点
这种节点既实现了ipv4协议,又实现了ipv6协议。当节点配置了ipv6接口后,就支持ipv6了。
(4)ipv4节点
ipv4节点实现了ipv4协议(它可以发送和接收ipv4数据报)。它可以是一个支持ipv4协议的节点,也可以是支茸ipv4/lpv6协议的节点。
(5)ipv6节点
ipv6节点实现了ipv6协议(它可以发送和接收ipv6数据报)。它可以是一个支持ipv6协议的节点,也可以是支持ipv4/lpv6协议的节点。
2.过渡技术
目前解决过渡问题基本技术主要有三种:双协议栈、隧道技术、nat-pt。
(1)双协议栈机制(dual stack)
双栈机制是处理过渡问题中应用最广泛和最简单的方式,采用该技术的节点同时运行ipv4和ipv6两种协议,双协议栈用于ipv4/ipv6节点,既可以与ipv4节点通信,又可以与ipv6节点通信。基于双协议栈的所有上层协议,都可以通过ipv4网络、ipv6网络或者ipv6穿越ipv4的隧道进行通信。图1是宽带无线移动通信双协议栈的示意图。这是使ipv6节点保持与纯ipv4节点兼容最直接的方式,这种方式对ipv4和ipv6提供了完全的兼容,但仍有一个很大的问题是双协议栈仍然要求相应主机必须配置ipv4地址,对于ip地址耗尽的问题并未解决,而且使用双协议栈需要双路由器基础设施,反而增加了网络的复杂度。
(2)隧道技术机制(tunnel)
隧道技术机制是基于现有的ipv4路由体系来传送ipv6数据报的方法。首先将ipv6数据报文作为载荷封装到ipv4数据报内,然后新生成的ipv4报文沿着隧道所标识的虚拟链路被发送,最后到达隧道的终点,由ipv4协议对隧道ipv4报文进行处理,对报文最后一个报文头中的下一个报头(next header)字段值再进行处理。当该字段值为隧道协议值时,则抛弃隧道ipv4报头,进行解封行为,并将所产生的原始ipv6报文按照其标识的目的地址传送。隧道机制利用现有的ipv4网络,提供了一种使ipv6的节点之间能够在过渡期间通信的方法。图2是隧道技术的示意图。
图2 隧道技术示意图
6to4 tunnel和自动tunnel(automatic tunel)等。但应该分清楚的是,尽管tunnel的配置方法不同,但最终发 出的数据报的封装是一样的,也就是说即使tunnel两端用不同的配置方法配置(如一端使用手工tunnel配置,一 端使用自动tunnel配置),只要参数不出错,同样是可以互相通信的。
隧道机制的实现方式和类型:
①手工配置隧道。手工隧道又称配置型隧道,是手工配置建立的,需要隧道两个端点所在网络的管理员共同协 作完成。隧道的端点地址由手工加以配置,不需要为站点分配特殊的ipv6地址,适用于经常通信的ipv6站点之间 。每一个隧道的封装节点必须保存隧道终点的地址,当一个ipv6数据报在隧道中传输时,终点地址会作为ipv4数 据报的目的地址进行封装。通常封装节点要根据路由信息决定一个数据报是否要通过隧道转发。
采用手工配置隧道进行通信的站点之间必须有可用的ipv4连接,并且至少要具有一个全球唯一的ipv4地址。站 点中每个主机都至少需要支持ipv6,路由器需要支持双栈,在隧道要经过nat设施的情
通常,协议的过渡是很不容易的(需要大量网络设备的升级和支持),从ipv4过渡到ipv6也不例外。协议的过渡一般需要在网络中的所有节点上安装和配置新的协议,并且检验是否所有的主机和路由器都能正确地运行。ipv4的发展已有⒛多年的历史,几乎现有的每个网络及其连接设各都支持ipv4,要想一夜之间就完成从ipv4到ipv6的转换是不切实际的。ipv6不可能立刻替代ipv4,因此在相当一段时间内ipv4和ipv6会共存在一个环境中。要提供平稳的转换过程,使得对现有的使用者影响最小,就需要有良好的转换机制。ipv4向ipv6的演进应该是平滑渐进的,ipv4向ipv6的过渡需要相当长的时间才能完成,因此现在重点考虑的是ipv4与ipv6的共存及如何过渡的问题。在过渡时期,要解决相互通信的问题无非两类:第一类就是ipv6之间互相通信的问题;第二类就是解决ipv6与ipv4之间的通信问题。
1.ipv4/lpv6过渡中的节点类型
在ipv4/lpv6过渡中定义了以下类型的节点。
(1)ipv4-only节点
ipv4-only节点仅实现了ipv4协议(并且只有ipv4地址)。这种节点不支持ipv6。当前大多数主机和路由器都是ipv4-only节点。
(2)ipvg-only节点
ipvg-only节点仅实现了ipv6(并且只有ipv6地址)。它只能与ipv6节点和应用程序通信。尽管这一类节点当前并不普遍,但是当小型设各(例如手机和掌上电脑等)实现了ipv6协议栈时,这种节点将会变得更为普及。
(3)ipv4/lpv6节点
这种节点既实现了ipv4协议,又实现了ipv6协议。当节点配置了ipv6接口后,就支持ipv6了。
(4)ipv4节点
ipv4节点实现了ipv4协议(它可以发送和接收ipv4数据报)。它可以是一个支持ipv4协议的节点,也可以是支茸ipv4/lpv6协议的节点。
(5)ipv6节点
ipv6节点实现了ipv6协议(它可以发送和接收ipv6数据报)。它可以是一个支持ipv6协议的节点,也可以是支持ipv4/lpv6协议的节点。
2.过渡技术
目前解决过渡问题基本技术主要有三种:双协议栈、隧道技术、nat-pt。
(1)双协议栈机制(dual stack)
双栈机制是处理过渡问题中应用最广泛和最简单的方式,采用该技术的节点同时运行ipv4和ipv6两种协议,双协议栈用于ipv4/ipv6节点,既可以与ipv4节点通信,又可以与ipv6节点通信。基于双协议栈的所有上层协议,都可以通过ipv4网络、ipv6网络或者ipv6穿越ipv4的隧道进行通信。图1是宽带无线移动通信双协议栈的示意图。这是使ipv6节点保持与纯ipv4节点兼容最直接的方式,这种方式对ipv4和ipv6提供了完全的兼容,但仍有一个很大的问题是双协议栈仍然要求相应主机必须配置ipv4地址,对于ip地址耗尽的问题并未解决,而且使用双协议栈需要双路由器基础设施,反而增加了网络的复杂度。
(2)隧道技术机制(tunnel)
隧道技术机制是基于现有的ipv4路由体系来传送ipv6数据报的方法。首先将ipv6数据报文作为载荷封装到ipv4数据报内,然后新生成的ipv4报文沿着隧道所标识的虚拟链路被发送,最后到达隧道的终点,由ipv4协议对隧道ipv4报文进行处理,对报文最后一个报文头中的下一个报头(next header)字段值再进行处理。当该字段值为隧道协议值时,则抛弃隧道ipv4报头,进行解封行为,并将所产生的原始ipv6报文按照其标识的目的地址传送。隧道机制利用现有的ipv4网络,提供了一种使ipv6的节点之间能够在过渡期间通信的方法。图2是隧道技术的示意图。
图2 隧道技术示意图
6to4 tunnel和自动tunnel(automatic tunel)等。但应该分清楚的是,尽管tunnel的配置方法不同,但最终发 出的数据报的封装是一样的,也就是说即使tunnel两端用不同的配置方法配置(如一端使用手工tunnel配置,一 端使用自动tunnel配置),只要参数不出错,同样是可以互相通信的。
隧道机制的实现方式和类型:
①手工配置隧道。手工隧道又称配置型隧道,是手工配置建立的,需要隧道两个端点所在网络的管理员共同协 作完成。隧道的端点地址由手工加以配置,不需要为站点分配特殊的ipv6地址,适用于经常通信的ipv6站点之间 。每一个隧道的封装节点必须保存隧道终点的地址,当一个ipv6数据报在隧道中传输时,终点地址会作为ipv4数 据报的目的地址进行封装。通常封装节点要根据路由信息决定一个数据报是否要通过隧道转发。
采用手工配置隧道进行通信的站点之间必须有可用的ipv4连接,并且至少要具有一个全球唯一的ipv4地址。站 点中每个主机都至少需要支持ipv6,路由器需要支持双栈,在隧道要经过nat设施的情
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