发布时间：2021-12-29 来源：win7旗舰版 浏览量：
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网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术，它把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作，使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享，网络则被认为是互联网发展的第三阶段。 移动网络向移动IPv6的过渡过程中，IPv4的网络和业务将会在一段相当长的时间里与IPv6共存，许多业务仍然要在IPv4网络上运行很长时间，特别是IPv6不可能马上提供全球的连接，很多IPv6的通信不得不在IPv4网路上传输，因此过渡机制非常重要，需要业界的特别关注和重视。 IPv4向IPv6过渡的过程是渐进的，可控制的，过渡时期会相当长，而且网络/终端设备需要同时支持IPv4和IPv6，最终的目标是使所有的业务功能都运行在IPv6的平台上。 1、IPv4到IPv6的过渡方法 从IPv4到IPv6的过渡方法有三种：网络元素/终端的双协议栈、网络中的隧道技术以及翻译机制。其中双协议栈和隧道技术是主要的方法，而翻译机制由于效率比较低，只在不同IP版本的元素之间进行通信时才采用。 网络元素和移动终端上的IPv4/IPv6双协议栈双协议栈是非常重要的过渡机制，从网络方面来看，网络设备(如GGSN)实现双协议栈对于实现IPv4和IPv6的接入点并完成IPv6-in-IPv4的隧道都是至关重要的，另外运营商IP网络和公众因特网边缘的边际路由器也应该是双栈路由器。从移动终端来看，需要通过双协议栈来访问IPv4和IPv6的业务而不需要网络上的翻译机制。 (2)隧道技术 如将IPv6的数据包封装在IPv4的数据包中并在隧道的另一端解除封装，这也是一种非常重要的过渡方法，隧道技术要求在封装和解除封装的节点上都有IPv4/IPv6双协议栈的功能。隧道技术又分为自动和人工配置两种，人工配置的隧道技术是在隧道的终点人工配置到某个特定的IPv4地址；对于自动隧道技术来说，封装是自动在进行封装的路由器/主机上完成的，隧道终点的IPv4地址被包含在目的地址为IPv6地址的数据包中，如“6to4”隧道技术。 (3)网络上的IPv4-IPv6协议翻译器：翻译器是纯IPv4主机和纯IPv6主机之间的中间件，使两种主机不需要修改任何配置就可以实现彼此之间的直接通信，翻译器的使用对于移动终端来说是透明的，头标转换是一种重要的翻译机制，通过这种方法IPv6数据包的头标被转换为IPv4数据包的头标，或者反过来，IPv4转换为IPv6，有必要的时候对校验进行调整或重新计算，NAT/PT(Network Address Translator/Protocol Translator)就是采用这种机制的一种方法。 采用地址/协议翻译器需要转换IP数据包的头标，带来的问题是破坏了端到端的服务(如端到端的IPSec)，而且NAT/PT可能成为网络性能的瓶颈，有可能限制业务提供平台的容量和扩展性。 使用网络中的地址/协议翻译器还是采用其它过渡方法主要由网络运营商决定，一般来说，只有当两个通信节点的IP版本不同时才建议采用翻译器。 2、IPv4到IPv6的过渡阶段 图1中给出了GPRS/WCDMA网络过渡到IPv6的一个简单描述，同样的原则也适用于其它网络类型。 从图1中可以看出，开始的时候是只支持IPv4的GPRS/WCDMA网络，所有连接到因特网上的终端都是纯IPv4的设备，NAT被用来节约公共的IP地址。这些网络向IPv6过渡的过程可以分为三个阶段：  (2)第二阶段：这一阶段IPv6已经广泛部署并且有了大量在IPv6平台上实现的业务，但是由于IPv6网络还不能达到完全连接，有时仍然需要IPv4网上的隧道技术来与IPv6节点连接通信。 这个阶段由于所有新业务都在IPv6平台上实现，从而加速了IPv6的部署。从IPv6的发展趋势来看，移动网络将率先进入这一发展阶段。这时大量传统的IPv4业务仍然存在，很多移动节点上都安装了IPv4/IPv6双协议栈。 (3)第三阶段：IPv6已经获得主导地位，IPv6网络已经实现了全球连接而且所有的业务都在IPv6平台上运行，这时候将不再需要双协议栈功能或者地址/协议的翻译机制，这使得网络结构更加简单，网络维护也更加容易。 IPv6使得网络中的每个节点都有一个独一无二的、全球可路由到的地址。 3、IPv4向IPv6过渡的网络模型 3.1 网络模型 图2简单地显示出移动终端与GPRS核心网络的连接，移动终端与GGSN接入点(AP)之间所建立的连接称为分组数据协议(PDP)上下文，移动终端通过激活PDP上下文来获取其IP地址，图2中显示了两种不同的移动终端连接到GGSN的两个不同的接入点上的情况。GGSN中的AP1是原生的IPv6，始终连接到IPv6环境中。AP2提供通过IPv4网络隧道的IPv6连接，这一连接可以是“6to4”的、也可以是“4to6”的。AP3是原生的IPv4，提供到纯IPv4服务/主机的连接。  当用户离开运营商网络时，通信流要通过边缘路由器和防火墙，在这种情况下，需要公用IPv4地址和全球IPv6地址。获取全球IPv6地址不是问题，但是运营商的公用IPv4地址非常有限，因此需要提供临时的IPv4地址的机制，如NAT。 当通过IPv4网络来连接某个IPv6主机时需要采用隧道技术，隧道的起点可以是GGSN、边缘路由器、或者移动终端，隧道的终点可以是主机或者IPv6网络边缘的路由器(如图3中的路由器1)，如果隧道在主机之前终结则由该路由器解开封装。   移动网络、移动终端、连接到的不同主机的IP版本都存在两种可能性，它们之间的连接会出现不同的组合方式。一条基本规则是：如果两个通信的IP节点的IP版本不同，网络中的某些节点就需要协议翻译。网络元素和移动终端采用IPv4/IPv6双协议栈是一个确保通信节点能用同一种IP版本通信的很好的解决方案。 在过渡期将会有三种不同的网络业务类型： 传统的IPv4业务通过全球连接的IPv4网络来传输：由于缺乏公用IPv4地址，必须采用私有IPv4地址和NAT。 (2)IPv6网络上的IPv6业务：这种情况下原生的IPv6路由即可完成，不需要IPv4网络上的隧道或者协议翻译。 (3)IPv4网络上的IPv6业务：通信的IPv6节点/网络通过IPv4网络采用隧道技术实现连接，有可能使用协议翻译。 使用以上三种网络业务的移动终端类型可以是纯IPv4的终端(常见的第一代GPRS/WCDMA终端)、双IPv4/IPv6协议栈的终端、或纯IPv6的终端(正在研发阶段)，同样与之通信的对等主机也可以是双协议栈、纯IPv4或者纯IPv6的。 3.3 过渡方式 纯IPv4终端 纯IPv4终端主要是第一代的GPRS终端，提供给纯IPv4终端的是纯IPv4业务，在很多情况下没有足够的公用IPv4地址来分配给这些移动终端，因此通常情况下移动终端分配到的是私有IPv4地址。如果一个拥有私有IPv4地址的移动终端要通过公用的IPv4网络连接到某个主机上，网络中必须有NAT。 图5描述了三种情况： ◆移动终端连接到同一网内的某个主机上，这时仅用私有IPv4地址就足够了； ◆移动终端连接到公共因特网上的某个主机，移动终端将从运营商的地址空间中分配到一个公用IPv4地址并通过全球的IPv4路由来实现连接，由于公用IPv4地址池中的地址有限，图5中的b)情形很少发生。 ◆移动终端有一个私有的IPv4地址，NAT分配一个临时的公用IPv4地址给它，移动终端通过这个临时的地址实现连接。  如图6所示，双协议栈的移动终端在IPv6模式下操作——移动终端打开IPv6类型的PDP上下文并且从GGSN接收到一个全球的IPv6地址，该终端通过IPv6网络连接到纯IPv6主机上，这时所有的选路都是在IPv6的域上，不需要任何翻译机制，在这种情况下纯IPv6终端与双协议栈终端的工作方式是一样的。   发送到主机的数据包采用“6to4”类型的主机地址，如果数据包的所有选路都是通过IPv6网络就不需要“6to4”隧道技术，否则在边际路由器和路由器1之间将采用自动“6to4”隧道技术。 如图8所示，双协议栈的移动终端连接到纯IPv4的主机(例如IPv4的公司接入网络上的邮件服务器)上，双协议栈的移动终端在IPv4模式下工作，由于公用IPv4地址的缺乏而被分配到一个私有的IPv4地址，需要用NAT来为移动终端提供临时的公用IPv4地址。  纯IPv6移动终端的通信与双协议栈终端的主要区别在于：移动终端与纯IPv4主机之间的通信需要在网络上有翻译器(如NAT-PT)。 如图9所示，纯IPv6移动节点从GGSN(GGSN的AP类型是IPv6)获得了全球的IPv6地址，由于纯IPv6移动终端连接到的纯IPv4主机有公用IPv4地址，因此需要NAT-PT和其它的翻译机制来实现IPv6-IPv4协议和地址之间的翻译，边际路由器是双协议栈的路由器，既有全球的IPv4地址也有IPv6地址。  4、应用和服务 IPv6对有些应用来说至关重要，如VoIP、WAP、推送和其它需要“永远在线”支持(如实时连接)的业务。 由于过渡策略是不依赖于应用的，也就是说两者是分离的，因此建议所有的新业务都在IPv6平台上实现，实际上所有的业务在可能的条件下都可以移植到IPv6平台上。 网络的神奇作用吸引着越来越多的用户加入其中，正因如此，网络的承受能力也面临着越来越严峻的考验―从硬件上、软件上、所用标准上......，各项技术都需要适时应势，对应发展，这正是网络迅速走向进步的催化剂。 |
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