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统一的IPv4/IPv6翻译与封装过渡技术——IVI/MAP-T/MAP-E
http://www.cww.net.cn   2013年4月2日 14:38    

基于IPv4 协议的互联网是世界上最重要的信息基础设施,但是只有232 个地址空间的IPv4 地址已经分配完毕。为了解决IPv4 地址耗尽问题,目前有两种技术路线:采用IPv4 地址翻译技术(NAT44)或升级到IPv6。NAT44 是IPv4 公有地址与IPv4私有地址之间的有状态翻译技术,已经非常成熟,但由于其破坏了端到端特性,只能支持单向发起的通信。多年以来,NAT44 在用户接入端被广泛使用,但在核心网络上使用时,需要在NAT44 翻译器上维护大量状态。

为了长远地解决IP 地址的问题,建设下一代IPv6 网络,发展IPv6 信息资源,发展IPv6 用户势在必行。10 多年前,业内已经认识到IPv4 地址枯竭问题,发明了下一代互联网协议IPv6,该协议具有2128 个地址空间,从根本上解决了地址耗尽的问题。因特网工程任务组(IETF)最早推荐从IPv4向IPv6 过渡采用双栈技术和隧道技术,全世界很多运营商在不同规模上进行了IPv6 的试验,若干信息提供商也提供了IPv6 的服务[1]。但截至2012年,全世界IPv6 网的流量平均不到IPv4 的1% 。实践表明,升级到双栈不仅没有给运营上带来直接的收益,反而影响了用户的体验。这就是为什么双栈和隧道技术应用10 多年,却没有推动完成IPv4 互联网向IPv6互联网过渡的原因。从根本上看,网络的价值在于其用户数。对于新建的IPv6 网络,其用户数不可能与IPv4互联网上的用户数可比,如果IPv6 的用户不能与IPv4 的用户互联互通,则IPv6 网络没有任何存在的价值。因此过渡的核心问题是新建IPv6 网络必须与IPv4 互联网互联互通。两种不同协议之间的互联互通,只能通过翻译技术解决,但是由于IETF 在设计IPv6 协议时,没有充分意识到与IPv4 协议兼容的重要性,具有很高的技术难度。随着纯IPv6 网络建设案例的增多和研究的深入,IETF 在IPv4/IPv6 翻译技术,特别是无状态翻译技术取得了突破性进展,形成了系列RFC 标准和工作组草案,为IPv4 到IPv6 过渡提供了新的技术方案。

1 无状态IPv4/IPv6 翻译技术

互联网的基本特性为“ 无连接”的体系结构,路由器不需要维护状态,IPv4/IPv6 翻译器本身也是一个路由器,因此无状态的IPv4/IPv6 翻译器对于运营商来讲更具有价值。同时,无状态IPv4/IPv6 翻译(IVI)技术具有可扩展性、可管理性、安全性好的特点,并支持双向发起的通信。IVI 的名称借用了罗马数字的表示方法。在罗马数字中IV 表示4,VI 表示6,IVI 表示IPv4 和IPv6 的互联互通。

1.1 IPv4/IPv6 翻译技术的应用场景

由于IPv4 的地址空间为232,IPv6的地址空间为2128,极其悬殊,因此不加限制条件的IPv4/IPv6 翻译器在理论上讲是不可行的。在IETF 标准RFC6144 中定义了IPv4/IPv6 翻译的8个应用场景。翻译器的两边一边是IPv4 另一边是IPv6。其变化之一在于哪一边是自己控制的网络,哪一边是互联网。其变化之二在于哪一边发起通信。无状态IPv4/IPv6 翻译技术的应用场景如图1 所示[2]。场景一为IPv6 网络上计算机发起对IPv4 互联网上计算机的访问,场景二为IPv4互联网上计算机发起对IPv6 网络上计算机的访问。

图1无状态IPv4/IPv6翻译技术的应用

场景一和场景二意味着新建纯IPv6 网络,通过翻译器XLAT 为IPv6用户提供对IPv4 互联网的通信。无状态IPv4/IPv6 翻译技术可以适应于场景一和场景二,有状态IPv4/IPv6 翻译技术只能适应于场景一。IPv4/IPv6 翻译技术的核心是需要解决地址映射和协议翻译问题。

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来源:中兴通讯技术   作 者:包丛笑 李星编 辑:魏慧
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