从IPv4 到 IPv6 的过渡技术

随着IPv4地址即将用尽，IP地址缺乏已成为了全球亟待解决的问题，虽然几年前出现了标头更长的IPv6，可提供更多的IP地址，但其应用和普及并不容易。 “IPv4和IPv6是否可以同时使用?”、“IPv4和IPv6如何实现共存?”这些问题都是目前用户比较关注的。

IPv6 在 1992 年被提出，到现在已经二十多年，IPv6 技术的发展已经很成熟，那么 IPv4 能否一下全部切换到 IPv6 呢，答案肯定是否定的。主要因为 IPv6 不是 IPv4 的改进，IPv6 是一个全新的协议，在链路层是不同的网络协议，不能直接进行通信。而且目前几乎都是在使用 IPv4，所以这种转换可能会持续很久，如下图是ipv4和ipv6的区别：



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
即在不改动现有网络结构情况下，通过地址转换协议，进行IPv4 to IPv6 或IPv6 to IPv4 访问转换，可满足IPv4与IPv6之间的双向访问需求。技术部署协议包括NAT 46，一般面向数据中心出口，提供由外到内，由内到外的映射。这种模式对于设备性能要求较高，对高并发业务支撑较困难，适合会话较小的业务。

5G时代即将来临，IPv6网络将成为互联网新业务发展与运用的强有力支撑。未来，个推也将不断打磨自身技术，积极探索并开展IPv4至IPv6之路，实现IPv6网络的全面启用。


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