一文讀懂 IPv4 到 IPv6 的過渡技術

在介紹 IPv4 到 IPv6 過渡技術以前，咱們先來簡單瞭解一下 IPv4 和 IPv6。什麼是 IPv4？IPv4 全稱爲 Internet Protocol version 4，它爲互聯網上的每個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址，IP 地址是一個 32 位的二進制數，算下來其實也只有 2^32 個地址，這些地址中有分爲 A、B、C、D、E 5 類，而比較經常使用的只有 B 類 和 C 類，這兩類地址算起來數量就更加有限，在加上如今互聯網迅猛的發展，在 2011 年 2 月 3 日 IANA 中 IPv4 地址池已所有耗盡，這就嚴重製約了互聯網的發展。而對於 IPv6 來講，是用於替代 IPv4 的下一代 IP 協議，IPv6 地址長度是 128 位，長度是 IPv4 地址的 4 倍，IPv6 具體有多少地址呢？IPv6 128 位的地址長度能夠提供 3.402823669 × 10³⁸ 個地址，小編的數學很差，算不出來到底有多少，就借用一句話來形容，IPv6 能夠爲全世界每一粒沙子分配一個地址。這要是分配的是 GirlFriend 那該多好啊，這樣工程師就能構建更厲害的技術，小編也能擁有一個 GF 了。

IPv4 VS IPv6

除了充沛的 IP 地址數量，IPv6 相比 IPv4 還有其餘諸多的優點。

更快的傳輸速度

快、更快、很是快，這是如今互聯網長期的追求，而 IPv6 是固定報頭，不像 IPv4 那樣攜帶一堆冗長的數據，簡短的報頭提高了網絡數據轉發的效率。而且因爲 IPv6 的路由表更小，聚合能力更強，保證了數據轉發的路徑更短，極大的提升了轉發效率。

更安全的傳輸方式

安全雖然愈來愈多的網站正在開啓 SSL，可是依舊有大量的網站沒有采用 HTTPS 。在 IPv4 協議中並無強制使用 IPSec加密數據，致使網站明文傳輸泄漏數據，而 IPv6 則是直接集成了 IPSec，在網絡層認證與加密數據，爲用戶提供端到端的數據安全，保證數據不被劫持。

對移動端更加友好

如今手機等移動設備能夠說已經成爲許多人不可缺乏的一部分了， IPv6 協議能夠加強移動終端的移動特性、安全特性、路由特性，同時下降網絡部署的難度和投資。

即插即用

一樣與 IPv4 相比， IPv6 增長了自動配置以及重配置技術，對於 IP 地址等信息實現自動增刪更新配置，提高 IPv6 的易管理性。

IPv4 到 IPv6 的過渡技術

IPv6 在 1992 年被提出，到如今已經二十多年，IPv6 技術的發展已經很成熟，那麼 IPv4 可否一下所有切換到 IPv6 呢，答案確定是否認的。主要由於 IPv6 不是 IPv4 的改進，IPv6 是一個全新的協議，在鏈路層是不一樣的網絡協議，不能直接進行通訊。並且目前幾乎都是在使用 IPv4，因此這種轉換可能會持續好久。

目前，IETF 已經成立了專門的工做組，研究 IPv4 到 IPv6 的轉換問題，而且已提出了不少方案，咱們先介紹其中幾種。

雙棧技術

IPv4 和 IPv6 有功能相近的網絡層協議，都是基於相同的硬件平臺，同一個主機同時運行 IPv4 和 IPv6 兩套協議棧，具備 IPv4/IPv6 雙協議棧的結點稱爲雙棧節點，這些結點既能夠收發 IPv4 報文，也能夠收發 IPv6 報文。它們可使用 IPv4 與 IPv4 結點互通，也能夠直接使用 IPv6 與 IPv6 結點互通。雙棧節點同時包含 IPv4 和 IPv6 的網絡層，但傳輸層協議（如 TCP 和 UDP）的使用仍然是單一的。

雙棧技術具體有哪些優缺點呢？

優勢：

1. 處理效率高、無信息丟失
2. 互通性好、網絡規劃簡單
3. 充分發揮 IPv6 協議的全部優勢，更小的路由表、更高的安全性等。
4. 資源佔用多，運維複雜。

缺點：

1. 沒法實現 IPv4 和 IPv6 互通
2. 對網絡設備要求較高，內部網絡改造牽扯比較大，週期性相比較較長。

隧道技術

隧道技術指將另一個協議數據包的報頭直接封裝在原數據包報頭前，從而能夠實如今不一樣協議的網絡上直接進行傳輸，這種機制用來在 IPv4 網絡之上鍊接 IPv6 的站點，站點能夠是一臺主機，也能夠是多個主機。隧道技術將 IPv6 的分組封裝到 IPv4 的分組中，或者把 IPv4 的分組封裝到 IPv6 的分組中，封裝後的 IPv4 分組將經過 IPv4 的路由體系傳輸或者 IPv6 的分組進行傳輸。

隧道技術的優缺點則爲：

優勢：

1. 無信息丟失
2. 網絡運維相比較簡單
3. 容易實現，只要在隧道的入口和出口進行修改

缺點：

1. 隧道須要進行封裝解封裝，轉發效率低。
2. 沒法實現 IPv4 和 IPv6 互通
3. 沒法解決 IPv4 短缺問題
4. NAT 兼容性很差

NAT-PT 技術

NAT-PT 技術附帶協議轉換器的網絡地址轉換器。是一種純 IPv6 節點和 IPv4 節點間的互通方式，全部包括地址、協議在內的轉換工做都由網絡設備來完成。NAT-PT 包括靜態和動態兩種，二者都提供一對一的 IPv6 地址和 IPv4 地址的映射，只不過動態 NAT-PT 須要一個 IPv4 的地址池進行動態的地址轉換。NAT-PT 技術有個最大的優勢就是不須要進行 IPv四、IPv6 節點的升級改造，而缺點也是十分明顯的。缺點是 IPv4 節點訪問 IPv6 節點的實現方法比較複雜，網絡設備進行協議轉換、地址轉換的處理開銷較大通常在其餘互通方式沒法使用的狀況下使用。

總結

不管哪一種技術，咱們都要從如下幾個方面考慮，週期性、成本、技術難度、部署的便捷性。按照目前分析的過渡技術，雙棧技術以及隧道技術是相比較易用性更高，也更容易實現。做爲國內領先的數據雲服務廠商，又拍雲在 2016 年便開始投入 IPv6 的建設，爲客戶提供智能化的 IPv6 服務，無需進行配置修改，便可實現 IPv4 到 IPv6 的網關轉換，客戶和終端用戶可以早一步享受 IPv6 更穩定、快速的網絡質量。

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