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1、IPv4向IPv6的过渡策略移动网络向移动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
2、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。(1)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GGS使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的数据包中弁在隧道的另一端解除封装，这也是一种非常重要的过渡
3、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。 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
4、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
5、 GPRS/WCDMW过渡至U 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/WCDMO,所 有连接到因特网上的终端都是纯 IPv4的设备，NAT被用来节名公共的I P地址。这些网络向IPv6过渡的过程可以分为三个阶段：icm,14*力附罪图1 IPv4过渡到IPv6的各个阶段(1)第一阶段：网络中有着一个个单独的IPv6孤岛，它们之间的连接是通过在IPv4网络上自动或人工配置 “IPv6 in IPv4 ”的隧道来实现的。在这个阶段，向移动用户提供的IPv6业务绝大多数是由运营商的内网络(Intranet) 提供的，其它的一
6、些IPv6业务通过在IPv4网络上的配置/自动隧道来实现，传统的IPv4业务可以提供有IPv4或者双协议栈的 终端。在运营商的网络上仍然有 NAT通过分配临时地址来处理公共 IPv4地址匮乏的问题。运营商的网络上还可以安装翻译器(如NAT-PT) 来完成IPv4与IPv6协议之间的翻译转换。(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
7、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/IPv 6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 GPR骇心网络的连接，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
8、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勺两个不同的接入点上的情况。GGS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“ 4t。6”的。 AP3是 原生的IPv4,提供到纯IPv4服务/主机的连接。囱骨于网图2 到GGSN勺IPv4和IPv6接入点的连接图3是过渡期网络模型分析的简单图解，只显示了移动终端和GPRS亥心网。使用运营商本地的IPv4和IPv6业务（网内业务）没有必要采用公 用IPv4地址或全球IPv6地址（站点本地IPv6地址就足够了）。当用户离开运营商网络时，
9、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。运营商网都rte运弁西IPrt业暑运脊商】网4业篝图3过渡期的网络模型图4显示了双栈移动终端在某个仅支持 IPv4的外访网络上漫游，而用户希望连接某个IPv6主机
10、的情况。链路层的移动性是指移动终端可以连接到其家乡GGS用获彳#到IPv6网络的接入，外访网络上的 SGSNS过Inter PLMNt干网络的GTP隧道，将移动终端连接到家乡的GGSN上，Inter-PLMN网络连接运营商的GPRS亥心网和相关得有漫游协议的 运营商网络家乡同络I、> ；，*4 1 di * ih ft a . 一图4链路层的移动性一一MT从外访网络通过PLMNt干网之间的网络连接到家乡网络GGS母口某个IPv6主机3.2 连接的不同组合方式移动网络、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I
11、P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:(1)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。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
12、端(常见的第一代 GPRS/WCDI«)、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(1)纯IPv4终端纯IPv4终端主要是第一代的 GPRS,提供给纯IPv4终端的是纯IP v4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 I
13、Pv4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。图5 IPv4终端连接到不同的IPv4主机(2)双协议栈的终端如图6所示，双协议栈的移动终端在 IPv6模式下操作一一移动终端打开IPv6类型的PDP上下文弁且从 GGSN®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
14、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。图6移动终端连接到一个纯IPv6主机如图7所示，PDP±下文在移动终端和 GGSN（API型是IPv6）之间打开，在这种情况下，边际路由器被配置为对IPv6分组封装/解除封装，因此边际路由器是运营商网络上唯一需要公用IPv4地址的设备。E9和扁由 之间的Bto4运营商网络W1七哲例IPv6业务 运苫商IP"业务H实现启由;图7 通过IPv4网络或IPv6网络连接到IPv6主机来自移动节点发送到主机的IPv6数据包可以通过IPv4网络上的隧道技 术来传输，或者可以直接通过
15、 IPv6网络传输。但在很多情况下不能通过IPv6网络来发送，因为还没有直接的连接。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地址运营商网络.com. cnIPv4横式的双盘主机惋【由4生机运营商虹外 就
16、普04业务图8双协议栈移动终端连接到纯 IPv6主机上纯IPv6终端纯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 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IPv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4地址也有IPv6地址。后省需网络 www-qtt1. com. cn娓育I内南业外i&ff«IPv4图9 纯IPv6移动终端使用翻译器连接到纯IPv4主机在这种情况下，双协议栈终端能工作得更好，因为双协议栈的终端不需要 NAT-PT4、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。