组建IPv4和IPv6综合网络的隧道策略详解

  在组建IPv4和IPv6综合网络的时候,常会用到两种策略,大那就是双栈策略和隧道策略。下面简单介绍下双栈策略,主要对隧道策略的特点和过程进行细致的说明。

  双栈策略

  双栈策略是指在网元中同时具有IPv4和IPv6两个协议栈,它既可以接收、处理、收发IPv4的分组,也可以接收、处理、收发IPv6的分组。对于主机(终端)来讲,“双栈”是指其可以根据需要来对业务产生的数据进行IPv4封装或者IPv6封装。对于路由器来讲,“双栈”是指在一个路由器设备中维护IPv4和IPv6两套路由协议栈,使得路由器既能与IPv4主机也能与IPv6主机通信,分别支持独立的IPv4和IPv6路由协议,IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由协议进行计算,维护不同的路由表。IPv6数据报按照IPv6路由协议得到的路由表转发,IPv4数据报按照IPv4路由协议得到的路由表转发。

  隧道策略

  隧道策略是IPv4和IPv6综合组网技术中经常使用到的一种机制。所谓“隧道”,简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据技术。隧道包括隧道入口和隧道出口(隧道终点),这些隧道端点通常都是双栈节点。在隧道入口以一种协议的形式来对另外一种协议数据进行封装,并发送。在隧道出口对接受到的协议数据解封装,并做相应的处理。在隧道的入口通常要维护一些与隧道相关的信息,如记录隧道MTU等参数。在隧道的出口通常出于安全性的考虑要对封装的数据进行过滤,以防止来自外部的恶意攻击。

  隧道的配置方法分为手工配置隧道和自动隧道,而自动配置隧道又可以分为兼容地址自动隧道,6to4隧道,6over4,ISATAP,MPLS隧道,GRE隧道等,这些隧道的实现原理和技术细节都不相同,相应的其应用场景也就不同。

  典型的隧道技术主要包括:

  
(1)配置隧道

  手工配置隧道主要应用在个别主机的IPv4和IPv6网络进行通信的场合,这种方式的优点是实现相对简单,缺点是扩展性较差,表现在当需要通信的IPv6主机或网络比较多时,隧道配置和维护的工作量较大。

  
(2)6to4隧道

  6to4隧道是自动隧道的一种,也是IETF较为重视、并得到深入研究、有广阔应用前景的一种网络过渡机制。6to4隧道的主要应用环境是,它可以使连接到纯IPv4网络上的孤立的IPv6子网或IPv6站点与其它同类站点在尚未获得纯IPv6连接时彼此间进行通信。

  
(3)兼容地址自动隧道

  兼容地址自动隧道是自动隧道的一种,在IETF的RFC中进行规定,但是目前已经不推荐使用这种隧道方式。

  
(4)6over4

  6over4机制通常只能应用在网络边缘,例如企业网和接入网。6over4能够将没有直接与IPv6路由器相连的孤立的主机,让IPv4和IPv6组播域作为它们的虚拟链路层形成IPv6的互联。通过这种机制,IPv6可以独立于底层的链路,可以跨越支持组播的IPv4子网。6over4机制由于要求在IPv4网络中支持组播功能,而目前大多数网络均没有布置组播功能,因此在实际应用中很少被利用。

  
(5)隧道代理

  隧道代理通常应用于独立的小型的IPv6站点,特别是独立的分布在IPv4互联网中的IPv6主机需要连接到已有的IPv6网的情况。隧道代理(TB)提供一种简化配置隧道的方法,可以减少繁重的隧道配置工作。隧道代理的思想就是通过提供专用的服务器作为隧道代理,自动地管理用户发出的隧道请求。用户通过Tunnel Broker能够方便IPv4和IPv6网络建立隧道连接,从而访问外部可用的IPv6资源。隧道代理这种过渡机制对于在IPv6的早期为吸引更多的IPv6使用者能方便快捷地实现IPv6连接有很大的益处,同时也为早期的IPv6提供商提供了一种非常简捷的接入方式。

  
(6)ISATAP

  ISATAP机制(the Intra-site Automatic Tunnel Addressing Protocol,站内自动隧道寻址协议)在IETF的RFC中进行定义,通常应用在网络边缘,如企业网或接入网。ISATAP可以和6to4技术联合使用,可以使IPv4站点内的双栈节点通过自动隧道接入到IPv6路由器,允许与IPv6路由器不共享同一物理链路的双栈节点通过IPv4自动隧道将数据包送达IPv6下一跳。

  
(7)MPLS隧道

  MPLS隧道主要应用于骨干网和城域核心网。MPLS隧道实现IPv6岛屿互联的方式,尤其适合于已经开展了BGP/MPLS VPN业务的运营商。这种过渡方式可以使运营商暂时不必将现有核心网络升级为IPv6网络就可以实现对外提供IPv6业务。

  IPv6站点必须通过CE连接到一个或多个运行MP-BGP的双栈PE上,这些PE之间通过MP-BGP来交换IPv6的路由可达信息,通过隧道来传送IPv6数据包。

  
(8)二层隧道

  为了连接分散的IPv4和IPv6网络,一种可能的方法是利用二层技术(如ATM,PPP,L2TP等)把这些IPv6网络连接在一起。这种方式的优点是概念清晰、易于理解。缺点是实现较为困难,扩展性较差,当需要互联的IPv6网络较多时,不宜采用这种方式。

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