何 媛

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與信息工程系 廣西 530007）

1 IP地址概述

IP地址，全稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（Internet Protocol Address，又譯為網(wǎng)際協(xié)議地址），縮寫(xiě)為IP地址（IP Address）。Internet上的每臺(tái)主機(jī)（Host）都有一個(gè)唯一的IP地址。IP協(xié)議就是使用這個(gè)地址在主機(jī)之間傳遞信息，這是 Internet 能夠運(yùn)行的基礎(chǔ)。常見(jiàn)的IP地址，分為IPv4與IPv6兩大類(lèi)。

IPv4的設(shè)計(jì)思想成功地造就了目前的Internet，其核心價(jià)值體現(xiàn)在簡(jiǎn)單、靈活和開(kāi)放性。但隨著新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的IPv4協(xié)議已經(jīng)難以支持Internet的進(jìn)一步擴(kuò)張和新業(yè)務(wù)的特性，比如實(shí)時(shí)應(yīng)用和服務(wù)質(zhì)量保證等。

中國(guó)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度最快的一個(gè)國(guó)家，在早些年分配到中國(guó)地區(qū)的IPv4地址現(xiàn)在已經(jīng)基本用完，重新申請(qǐng)不但比較麻煩，而且量也不夠，所以IPv4是越來(lái)越緊缺了。按照目前國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，兩到三年后，IPv4地址申請(qǐng)會(huì)越來(lái)越難，隨著儲(chǔ)備量的減少，價(jià)格會(huì)越來(lái)越高，這個(gè)時(shí)候很多人把目標(biāo)放到了IPv6上。

2 IPv4向IPv6過(guò)渡的關(guān)鍵技術(shù)

IPv6能夠解決IPv4存在的許多問(wèn)題，如地址短缺和服務(wù)質(zhì)量保證等。同時(shí)，IPv6還對(duì)IPv4進(jìn)行了大量的改進(jìn)，包括路由和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置等。由于從IPv4向IPv6的過(guò)渡需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程，在此期間，必須保證IPv4和IPv6具有互操作性。目前，有隧道技術(shù)和雙堆棧技術(shù)可供參考。

2.1 隧道技術(shù)

隧道（Tunnel）是指將一種協(xié)議通過(guò)另一種協(xié)議封裝進(jìn)行通信。IPv6 over IPv4隧道機(jī)制是在IPv6數(shù)據(jù)包錢(qián)封裝IPv4的包頭，通過(guò)隧道使IPv6數(shù)據(jù)包穿越IPv4網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)隔離的IPv6網(wǎng)絡(luò)的互通。在 IPv6全面實(shí)施之前，總有一些網(wǎng)絡(luò)先提供對(duì)IPv6的支持，但是這些IPv6網(wǎng)絡(luò)被運(yùn)行IPv4協(xié)議的骨干網(wǎng)絡(luò)隔離開(kāi)來(lái)。隧道就用來(lái)連接這些孤立的IPv6網(wǎng)絡(luò)，是IPv4向IPv6過(guò)渡的初期最易于采用的技術(shù)。

2.2 雙堆棧技術(shù)

雙堆棧技術(shù)，就是我們所說(shuō)的雙協(xié)議棧，其技術(shù)核心是在節(jié)點(diǎn)上讓IPv4和IPv6兩套協(xié)議棧同時(shí)運(yùn)行，這就使IPv6節(jié)點(diǎn)與原有的IPv4節(jié)點(diǎn)保持兼容，針對(duì)的對(duì)象是通信端節(jié)點(diǎn)（包括主機(jī)、路由器）。這種方式對(duì)IPv4和IPv6提供了完全的兼容，但是對(duì)于IP地址耗盡的問(wèn)題卻沒(méi)有任何幫助。由于需要雙路由基礎(chǔ)設(shè)施，反而增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。

3 基于Cisco設(shè)備的IPv6隧道配置

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D及IPv6地址規(guī)劃

通過(guò)以下案例，在Cisco設(shè)備上實(shí)現(xiàn)IPv6隧道配置，把兩端的IPv6網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)共融。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2 配置路由器基本參數(shù)

路由器R1：

R1（config）#ipv6 unic

R1（config）#ipv6 router rip test

R1（config）#interface loopback 0

R1（config-if）#ipv6 address 0001：1111：：1/64

R1（config-if）#ipv6 rip test enable

R1（config）#interface s0/0/0

R1（config-if）#ipv6 address 0012：1212：：1/64

R1（config-if）#ipv6 rip test enable

路由器R2：

R2（config）#ipv6 router rip test

R2（config）#interface s0/0/0

R2（config-if）#ipv6 address 0012：1212：：2/64

R2（config-if）#ipv6 rip test enable

R2（config-if）#ipv6 rip test default-information originate

R2（config）#interface s0/1/0

R2（config-if）#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

R2（config）#interface tunnel0

R2（config-if）#ipv6 address 2010：2323：：2/64

R2（config-if）#tunnel source s0/1/0

R2（config-if）#tunnel destination 192.168.1.3

R2（config-if）#tunnel mode ipv6ip

R2（config）#ipv6 route：：/0 tunnel0

路由器R3：

R3（config）#ipv6 router rip test

R3（config）#interface s0/1/0

R3（config-if）#ip address 192.168.1.3 255.255.255.0

R3（config）#interface tunnel0

R2（config-if）#ipv6 address 2010：2323：：3/64

R3（config-if）#tunnel source s0/1/0

R3（config-if）#tunnel destination 192.168.1.2

R3（config-if）#tunnel mode ipv6ip

R3（config）#ipv6 route：：/0 tunnel0

R3（config）#interface s0/0/0

R3（config-if）#ipv6 address 0034：3434：：3/64

R3（config-if）#ipv6 rip test enable

R3（config-if）#ipv6 rip test default-information originate

路由器R4：

R4（config）#ipv6 router rip test

R4（config）#interface loopback 0

R4（config-if）#ipv6 address 0004：4444：：1/64

R4（config-if）#ipv6 rip test enable

R4（config）#interface s0/0/0

R4（config-if）#ipv6 address 0034：3434：：4/64

R4（config-if）#ipv6 rip test enable

3.3 網(wǎng)絡(luò)連通性測(cè)試

測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)在路由器R2和R3之間進(jìn)行隧道配置，可使IPv4網(wǎng)絡(luò)把兩端的IPv6網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)互通和共存。

R4#ping 0001：1111：：1

Type escape sequence to abort.

Sending 5，100-byte ICMP Echos to 0001：1111：：1，timeout is 2 seconds：

!!!!!

Success rate is 100 percent（5/5），round-trip m in/avg/max= 31/31/32 ms

4 IPv6的現(xiàn)狀及發(fā)展

4.1 IPv6的優(yōu)勢(shì)

（1）IPv6使用128位的地址方案，為將來(lái)數(shù)十年提供了足夠的地址空間；

（2）IPv6對(duì)數(shù)據(jù)包包頭做了簡(jiǎn)化，并且無(wú)須處理校驗(yàn)和，以減少處理器開(kāi)銷(xiāo)并節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬；

（3）無(wú)廣播，因而不會(huì)有廣播風(fēng)暴危險(xiǎn)；

（4）采用的擴(kuò)展包頭機(jī)制更簡(jiǎn)單、更高效；

（5）多等級(jí)編址層次有助于路由聚合，提高了路由選擇的效率和可擴(kuò)展性；

（6）每個(gè)數(shù)據(jù)流均帶有流標(biāo)簽，因而無(wú)須打開(kāi)傳輸內(nèi)層數(shù)據(jù)包來(lái)識(shí)別不同的數(shù)據(jù)流；

（7）IPv6協(xié)議內(nèi)置安全機(jī)制，并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化；更好地支持移動(dòng)性，提供了更加優(yōu)秀的QoS保障。

4.2 IPv6普及面臨的困難

我國(guó)計(jì)劃 2006年開(kāi)始試運(yùn)行 IPv6，到 2010年全面使用IPv6。但就目前來(lái)看，這根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。直到現(xiàn)在，IPv6的使用還只是一些大型企業(yè)的內(nèi)網(wǎng)或小地區(qū)的試用。影響著IPv6大范圍使用的最大因素是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。對(duì)于國(guó)內(nèi)的 ISP來(lái)講，目前沒(méi)有任何直接利益的驅(qū)動(dòng)來(lái)讓他們改造基礎(chǔ)設(shè)施支持IPv6，這一龐大的系統(tǒng)工程，涉及了ICP、ISP、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商、軟件、終端設(shè)備、應(yīng)用等許多個(gè)環(huán)節(jié)，相互之間的矛盾短期內(nèi)無(wú)法協(xié)調(diào)和解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

有數(shù)據(jù)顯示，目前有部分校園網(wǎng)內(nèi)部已開(kāi)始試運(yùn)行IPv6，但卻還是無(wú)法吸引以營(yíng)利為目的的運(yùn)營(yíng)商。比較理想的狀態(tài)是，在未來(lái)7-8年內(nèi)，能做到IPv6的試應(yīng)用。此期間IPv4將與IPv6長(zhǎng)期共存，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，盡管有瓶頸，但是一定會(huì)繼續(xù)的去推廣，努力解決運(yùn)營(yíng)商、ICP、用戶(hù)間的矛盾。逐步取代老一代網(wǎng)際協(xié)議，不能一蹴而就，要合理使用中間的過(guò)渡技術(shù)，選擇適合網(wǎng)絡(luò)自身特征的合理過(guò)渡策略，早日實(shí)現(xiàn)基于IP數(shù)據(jù)中心的下一代網(wǎng)絡(luò)。

[1]梁廣民，王隆杰.思科網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室CCNA試驗(yàn)指南.北京：電子工業(yè)出版社.2012.

[2]張建立，IPv4向IPv6的過(guò)渡策略.北京：信息安全與技術(shù)，2013年第8期.

[3]崔玉波，網(wǎng)絡(luò) IPv6協(xié)議發(fā)展與應(yīng)用探究.北京：消費(fèi)電子，2013年第22期.