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Ipv6地址的转换及自动配置 科技信息OIT论坛O2009年第23期 Ipv6地址的转换及自动配置 周华平林浩伟 (1.安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001;2.安徽理工大学后勤集 团安徽淮南232001) 0.引言 在Ipv6面世之前,全球范围内的网络用户普遍使用的协议为 IPv4,每个IPv4接口都具有一个32位的地址,这个地址在全球范围是 唯一的,但随着Internet的高速发展,逐渐暴露出了IPv4的不足.其地 址空间已经快要枯竭,主要原因是由于采用了分块地址的分配方式, 大量的IP地址被浪费了.而且路由表增长过快.Ipv4地址采用了两 级层次结构,它的地址包括网络地址和主机地址两个部分,而路由器 中只存储网络地址部分.换句话说,有多少个局域网络,就有多少个网 络地址,这导致路由器越来越难以迅速有效地找到目的网络.路由算 法非常复杂.而且路由器之间一般需要定期交换路由信息.路由表的 过大也导致了网络开销压力增大. 1.IPv6地址结构 IPv6在IPv4的基础上进行了革命式的改进,在保留了向下兼容 性的同时,将IP地址从32位增长为128位,从而彻底解决了IPv4地 址不足的难题.IP地址空间呈几何级数的增长,足以支撑一个庞大的 局域网络群之问的互联,而不必担心IP地址的冲突. IPv6与IPv4的区别基本上包括以下几个方面 1)路由和地址IPv6和IPv4相比较,IPv6极大的扩展了地址空间 以及将路由层次地址空间更加结构化. 2)网络地址管理IPv6实现了一系列的自主发现和动态配置功 能,地址动态配置对于无盘工作站,通过电话线访问互联网的用户,特 别是移动互联网用户来说非常重要.IPv6完善了DHCP协议,提供了 有状态和无状态地址自动配置两种方案,提高了地址配置的自动化程 度,减轻了网络地址分配管理的负担. 3)报头格式IPv6的报头比IPv4简化了许多,从而降低了了路由 器的运行压力.也减少了路由器处理分组的开销. 4)安全性在制定IPv6技术规范的同时产生了IPsec(IPSecurity1 协议,用于提供IP层上可互操作的高质量的和基于密码的安全性.包 括接入控制无连接的完整性数据来源,认证加密等.它们为IP层及其 以上层协议提供安全机制. 5)QOS功能QOS旨在针对各种应用的不同需求,为其提供不同 的服务质量,例如:提供专用带宽,减少报文丢失率等.为实现上述目 的,IPv6的QOS提供了报文分类和着色,网络拥塞管理,网络拥塞避 免,流量监管和流量整形等功能. 6)多点寻址方式IPv6对多点寻址方式Muhicast进行了改进, IPv6在Muhicast地址中增加了范围Scope字段.允许将Multicast的 路由限定在正确的范围之内. 7)集群寻址方式IPv6定义了一种新的集群寻址方式:Anycast方 式.这种寻址方式与Multicast方式有所不同.它用于在点到多点的通 信中,将报文传递到一组节点中的一个,通常是最近的一个.从而允许 在信源路由中由节点控制数据报的传送路径 . 2.Ipv4/IPv6地址的转换 通常来说,IPv6/IPv4的网络地址转换有两种情形:一是IPv6站 点和IPv4节点通信:例如.一个由支持IPv6的新设备组成的新网络, 有时候需要和一些外部网络的IPv4节点通信;二是IPv4站点和IPv6 节点通信:例如,诸如网页,文件和打印服务等重要服务,要能同时被 IPv6和IPv4节点访问,需要逐个将IPv4站点升级成IPv6. 中继器用于IPv4站点与IPv6网络内节点的通信.IPv4站点内主 机发送数据到IPv6网络内的节点,使用中继器指派的IPv4目标地址. 映射到独立的IPv6主机.为了让带有一个目标IPv4地址的数据包能 正常抵达目标.IPv4站点的内部路由必须包含到达中继器的路由信 息.中继器接到这些数据包后,进行lPv4一to—IPv6转换,并转发数据包 到IPv6网络.这一模式中,中继器能使用惟一的IPv6地址访问IPv4 站点内的节点.从而为来自IPv6网络的数据包进行IPv6一to—IPv4转 换.这些IPv6地址可能来自和IPv6主机通信的IPv4主机里面动态分 配的地址池.一个更好的方法是,分配惟一的,可路由的IPv6地址,以 便访问IPv4站点内的所有节点,并且在DNS中注册.这样可能很容易 使得IPv6地址有足够多的空余,而且还有一个好处是.IPv6网络内主 机能很容易解析,并通过中继器和IPv4站点内的节点建立会话. 为了能在IPv4和IPv6节点之间通信.中继器需要同时进行地址 和协议转换.协议转换将大多