RFC4213(中文) IPv6主机和路由器的基本转换机制

本备忘录规定了能够由IPv6主机和路由器执行的与IPv4兼容的机制。规定了两种机制：双栈和配置隧道技术。双栈暗示提供两种互联网协议版本(IPv6与IPv4)的完全实现，配置隧道技术提供了一种方法，可在未改动的IPv4路由基础设施上携带IPv6分组。 本备忘录废除了RFC2893。 ### 知识点一：IPv6与IPv4的兼容机制 #### 双栈技术 - **定义**: 双栈技术是指同时支持IPv4和IPv6两种协议栈的技术。在这种架构下，一个节点（如主机或路由器）能够同时处理IPv4和IPv6数据包。 - **实现**: 在双栈节点中，操作系统或网络设备会包含两个独立的协议栈——一个用于IPv4通信，另一个用于IPv6通信。这使得双栈节点能够在IPv4和IPv6环境中无缝通信。 - **应用场景**: 双栈技术广泛应用于过渡期间，尤其是在IPv6网络尚未完全普及的情况下，确保现有IPv4服务的可达性。 #### 配置隧道技术 - **定义**: 配置隧道技术是一种在网络之间建立连接的方式，它允许IPv6数据包通过IPv4网络进行传输。这一过程涉及将IPv6数据包封装到IPv4数据包中，并通过IPv4基础设施进行传输。 - **工作原理**: - **封装**: 在隧道入口处，IPv6数据包被封装到IPv4数据包中。 - **传输**: 封装后的数据包通过现有的IPv4网络进行传输。 - **解封装**: 在隧道出口处，IPv6数据包从IPv4数据包中解封，随后继续IPv6网络的传输。 - **优点**: 这种技术无需修改现有的IPv4基础设施即可实现IPv6数据包的传输，降低了网络升级的成本。 ### 知识点二：双IP层运行机制 #### 地址配置 - **概念**: 双栈节点需要配置IPv4和IPv6地址，以便能够在两种不同的协议栈中正确识别自己。 - **配置方式**: - **自动配置**: 利用诸如DHCPv4/v6等机制自动分配IPv4和IPv6地址。 - **手动配置**: 用户根据需要手动设置IPv4和IPv6地址。 - **目的**: 确保双栈节点能够在IPv4和IPv6网络中被正确识别和访问。 #### DNS解析 - **定义**: 域名系统（DNS）用于将域名映射到相应的IP地址。在双栈环境中，DNS服务器需要能够返回IPv4和IPv6两种类型的地址记录。 - **实现**: DNS服务器通过查询和响应机制，为请求方提供所需的IPv4或IPv6地址。 - **重要性**: 在IPv4向IPv6过渡期间，DNS解析是确保双栈节点能够访问到所有类型资源的关键。 ### 知识点三：配置隧道技术的细节 #### 封装 - **过程**: 在隧道入口处，IPv6数据包被封装到IPv4数据包的载荷部分，IPv4数据包头包含源和目的IPv4地址信息。 - **关键要素**: - **IPv6数据包**: 包含IPv6源地址和目的地址。 - **IPv4数据包头**: 包含封装后的IPv6数据包的源和目的IPv4地址。 #### 隧道MTU与分段 - **MTU**: 最大传输单元（MTU）是指一个接口可以传输的最大的数据包大小。 - **分段**: 如果IPv6数据包的大小超过了IPv4路径上的最小MTU，则可能需要在IPv4数据包级别进行分段。 - **处理方式**: 隧道两端需要协商MTU值，以避免分段问题。 #### 跳数限制 - **定义**: IPv4数据包中的TTL字段用于防止数据包在网络中无限循环。在配置隧道技术中，IPv6数据包的Hop Limit字段与IPv4数据包的TTL字段协同工作。 - **作用**: 限制数据包在网络中的传播时间，避免无限循环。 #### ICMPv4错误处理 - **概念**: 当IPv4网络中出现错误时，可能会发送ICMPv4错误消息。 - **处理方式**: 隧道两端必须能够识别并适当地处理这些错误消息，以确保隧道的健壮性和可靠性。 #### 解封装 - **定义**: 在隧道出口处，IPv6数据包从IPv4数据包中提取出来，恢复原始的IPv6数据包。 - **过程**: 接收端检查IPv4数据包头，提取IPv6数据包，并将其转发给IPv6协议栈。 ### 知识点四：安全性考虑 - **源地址欺骗**: 在配置隧道技术中，源地址的真实性是一个潜在的安全风险。攻击者可能伪造源地址，发起各种攻击。 - **对策**: 通过使用安全机制（如IPsec）来验证数据包的来源，可以提高网络的安全性。 ### 结论 IPv6与IPv4的兼容机制是确保IPv6顺利过渡的关键。双栈技术和配置隧道技术提供了两种有效的途径，使得IPv6和IPv4能够在过渡期间共存。随着IPv6的逐步普及，这些机制将继续发挥重要作用，直到IPv4完全退出历史舞台。