基于gns3的ipv6過渡協議分析(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 6節點的實現方法比較復雜，網絡設備進行協議轉換、地址轉換的處理開銷較大，一般在其他互通方式無法使用的情況下使用 [7]。 隧道 隧道技術就是用于 IPv6 流量運行在純 IPv4 網絡或者 IPv4流量運行在純 IPv6網絡的手段，隧道技術可以將 2種流量相互垂直地隔離起來，所以可稱為隔離技術；這種應用對應用影響小，也可以大使用現有的 IPv4 網絡核心設備，因此成本也不高，能節約大量 IPv4 地址。 10 4 IPv6 過渡 詳解 及配置步驟 IPv4/IPv6 雙棧 雙協議棧技術是指在終端設備和網絡節點上既安裝 IPv4 又安裝 IPv6 的協議棧。從而實現 IPv4 或 IPv6 的節點間的信息互通， IPv4/IPv6 雙協議棧結構如 圖 所示 。 圖 IPv4/IPv6 雙協議棧結構 在以太網中 ,數據報頭的協議字段分別用值 0x86DD 和 0x0800 來區分所采用的是IPv6 還是 IPv4。雙棧方式的工作機制可以簡單描述為：鏈路層解析出接收到的數據包的數據段 , 拆開并檢查包頭。如果 IPv4/IPv6 包頭中的第一個字段 , 即 IP 包的版本號是 4,該包就由 IPv4 的協議棧來處理 ； 如果版本號是 6, 則由 IPv6 的協議棧處理 [9]。IPv4/IPv6 雙協議棧的工作過程 如圖 所示 。 圖 IPv4/IPv6 雙協議棧的工作過程 雙棧配置的具體步驟 ： 1．規劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網唯一 。 11 2．在終端和路由器上都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv6 unicastrouting 命令是用來啟動路由協議，盡管不用該命令你一樣可以配置 v6 地址，也可以使用 ipv6 的 ping等命令，但是還是建議配置此命令，如果不配置這條命令，將無法配置 ipv6 靜態路由和 ipv6 動態路由；同時在終端上關閉 ipv4路由功能，以便模擬成 ipv4 客戶端 。 3．配置 ipv4 網絡，使用靜態路由或者運行動態路由學習相互的路由條目 。 4．配置 ipv6 網絡，使用靜態路由或者運行動態路由學習相互的路由條目 。 5．終端的 ipv4 地址可以使用手工指定或者 DHCP 來獲取 (需要路由器有相關配置 )。 6． 終端的 ipv6 地址可以通過以下幾種方式來獲得： ipv6，自動生成 ipv6地址； EUI64 方式 來生成 ipv6 地址的主機部分，然后組合已定義的網絡部分； ipv6地址 。 7．在用路由器模擬的終端 上配置 ipv6 靜態路由和 ipv4默認網關，配置 ipv6 靜態路由器使用 ipv6 route ::/0 ipv6 網關地址，配置 ipv4 默認網關使用 ip defaultgateway ipv4網關地址 。 NATPT NATPT通過使用 NAT 網關將一種 IP 網地址轉換為另一種 IP 網地址 ,它允許用戶使用一組在公網中從不使用的保留地址。此時將 IPv6 網視為獨立而封閉的地址域 ,它需要使用一個“翻譯器 ”將“內部地址 ”轉換為“外部地址 ”。一個典型的 NAT PT 系統如圖 。 圖 NATPT 系統 NAT PT 處于 IPv6 和 IPv4 網絡的交界處 ,可以實現 IPv6 主機與 IPv4 主機之間的互通。協議轉換的目的是實現 IPv4 和 IPv6 協議頭之間的轉換 ； 地址轉換則是為了讓 IPv6 12 和 IPv4 網絡中的主機能夠識別對方。也就是說 , IPv4 網絡中的主機用一個 IPv4 地址標識 IPv6 網絡中的一個主機，而 IPv6 網絡中的主機用一個 IPv6地址標識 IPv4 網絡中的一個主機 [8]。 NATPT 配置的具體步驟： 1．規劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網唯一 。 2． ipv6 終端和 natpt設備需要開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 網絡的其他設備無需開啟 ip unicastrouting。 3．配置 ipv4 網絡，使用靜態路由或者運行動態路由學習相互的路由條目 。 4．在 natpt 路由器上配置 ipv6 地址 。 5．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 6．在 natpt 設備上定義轉換規則，可以使用靜態轉換規則，也可以使用動態轉換規則，在和 ipv6 終端以及 ipv4 網絡連接端口上開啟 ipv6 nat，靜態轉換規則命令格式分為ipv6和 ipv4 的綁定， ipv4 和 ipv6 的綁定，以及 ipv6 前綴設置 。 靜態隧道 MCT 隧道 IPv6 手工配置隧道可以建立在兩個邊界路由器之間，為被 IPv4 網絡分離的 IPv6網絡提供穩定的連接，或建立在終端系統與邊界路由器之間為終端系統訪問 IPv6網絡提供連接。隧道的端點設備必須支持 IPv6/IPv4 雙協議棧。其他設備只需實現單協議棧即可。 IPv6 手工配置隧道要求在設備上手工配置隧道的源地址和目的地址，如果一個邊界設備要與多個設備建立手工隧道，就需要在設備上配置多個隧道。所以手工隧道通常用于兩個邊界路由器之間，為兩個 IPv6網絡提供連 接。 一個手工隧道在設備上以一個虛接口存在，從 IPv6一側收到一個 IPv6報文后，根據 IPv6報文的目的地址查找 IPv6轉發表，如果該報文是從此虛擬隧道接口轉發出去的，則根據隧道接口配置的隧道源端和目的端的 IPv4 地址進行封裝。封裝后的報文變成一個 IPv4 報文，交給 IPv4 協議棧處理。報文通過 IPv4 網絡轉發到隧道的終點 [10]。 13 隧道終點收到一個隧道協議報文后，進行隧道解封裝。并將解封裝后的報文交給IPv6協議棧處理。一個設備上不能配置兩個隧道源和目的都相同的 IPv6 手工隧道。 MCT(手工配置 )隧道配置 的具體步驟： 1．規劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網唯一 。 2．在 ipv6 網絡的所有設備都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 中心設備無需開啟，ipv4和 ipv6 的交界設備都需要配置為雙棧 。 3．配置 ipv4 網絡，使用靜態路由或者運行動態路由學習相互的路由條目 。 4．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 5．在 ipv4 網絡和 ipv6 網絡的交界設備上，使用 interface tunnel number 創建隧道接口，并選擇一個只在本地有意義的整數做為隧道接口號 。 6．在隧 道子命令定義隧道的源 ipv4 地址， tunnel source 本地接口地址或者環回地址，建議使用環回地址，因為環回地址穩定，只要設備沒有問題，該接口就不會出現問題 。 7．在隧道子命令定義隧道的目的 ipv4 地址， tunnel destination 目標接口地址或者環回地址，建議使用環回地址，因為環回地址穩定，只要設備沒有問題，該接口就不會出現問題，該地址必須與另一臺路由器使用命令 tunnel source 指定的地址相同 。 8．在隧道子命令定義隧道模式， tunnel mode ipv6ip，將隧道指定為 RFC 定義的手工配置 (MCT)的隧道 。 9．在 MCT配置完成之后，還需要在創建隧道的路由器上啟用 ipv6，并像配置連接到專用線的串行接口那樣配置隧道接口，可以配置 ipv6 IGP。 GRE 隧道 使用標準的 GRE 隧道技術可在 IPv4 的 GRE 隧道上承載 IPv6 數據報文。 GRE 隧道是兩點之間的鏈路，每條鏈路都是一條單獨的隧道。隧道把 IPv6 作為乘客協議，把 GRE作為承載協議。所配置的 IPv6 地址是在 Tunnel 接口上配置的，而所配置的 IPv4 地址是 Tunnel 源地址和目的地址 ,也就是隧道的起點和終點 [15]。 GRE(通用路由封裝 )隧道配置的具體步驟： 1．規劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網唯一 。 2．在 ipv6 網絡的所有設備都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 中心設備無需開啟，ipv4和 ipv6 的交界設備都需要配置為雙棧 。 3．配置 ipv4 網絡，使用靜態路由或者運行動態路由學習相互的路由條目 。 14 4．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 5．在 ipv4 網絡和 ipv6 網絡的交界設備上，使用 interface tunnel number 創建隧道接口，并選擇一個只在本地 有意義的整數做為隧道接口號 。 6．在隧道子命令定義隧道的源 ipv4 地址， tunnel source 本地接口地址或者環回地址，建議使用環回地址，因為環回地址穩定，只要設備沒有問題，該接口就不會出現問題 。 7．在隧道子命令定義隧道的目的 ipv4 地址， tunnel destination 目標接口地址或者環回地址，建議使用環回地址，因為環回地址穩定，只要設備沒有問題，該接口就不會出現問題，該地址必須與另一臺路由器使用命令 tunnel source 指定的地址相同 。 8．在隧道子命令定義隧道模式， tunnel mode gre ip，將隧道指定為 RFC 定義的 GRE的隧道，這也是和手工配置的隧道，在配置上的唯一的不同之處 。 9．在 MCT配置完成之后，還需要在創建隧道的路由器上啟用 ipv6，并像配置連接到專用線的串行接口那樣配置隧道接口，可以配置 ipv6 IGP。 動態隧道 6to4 隧道 6to4隧道也支持隧道的自動建立。 6to4隧道支持 IPv6子網通過 IPv4網絡中的隧道相連。 6to4方式使用 IANA 指定的專用地址前綴 :2021::/16， 6to4地址格式 如圖 示 。 圖 6to4地址格式 例如：嵌入的 IPv4 的地址是 ， 6to4 使用的專用地址表達為 2021：： /16，因此其對應的 6to4 地址網段為： 2021:C0A8:0101::/48 6to4隧道配置的具體步驟： 1．規劃 ipv4 地址和 ipv6 地址，保證地址全網唯一 。 2．在 ipv6 網絡的所有設備都開啟 ipv6 unicastrouting， ipv4 中心設備無需開啟，ipv4和 ipv6 的交界設備都需要配置為雙棧 。 3．配置 ipv4 網絡，使用靜態路由或者運行動態路由學習相互的路由條目 。 15 4．在終端配置 ipv6 地址，可以使用多種方式來獲得 。 5．在 ipv4 網絡和 ipv6 網絡的交界設備上，使用 interface tunnel number 創建隧道接口，并選擇一個只在本地有意義的整數做為隧道接口號 。 6．在隧道子命令定義隧道的源 ipv4 地址， tunnel source 本地接口地址或者環回地址，建議使用環回地址，因為環回地址穩定，只要設備沒有問題，該接口就不會出現問題 。 7．和點到點隧道配置不同的時， 6to4隧道和 isatap 隧道，這些點到多點隧道，不會配置隧道的目的地址，因為目的地址并不確定，所以無需配置隧道 目的地址 。 8．在隧道子命令定義隧道模式， tunnel mode ipv6ip 6to4，將隧道指定為 RFC 定義的6to4動態隧道 。 9． 6to4 隧道和 isatap 隧道，這些點到多點隧道，最關鍵的步驟在于 ipv4 地址和 ipv6地址的相互映射關系，對于 6to4 隧道來說，如果在隧道指定的源地址是 ，客戶端的 ipv6 地址就應該設置為 2021::子網號 ::/64，源 ipv4 地址是 ，相對應的 ipv6 地址就應該為 2021:101:101:子網號 ::/64，和客戶端相連的端口的 ipv6地址需要在該網段內，隧道的 ipv6 地址可以借用和客戶端相連的端口的 ipv6 地址 (使用 ipv6 unnumbered 接口 )，也可以使用那個網段的其他子網 。 10．由于多點 ipv6 不支持 IGP，但要動態封裝，路由器必須將 ipv6 分組從隧道接口轉發出去， 6to4隧道的的 ipv6地址前綴都是 2021::/16，所以可以配置一條前往 2021::/16的靜態 ipv6 路由，將所有前往這些特殊地址的分組都從多點隧道接口轉發出去 。 ISATAP 隧道 ISATAP(站內自動隧道尋址協議 )是一種站點內部的 IPv6體系架構將 IPv4網絡視為一個非廣播型多路訪問（ NBMA）鏈路層的 IPv6 隧道技術，即將 IPv4 網絡當作 IPv6 的虛擬鏈路層。 ISATAP 主要是用在當一個站點內部的純 IPv6 網絡還不能用，但是又要在站點內部傳輸 IPv6 報文的情況，例如站點內部有少數測試用的 IPv6主機要互相通訊。使用 ISATAP 隧道允許站點內部同一虛擬鏈路上的 IPv4/IPv6 雙棧主機互相通訊 [12]。 ISATAP 使用的 IPv6地址前綴可以是任何合法的 IPv6 單點傳播的 64位前綴，包括全球地址前綴、鏈路本地前綴和站點本地前綴等， IPv4 地址被置于 IPv6 地址最后的 32比特上，從而允許自動建立隧道。 ISATAP 的地址結構如圖 所示 。