IPv6/IPv4协议转换的试验( 二 )

2025-12-29 云知道

图1和图2大致上可以反映出这两种转换情况。
【IPv6/IPv4协议转换的试验】
图1 IPv6站点的中继器
图1中中继器用于一个IPv6站点和IPv4网络内节点通信的情况。IPv6 站点的内部路由必须配置，使得供IPv4节点使用的数据包，能够路由到中继器。IPv6站内主机，使用能映射到纯粹IPv4 主机的IPv6地址，发送数据包到IPv4 网络中的节点。这一设计中，和纯粹IPv4节点的通信时，IPv6节点使用一个IPv4兼容的IPv6地址（IPv4-compatible IPv6地址）作为自己的地址，而给IPv4分配一个映射IPv4的IPv6地址（IPv4-mapped IPv6）。IPv4-兼容的 IPv6地址将IPv4地址作为低32位，并且能识别IPv6/IPv4兼容地址或者纯粹IPv6节点，但它无法识别纯粹的IPv4节点。同样，映射IPv4的IPv6地址也只能识别纯粹的IPv4节点。这种方法的结果是，中继器不需要保存额外的状态信息，不管IPv4和IPv6域地址映射所用的IPv6的前缀如何，只识别IPv6站点内含惟一IPv4 地址的主机。因此，图1中主机B和主机A通信需要IPv4地址，以便能够通过IPv4网络路由。为了克服这个限制，内含状态信息的中继器将几个IPv6主机映射到一个全球惟一的IPv4地址上，这需要使用TCP/UDP端口的转换技术。

图2 IPv4站点的中继器
图2的中继器用于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IPv4-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-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。这样可能很轻易使得IPv6 地址有足够多的空余，而且还有一个好处是，IPv6网络内主机能很轻易解析、并通过中继器和IPv4站点内的节点建立会话。
总之，这两种模式之间的微妙区别在于，前者映射一个全局IPv4地址池访问IPv6地址，而后者使用私有IPv4地址访问IPv6地址。全局IPv4地址是稀缺的，这种机制要求为IPv6节点动态分配IPv4地址池，以便IPv6节点能够和IPv4节点通信。
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。协议转换将大多数域从一个IP协议版本转换到另外一个版本。地址转换需要跨越协议边界，将数据包中的地址进行转换。（更为具体的地址转换探讨，读者可参照第D6版的链接。）
协议转换
协议转换就是利用一些非凡的规则处理数据分段和路径MTU发现问题（path MTU discovery），从而完成两种IP协议间的简单映射。基本的操作是移除原始的IP数据包头，并用另一个IP协议的新数据包头替代。
首先需要讨论的是IP 转换。IPv6和IPv4数据包头有一些类似，但是大多数域要么意义不一，要么长度各异，也有的被移除了。中继器需要在IP 数据包头中，进行直接复制、转换、忽略、或者用缺省值来设置新的域，以便从一个IP协议版本转换成另外一个。
许多域需要简单的调整。做IPv6-to-IPv4转换的时候，IPv4的域需要通过计算得到，而在IPv4-to-IPv6的转换时候，则需要进行忽略处理。和IPv4对比，IPv6数据包头没有明确的域支持数据分段处理，而使用一个独立的数据包头作为数据段，保存信息。
当中继器接受一个数据包时，IPv4和IPv6的域之间有直接的映射关系，可以直接进行转换。需要当心的是，两种协议的识别域长度不一样。

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